论文部分内容阅读
摘 要：高速铁路列车能否平稳、高速的运行取决于列车与RBC的实时信息交互。但是，日常高铁列车运营时，往往出现各种类型的故障现象，造成列车降速或者停车，严重影响了高铁的运输组织效率。对LKDR-S型RBC发起无条件紧急停车的故障场景进行简要分析，为确保高铁列车安全运行提供依据。
关键词：高铁；RBC；UEM；异常
现代高铁列车速度的提高需要对其实施更为精确的控制，这就需要高铁动车组、地面信号设备间实时传输大量信息。现代高铁采用无线传输GSM-R网方式来实现车地之间双向、大容量、实时信息传递，RBC即为实现此功能而设置。
RBC（无线闭塞中心）通过获取高铁列车车载ATP 设备提供的当前状态、铁路既有信号联锁设备提供的进路状态、轨道占用状态、TSRS提供的线路临时限速命令等，由RBC内部逻辑运算、比对输出产生针对所控列车的行车许可（MA）等控制信息并通过GSM-R无线网络传输给高铁列车车载设备ATP并生成速度-距离曲线，从而保证高铁动车组高速、平稳运行。
一、RBC系统简介
LKDR-S型RBC（无线闭塞中心）目前主要运用于郑州至西安的高铁线路，主要功能是：根据联锁系统中锁闭的进路，将移动授权指令通过GSM-R发送到列车上，替换常规信号系统中的道旁信号。RBC还可以向列车发送有关永久性和临时性限速、线路坡度、线路适应性和轨道条件等信息。在RBC控制区域内，由RBC控制的所有列车的移动均经RBC授权（目视行车状态除外）向前运行并及时为列车延伸行车许可保证列车运行。
二、高铁列车与RBC消息交互
RBC（无线闭塞中心）对列车运行的控制是通过列车注册开始的，列车接近无线闭塞中心的控制范围时，列车与无线闭塞中心建立通信的过程。注册成功后，列车与RBC之间就建立起实时、双向的通信信道，RBC开始对列车实施控制。通过列车注销无线闭塞中心终止列车的运行控制或将列车的运行控制权交给下一个RBC。
当高铁列车实时运行时，若前方轨道电路有占用信息，RBC会给车载设备发CEM，即有条件紧急停车。本趟列车每过一个轨道区段，RBC系统认为有车占用，就会给车发CEM。列车收到CEM后，会给RBC发送无线消息147（紧急停车确认），根据无线消息147中的变量参数比对分析，当列车认可此CEM时，基于安全考虑，RBC会给列车发送UEM，即无条件紧急停车。列车收到无条件紧急停车信息后，车载ATP设备将触发紧急制动，直至列车停稳。
三、RBC发起M16常用处理情景
在实际运用中，RBC向高铁列车发起M16的情况时有发生，导致列车停车，严重影响高铁运行效率，通过日常比对分析，将RBC发起M16的常用处理情景进行总结分类。
（一）RBC在时间周期内未及时收到列车确认消息
根据RBC处理逻辑，每当列车占用一个轨道区段，基于安全考虑，RBC会向列车发送CEM，即M15（有条件紧急制动），需要列车回复M147（紧急停车确认），确认此区段是否为该列车占用，若在时间周期内，即50S内未收到M147（紧急停车确认），RBC会向列车发起UEM，即M16（无条件紧急制动）要求列车停车。
（二）列车进路降级
根据RBC处理逻辑：由于列车运行至站内出现无线超时，RBC未能及时收到列车更新的位置报告，当列车进路解锁时，RBC仍将列车定位于进路上，基于安全考虑RBC发起UEM。
由上图，RBC收到联锁发送的由S2—XF的进路状态变为“不可用”的信息，由于无线超时，RBC未收到车载更新的位置报告，RBC收到车载报告的LRBG始终为NID_BG = 3604应答器（该应答器在郑西高铁渑池南站IIG上）。这样，当RBC收到车载的LRBG仍在股道上，当进路出现降级时，以应答器3604为LRBG的MA无法验证通过，RBC向车载发送UEM（图2）。
同时，在其他故障现象中，我们发现轨道区段也有可能会发生未分配的状态，影响到列车的MA的正常延伸。通过比对分析，我们得出RBC正常情况下将某个已分配的轨道区段置为未分配的条件有以下几条：
首先，从联锁占用情况看，该轨道区段是被正常依次占用的，且该轨道区段及其前一个轨道区段已顺序出清；
其次，列车的最大安全前端和最小安全后端均未被RBC定位于该轨道区段上；
最后，满足以上两点的前提下，RBC在为该列车更新MA时，会将该轨道区段置为未分配。
（三）列车发送变量接受M15
根据RBC处理逻辑，每当列车占用一个轨道区段， RBC会向列车发送CEM，即M15（有条件紧急制动），需要列车回复M147（紧急停车确认），确认此区段是否为该列车占用。若M147中变量Q_EMERGENCYSTOP = 0说明列车接受有条件紧急停车，RBC收到后会向列车发起UEM，即M16（无条件紧急制动）要求列车停车。
由上图：某车故障为RBC1向列车发送M15（有条件紧急制动），要求该高铁列车确认5898AG是否为其占用，之后列车回复M147（紧急停车确认），其中Q_EMERGENCYSTOP = 0表示列车接受有条件紧急停车，随后，RBC1向列车发送M16（无条件紧急制动）要求列车停车（图3）。
（四）车载模式转换下的M16信息
根据RBC处理逻辑，当高铁列车进行级简转换，即CTCS-2转CTCS-3流程中，RBC已经发送了转入C3的P41信息包且收到列车确认；再向列车发送第一条MA，如果第一条MA在18s未收到确认的话，会向列车发送立即转入C2等级的P41；如果立即转入C2等级的P41在时间周期-18s未收到确认的话，RBC会发起UEM要求列车停车。
（五）列车在RBC交权过程中的信息异常
根据RBC处理逻辑，RBC交权流程取消后启动18S的计时器，在该计时器内RBC将会向列车发送一条缩短的MA（行车许可），该条缩短的MA需要列车回复M146（确认）进行确认。若在18S的计时器内，RBC没有收到列车回复M146（确认）消息，RBC将会向列车发起M16（无条件紧急停车）要求列车停车。
例如某故障现象（图4）：RBC3向列车发送M3（行车许可），该MA为缩短的MA，需要列车回复M146进行确认，随后RBC3收到列车发送的M146（确认），但09：29：57.440-09：29：57.788（一个周期内）RBC共收到3条列车发送的消息，根据处理逻辑RBC每个周期内（500ms）只能处理一条消息，该周期内M146 RBC没作处理。之后，RBC3向列车发送M3（行车许可），该MA为缩短的MA，需要列车回复M146进行确认；但在18s的时间周期内并未受到列车对缩短的MA的回复，最终RBC向列车发起无条件紧急停车。
四、结语
由上述分析不难看出，RBC向高铁列车发起无条件紧急停车是由多种原因造成的，但最终导致的结果却是相同的，都会大大降低高铁列车的运营安全以及运营效率，在发送旅客数量以及时间上大打折扣。作为高铁信号分析人员，我们需理清思路、分门别类，尤其注重日常分析故障的能力，加强英语翻译以及掌握车地通信时间周期等技术指标，学会利用日志分析軟件中的快捷工具，提高分析质量，快速定位故障原因，就能快速分析找出原因真正所在。同时更希望能抛砖引玉，与大家共同提高，为高铁可靠高速的运行进行有益的探讨。
参考文献：
[1]王力行.RBC主动发起挂断场景简析.河南铁道，2015，（03）.
[2]中国铁路总公司.CTCS-3级列车运行控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2013.
作者简介：
王丹，郑州铁路局郑州电务段，助理工程师。研究方向：铁路控制工程。
关键词：高铁；RBC；UEM；异常
现代高铁列车速度的提高需要对其实施更为精确的控制，这就需要高铁动车组、地面信号设备间实时传输大量信息。现代高铁采用无线传输GSM-R网方式来实现车地之间双向、大容量、实时信息传递，RBC即为实现此功能而设置。
RBC（无线闭塞中心）通过获取高铁列车车载ATP 设备提供的当前状态、铁路既有信号联锁设备提供的进路状态、轨道占用状态、TSRS提供的线路临时限速命令等，由RBC内部逻辑运算、比对输出产生针对所控列车的行车许可（MA）等控制信息并通过GSM-R无线网络传输给高铁列车车载设备ATP并生成速度-距离曲线，从而保证高铁动车组高速、平稳运行。
一、RBC系统简介
LKDR-S型RBC（无线闭塞中心）目前主要运用于郑州至西安的高铁线路，主要功能是：根据联锁系统中锁闭的进路，将移动授权指令通过GSM-R发送到列车上，替换常规信号系统中的道旁信号。RBC还可以向列车发送有关永久性和临时性限速、线路坡度、线路适应性和轨道条件等信息。在RBC控制区域内，由RBC控制的所有列车的移动均经RBC授权（目视行车状态除外）向前运行并及时为列车延伸行车许可保证列车运行。
二、高铁列车与RBC消息交互
RBC（无线闭塞中心）对列车运行的控制是通过列车注册开始的，列车接近无线闭塞中心的控制范围时，列车与无线闭塞中心建立通信的过程。注册成功后，列车与RBC之间就建立起实时、双向的通信信道，RBC开始对列车实施控制。通过列车注销无线闭塞中心终止列车的运行控制或将列车的运行控制权交给下一个RBC。
当高铁列车实时运行时，若前方轨道电路有占用信息，RBC会给车载设备发CEM，即有条件紧急停车。本趟列车每过一个轨道区段，RBC系统认为有车占用，就会给车发CEM。列车收到CEM后，会给RBC发送无线消息147（紧急停车确认），根据无线消息147中的变量参数比对分析，当列车认可此CEM时，基于安全考虑，RBC会给列车发送UEM，即无条件紧急停车。列车收到无条件紧急停车信息后，车载ATP设备将触发紧急制动，直至列车停稳。
三、RBC发起M16常用处理情景
在实际运用中，RBC向高铁列车发起M16的情况时有发生，导致列车停车，严重影响高铁运行效率，通过日常比对分析，将RBC发起M16的常用处理情景进行总结分类。
（一）RBC在时间周期内未及时收到列车确认消息
根据RBC处理逻辑，每当列车占用一个轨道区段，基于安全考虑，RBC会向列车发送CEM，即M15（有条件紧急制动），需要列车回复M147（紧急停车确认），确认此区段是否为该列车占用，若在时间周期内，即50S内未收到M147（紧急停车确认），RBC会向列车发起UEM，即M16（无条件紧急制动）要求列车停车。
（二）列车进路降级
根据RBC处理逻辑：由于列车运行至站内出现无线超时，RBC未能及时收到列车更新的位置报告，当列车进路解锁时，RBC仍将列车定位于进路上，基于安全考虑RBC发起UEM。
由上图，RBC收到联锁发送的由S2—XF的进路状态变为“不可用”的信息，由于无线超时，RBC未收到车载更新的位置报告，RBC收到车载报告的LRBG始终为NID_BG = 3604应答器（该应答器在郑西高铁渑池南站IIG上）。这样，当RBC收到车载的LRBG仍在股道上，当进路出现降级时，以应答器3604为LRBG的MA无法验证通过，RBC向车载发送UEM（图2）。
同时，在其他故障现象中，我们发现轨道区段也有可能会发生未分配的状态，影响到列车的MA的正常延伸。通过比对分析，我们得出RBC正常情况下将某个已分配的轨道区段置为未分配的条件有以下几条：
首先，从联锁占用情况看，该轨道区段是被正常依次占用的，且该轨道区段及其前一个轨道区段已顺序出清；
其次，列车的最大安全前端和最小安全后端均未被RBC定位于该轨道区段上；
最后，满足以上两点的前提下，RBC在为该列车更新MA时，会将该轨道区段置为未分配。
（三）列车发送变量接受M15
根据RBC处理逻辑，每当列车占用一个轨道区段， RBC会向列车发送CEM，即M15（有条件紧急制动），需要列车回复M147（紧急停车确认），确认此区段是否为该列车占用。若M147中变量Q_EMERGENCYSTOP = 0说明列车接受有条件紧急停车，RBC收到后会向列车发起UEM，即M16（无条件紧急制动）要求列车停车。
由上图：某车故障为RBC1向列车发送M15（有条件紧急制动），要求该高铁列车确认5898AG是否为其占用，之后列车回复M147（紧急停车确认），其中Q_EMERGENCYSTOP = 0表示列车接受有条件紧急停车，随后，RBC1向列车发送M16（无条件紧急制动）要求列车停车（图3）。
（四）车载模式转换下的M16信息
根据RBC处理逻辑，当高铁列车进行级简转换，即CTCS-2转CTCS-3流程中，RBC已经发送了转入C3的P41信息包且收到列车确认；再向列车发送第一条MA，如果第一条MA在18s未收到确认的话，会向列车发送立即转入C2等级的P41；如果立即转入C2等级的P41在时间周期-18s未收到确认的话，RBC会发起UEM要求列车停车。
（五）列车在RBC交权过程中的信息异常
根据RBC处理逻辑，RBC交权流程取消后启动18S的计时器，在该计时器内RBC将会向列车发送一条缩短的MA（行车许可），该条缩短的MA需要列车回复M146（确认）进行确认。若在18S的计时器内，RBC没有收到列车回复M146（确认）消息，RBC将会向列车发起M16（无条件紧急停车）要求列车停车。
例如某故障现象（图4）：RBC3向列车发送M3（行车许可），该MA为缩短的MA，需要列车回复M146进行确认，随后RBC3收到列车发送的M146（确认），但09：29：57.440-09：29：57.788（一个周期内）RBC共收到3条列车发送的消息，根据处理逻辑RBC每个周期内（500ms）只能处理一条消息，该周期内M146 RBC没作处理。之后，RBC3向列车发送M3（行车许可），该MA为缩短的MA，需要列车回复M146进行确认；但在18s的时间周期内并未受到列车对缩短的MA的回复，最终RBC向列车发起无条件紧急停车。
四、结语
由上述分析不难看出，RBC向高铁列车发起无条件紧急停车是由多种原因造成的，但最终导致的结果却是相同的，都会大大降低高铁列车的运营安全以及运营效率，在发送旅客数量以及时间上大打折扣。作为高铁信号分析人员，我们需理清思路、分门别类，尤其注重日常分析故障的能力，加强英语翻译以及掌握车地通信时间周期等技术指标，学会利用日志分析軟件中的快捷工具，提高分析质量，快速定位故障原因，就能快速分析找出原因真正所在。同时更希望能抛砖引玉，与大家共同提高，为高铁可靠高速的运行进行有益的探讨。
参考文献：
[1]王力行.RBC主动发起挂断场景简析.河南铁道，2015，（03）.
[2]中国铁路总公司.CTCS-3级列车运行控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2013.
作者简介：
王丹，郑州铁路局郑州电务段，助理工程师。研究方向：铁路控制工程。