无线闭塞中心RBC技术规范091015V016.docx
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无线闭塞中心RBC技术规范091015V016
无线闭塞中心技术规范
(V0.16)
2009年10月
修改记录
版本号
日期
章节号
修改/说明
作者/编写人
V0.1
2008-02-08
全部
新创建
V0.2
2008-04-11
修订引用标准和名词术语
V0.3
2008-04-13
全部
根据SRS和SAS进行修改,并按照标准格式进行重新调整
V0.4
2008-06-20
RBC功能
根据FRS进行调整
V0.5
2008-07-15
设备配置要求
系统接口与通道
技术要求
对部分内容进行修订
V0.6
2008-08-01
全部
根据最新的RBC系统SRS,对规范内容进行梳理
V0.7
2008-09-04
全部
根据院内评审进行修改
V0.8
2008-09-17
外部接口
设备配置原则
设备技术要求
增加外部接口接口方式
增加设备配置原则
增加设备技术要求
V0.9
2008-10-22
全部
根据C3攻关组意见进行修改
V0.10
2008.11.09
全部
根据C3攻关组反馈的修改意见进行修订
V0.11
2008.12.24
全部
根据C3攻关组反馈的修改意见进行修订
V0.12
2009.02.01
5.2系统启动
5.3.1列车注册
5.10.3指定列车的紧急停车
8.5.3与CTC系统接口异常处理
修改与紧急停车命令相关内容
V0.13
2009.07.12
修改部分参数
V0.14
2009.07.29
第5章系统功能
按照更新的运营场景进行更新
V0.15
2009.10.07
全部
根据反馈意见和最新试验情况修改
V0.16
2009.10.15
6.4本地终端
进一步明确本地终端实现功能
引言
目的和范围
依据CTCS-3级列控系统总体技术方案,总结无线闭塞中心(RBC)的研制、建设、试验和运用经验,制定本无线闭塞中心(RBC)技术规范。
本技术规范适用于客运专线CTCS-3级列控系统无线闭塞中心(RBC)的设备研制、生产、测试、工程设计、施工调试、运行试验、运用及维护等工作。
本技术规范适用于客运专线CTCS-3级区段。
术语和缩写词
ATP
AutomaticTrainProtection列车自动防护
C2(CTCS-2)
ChineseTrainControlSystemLevel2中国列车运行控制系统第2级
C3(CTCS-3)
ChineseTrainControlSystemLevel3中国列车运行控制系统第3级
CSM
CentralizedSignallingMonitoringSystem信号集中监测系统
CTC
CentrolizedTrafficControl调度集中系统
CTCS
ChineseTrainControlSystem中国列车运行控制系统,包括地面子系统和车载子系统
DMI
Driver-MachineInterface人机接口
ERTMS
EuropeanRailTrafficManagementSystem欧洲列车运行控制系统
GSM
GlobalSystemforMobilecommunications全球移动通信系统
GSM-R
GlobalSystemforMobilecommunications–Railway全球铁路移动通信系统
CBI
ComputerBasedInterlocking计算机联锁
ISDN
Integratedservicesdigitalnetwork综合数字服务网
KMAC
AuthenticationKey授权密钥
KTRANS
TransportKey传输密钥
MA
MovementAuthority行车许可
PCB
PrintedCircuitBoard印刷电路板
PRI
Primaryrateinterface主速率接口
R-JRU
RBCJuridicalRecorderUnitRBC司法记录单元
RAMS
ReliabilityAvailabilityMaintainabilityandSafety可靠性、可用性、可维护性和安全性
RBC
RadioBlockCenter无线闭塞中心
SA
SignallingAuthorisation信号授权
TCC
TrainControlCenter列车控制中心
TSR
TemporarySpeedRestriction临时限速
TSRS
TemporarySpeedRestrictionSever临时限速服务器
VIA
VersatileInterfaceAdapter接口服务器
VPC
VitalPlatformComputer安全平台计算机
参考文献
【1】科技运函【2004】14号CTCS技术规范总则(暂行)
【2】科技运【2008】34号CTCS-3级列控系统总体技术方案
【3】科技运【2008】113号CTCS-3级列控系统功能需求规范(FRS)
【4】科技运【2008】127号CTCS-3级列控系统系统需求规范(SRS)
【5】科技运【2009】xx号CTCS-3级列控系统系统无线报文定义及运用原则
【6】科技运【2008】151号客运专线列控系统临时限速技术规范
【7】SUBSET026v2.3.0ERTMS/ETCS-Class1SystemRequirementSpecificationERTMS/ETCS–1级系统需求规范
【8】SUBSET037v2.3.0EuroradioFIS欧洲无线功能接口规范
【9】SUBSET039v2.1.2FISfortheRBC/RBCHandoverRBC-RBC移交功能接口规范
【10】SUBSET040v2.0.0DimensioningandEngineeringrules尺寸标注与工程规则的限制
【11】SUBSET041v2.0.0PerformanceRequirementsforInteroperability互联互通性能要求
【12】SUBSET098v1.0.1RBC-RBCSafeCommunicationInterfaceRBC-RBC安全通信接口
【13】科技运【2008】CTCS-3级设备编号及IP地址规则
【14】TB/T2073-2003铁路信号电器设备电磁兼容试验及其限制
【15】TB/T3074-2003铁路信号设备雷电电脉冲防护技术条件
【16】IEC61508Functionalsafetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-relatedsystems电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全
【17】IEC61000-5-2Electromagneticcompatibility(EMC)–Part5:
Installationandmitigationguidelines–Section2:
Earthingandcabling,1997-11
【18】IEC62278-2002(EN50126)Railwayapplication–Specificationanddemonstrationofreliability,availability,maintainabilityandsafety(RAMS)铁道应用-可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)规范和说明
【19】IEC62279-2002(EN50128)Railwayapplications–Communications,signallingandprocessingsystems–Softwareforrailwaycontrolandprotectionsystems铁道应用-通信、信号和处理系统-铁路控制和防护系统软件
【20】EN50129Railwayapplications–Communication,signallingandprocessingsystems–Safetyrelatedelectronicsystemsforsignalling铁道应用-通信、信号和处理系统-安全相关电子系统
【21】IEC62280-1-2002(EN50159-1)Railwayapplications.Communication,signallingandprocessingsystems.Safetyrelatedcommunicationinclosedtransmissionsystems铁路应用-通信、信号和处理系统-封闭传输系统中的安全相关通信
【22】IEC62280-2-2002(EN50159-2)Railwayapplications.Communication,signallingandprocessingsystems.Safetyrelatedcommunicationinopentransmissionsystems铁路应用-通信、信号和处理系统-开放传输系统内的安全相关通信
总则
概述
无线闭塞中心(RBC)系统是CTCS-3级列控系统的核心设备,满足CTCS-3级列控系统总体列车控制要求。
无线闭塞中心(RBC)系统根据车载子系统、列控地面子系统其他系统、地面外部系统提供的列车状态、轨道占用、临时限速命令、联锁进路状态、灾害防护等信息,产生针对所控列车的行车许可(MA)及线路描述、临时限速等控制信息,通过GSM-R无线通信系统传输给车载子系统。
无线闭塞中心(RBC)系统通过GSM-R无线通信系统接收车载子系统的消息。
对车载子系统发送的请求消息进行响应,接收列车数据、位置报告、确认信息等作为逻辑处理的依据。
无线闭塞中心(RBC)系统向地面列控地面子系统其他系统和地面外部系统提供来自子车载系统的信息。
RBC系统是以计算机软硬件和网络通信为主要技术手段控制列车安全运行的信号系统。
RBC系统应能满足不同站场与运输作业的需要,保证行车安全、提高运输效率、降低维护难度。
基本技术要求
功能要求
RBC系统应能实现列车的注册与注销,并接受来自列车的列车数据和位置报告。
RBC系统应能接受运行于CTCS-3级的列车转换至CTCS-2级运行的请求,接受运行于CTCS-2级下的CTCS-3级列车的注册请求。
RBC系统应能保证通过RBC-RBC边界的列车获得MA的一致性,使列车不减速通过RBC-RBC边界。
RBC系统应能根据从联锁获得的进路、轨道区段占用等信息以及从列车获得的状态信息,向列车发送行车许可。
RBC系统应能根据TSR服务器发送的临时限速命令,向相关列车发送临时限速信息。
RBC系统应能向列车提供分相区相关信息,实现自动过分相。
RBC系统应能接受列车的调车模式请求,并可以接受离开调车模式的列车重新注册的请求。
RBC系统应能根据联锁或调度员的紧急停车命令,向列车发送紧急停车消息。
RBC系统应具备完整的自诊断、维护、测试、管理手段。
设备技术要求
RBC系统与其他系统的接口应统一采用以太网接口,并使用统一的接口协议。
RBC系统设计必须遵循故障-安全原则,实现过程符合IEC62279-2002(EN50128)和EN50129的要求。
RBC系统应满足工程需要,实现集中设置。
系统结构
RBC系统结构见下图,由以下部分构成:
1)RBC主机
2)ISDN服务器
3)RBC维护终端
4)接口服务器
5)RBC本地终端
6)RBC司法记录器
图4.1RBC系统结构图
在机械室应配置RBC本地终端与RBC主机相连,实现RBC系统的维护与操作。
RBC系统应配备独立的维护终端,实现RBC主机的维护。
RBC系统应装备R-JRU(RBC司法记录器),并记录所有的交互事件和系统状态,存储于R-JRU。
RBC系统应能离线接受来自密钥管理系统的密钥。
RBC系统通过接口服务器实现与CTC、CSM系统接口。
RBC系统应提供系统控制工具,实现冗余单元切换。
RBC软件版本升级、线路数据更新时,不应影响正常行车。
RBC系统应实现以下通信接口:
1)与联锁系统接口
2)与临时限速服务器接口
3)与CTC系统接口
4)与集中监测系统接口
5)与GSM-R系统接口
6)与列车接口
7)与相邻RBC系统接口
符合标准
RBC系统应符合CTCS-3列控系统总体技术方案(参考【2】)的规定。
RBC系统的功能应符合CTCS-3级列控系统功能需求规范(FRS)(参考【3】)、CTCS-3级列控系统系统需求规范(SRS)(参考【4】)、CTCS-3级列控系统系统无线报文定义及运用原则(参考【5】)、SUBSET026(参考【7】)的要求。
RBC系统实现的临时限速功能应符合客运专线列控系统临时限速技术规范(参考【6】)
与ATP车载系统的接口应符合SUBSET037(参考【8】)、SUBSET041(参考【11】)的要求。
列车接口应执行SUBSET040(参考【10】),尺寸标注与工程规则的限制。
RBC系统应按照CTCS-3级设备编号及IP地址规则(参考【13】)设置独立的设备编号。
RBC系统电磁兼容和雷电防护应符合铁路信号电器设备电磁兼容试验及其限制(参考【14】)和铁路信号设备雷电电脉冲防护技术条件(参考【15】)。
RBC安全部件的应按故障安全要求设计,符合IEC61508(参考【16】)中规定的SIL4。
RBC系统机柜中的电缆安装方法应遵从IEC61000-5-2(参考【17】)中的规定。
RBC系统的RAMS参数应符合以下标准:
1)IEC62278-2002(EN50126)铁道应用-可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)规范和说明;(参考【18】)
2)IEC62279-2002(EN50128)铁道应用-通信、信号和处理系统-铁路控制和防护系统软件;(参考【19】)
3)EN50129铁道应用-通信、信号和处理系统-安全相关电子系统;(参考【20】)
RBC软件的故障-安全部分应依照IEC62279-2002(EN50128)(参考【19】)的原则进行开发。
系统内部和外部的封闭安全通信接口应符合IEC62280-1-2002(EN50159-1)铁路应用-通信、信号和处理系统-封闭传输系统中的安全相关通信(参考【21】)。
系统内部和外部的开放安全通信接口应符合IEC62280-2-2002(EN50159-2)铁路应用-通信、信号和处理系统-开放传输系统内的安全相关通信(参考【22】)。
RBC系统功能
概述
系统启动
若RBC重启,则RBC应根据CTC时钟进行时间同步,以保证系统时间的标准和统一。
(如果RBC-CTC接口故障或时钟同步失败,不应影响RBC系统的其他功能)
若RBC重启,则RBC应清除所有保存的SA信息和紧急区域信息。
若RBC重启,则RBC应清除所有保存的TSR信息,并等待TSR服务器初始化。
若RBC重启,则RBC应清除所有保存的列车注册和列车监控状态数据。
列车注册与注销
列车注册
RBC应接受来自列车的GSM-R/ISDN的呼叫。
RBC接受新的列车注册条件如下:
1)RBC已接受通信会话已建立消息【M159】;
2)通信会话数量未达到RBC配置的最大数量;
3)RBC从临时限速服务器更新了临时限速信息并完成初始化;
若RBC中注册列车数量与配置容量差值,小于设备或通道冗余配置容许数量,则RBC应给CTC发送报警消息。
(若RBC配置4个ISDN通道,单通道控制列车30列,容量配置为120,考虑单通道不应影响列车运行,注册列车数量达到90时,应进行报警)
RBC应接受没有位置信息的列车注册。
此后RBC不应向列车发送任何行车许可,也不向列车发送允许进入调车模式的信息。
RBC完成列车注册后,应向CTC发送该车载设备的有效身份。
若车载设备启动时向RBC发送了一个无效或有歧义的位置报告,则RBC系统应向该列车发送文本消息“位置未知”【P72】。
该消息会在DMI上显示,用于提醒司机选择CTCS-2或CTCS-3列车控制模式。
若车载设备报告的位置不在RBC管辖范围,则RBC系统应命令车载设备关闭通信会话【P42】,通知CTC注销该列车的注册信息。
RBC完成列车注册后,应向该列车发送位置报告参数【P58】和行车许可请求参数【P57】。
仅当RBC接收到位置已知的列车位置报告,RBC才能向该车载设备发送铁道部定义的本国配置参数【P3】。
列车注销
如果列车司机关闭CTCS-3车载设备,连接会立即释放,并且RBC不能从RBC方面自动地重建连接。
如果监控从CTCS-3级改变为CTCS2,RBC不能从RBC方面重建已关闭的ISDN连接。
若RBC接收到位置不在RBC管辖范围内的LRBG,则RBC应向该列车发送终止通信会话的命令。
若RBC认为列车最小安全末端已经离开所管辖区域,则RBC应向该列车发送终止通信会话的命令。
若RBC与列车通信会话关闭,则RBC应注销该列车并通知CTC。
若RBC与列车连接中断超过
,则RBC应注销该列车并通知CTC。
若
内接收到来自同一列车的呼叫,应对列车重新注册。
级间转换
仅当列车位置报告中的参考应答器为等级转换预告应答器时,RBC才能向级间转换区内处于CTCS-2等级的列车发送行车许可。
联锁向RBC报告转换预告区段由空闲变成占用后RBC启动定时,若在规定时间(13s)内,RBC接收到列车最小安全前端已进入转换预告区段的位置报告后,则RBC向车载设备发送行车许可。
若RBC向级间转换区内处于C2等级的列车发送行车许可,则在行车许可中应包含等级转换命令信息包【P41】。
RBC向离开C3区域的列车发送等级转换命令,应满足以下条件
1)列车位置报告中的参考应答器为等级转换预告应答器;
2)列车行车许可延伸到等级转换边界。
若已经接受了等级转换命令信息包【P41】的列车不再通过C3→C2级间转换边界,则RBC应发送等级转换命令信息包【P41】来命令列车保持在C3等级。
若级间转换边界的信号关闭,则RBC向列车发送的行车许可在级间转换边界的速度应为0。
若级间转换边界的信号开放,则RBC向列车发送的越过级间转换边界的行车许可应能根据联锁SA信息延伸至相邻C2管辖区域内。
RBC-RBC移交
RBC-RBC移交时需要相邻的RBC交换边界信息。
边界信息的交换可以通过RBC-IL接口实现,也可以通过RBC-RBC接口实现。
RBC-RBC移交时,移交RBC向列车发送的行车许可应能够根据联锁或相邻RBC提供的SA信息,延伸至接收RBC管辖区域内。
若列车位置报告中的参考应答器为RBC移交边界内的出口预告应答器,则RBC应向列车发送RBC移交命令信息包【P131】。
若接受了RBC移交命令信息包【P131】的列车不再通过RBC移交边界,则移交RBC应向列车发送终止与接收RBC通信会话的信息包【P42】。
行车许可
一般要求
RBC应从列车位置报告中参考的应答器组开始,提供各应答器组链接信息。
当进路方向和列车行驶方向一致,RBC才能将此进路用在列车行车许可中。
当RBC收到来自列车的行车许可请求消息【M132】时,RBC应能根据联锁报告的可用的列车进路或闭塞分区,向列车发送行车许可(MA)。
RBC提供的行车许可以SA区段(站内为列车进路或泊车区段,区间为闭塞分区)为基本单元。
一个空闲的SA区段能且仅能分配给一个注册的列车。
仅当联锁办理的引导进路对应C3等级的列车,RBC才能向该列车发送包含此引导进路及其相应泊车区段的引导模式曲线。
仅当站场数据中定义了行车许可终点前方危险点的距离,RBC才能发送一个包含该距离的行车许可。
仅当RBC从联锁接收到可以分配给列车延伸MA的进路,RBC才能向列车发送延伸至此进路末端的行车许可。
仅当RBC从联锁接收到的进路至少有一条在列车运行前方,RBC才能向列车发送延伸的行车许可。
仅当联锁进路为列车进路,且轨道占用和列车位置报告时间差在
以内,RBC才能向CO模式的列车发送全监控行车许可。
若联锁进路为引导进路,RBC应向车载发送引导行车(CO)行车许可。
仅当站场数据中配置了相关数据,RBC才能向列车发送“轨道前方空闲”请求。
若RBC从联锁接收到SA变为“占用”状态,且该区段已经被分配成为列车行车许可的一部分,则RBC应向列车发送有条件紧急停车,且目标停车点为该区段的起点。
若RBC从联锁接收到某区段变为“占用”状态,且该区段已经被分配给处于等级转换接近区段的运行于C2级的C3列车移动授权的一部分,则RBC应向该列车发送缩短MA命令,新的目标停车点为该区段的起点。
仅当列车不处于紧急停车状态,RBC才能向列车发送行车许可。
仅当从列车接收到“有效列车数据”,RBC才能向列车发送行车许可。
仅当列车报告处于FS、CO、OS、SB、PT、SN模式,RBC才能向列车发送行车许可。
若RBC接收到列车转换至SB、SH、SL模式的报告,则RBC应删除该列车的行车许可信息。
RBC系统应能在向列车发送行车许可的同时,发送限速、线路坡度、轨道条件、进路适宜性等的信息。
接车
仅当联锁解锁车站内列车占用的进路,RBC才能向列车发送缩短到列车前端的行车许可。
发车
若处于C3等级的列车在泊车区段发车,相应联锁进路为列车进路,则RBC应根据下表选择此泊车区段的行车许可模式,对于列车进路包含的SA区段则采用全监控模式的行车许可。
从车头至出发信号的距离不大于250米
从车头至出发信号的距离大于250米
列车进站时处于C3全监控模式,联锁没有报告溜入
FS
FS
列车进站时不处于C3全监控模式,联锁没有报告溜入
FS
CO
联锁指示溜入
CO
CO
仅当RBC认为位于泊车区段上的列车的前端和前方进路起点之间没有其他列车,RBC才能向该列车发送行车许可。
区间线路
RBC应允许区间线路的双方向运行。
仅当轨道占用和列车位置报告时间差在
以内,RBC才能向位于区间的处于OS模式的列车发送完全监控行车许可。
列车进路降级
视列车的实际位置,RBC应以如下方式对接收自联锁的“列车进路”变为“降级”作出反应:
1)若列车前方已被分配给列车作为行车许可一部分的区段发生降级,且列车没有处于有条件紧急停车状态,则RBC应向列车发送缩短至该区段起点的行车许可。
2)若列车前方已被分配给列车作为行车许可一部分的区段发生降级,且列车处于有条件紧急停车状态,则RBC应向列车发送无条件紧急停车。
3)若列车所在SA区段发生降级,则RBC不应采取任何反应措施。
若RBC向列车发送了缩短行车许可,且从列车收到了命令确认,则RBC
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