基于lwIP的列车运行控制系统车载设备分组交换通信软件设计

无线通信网络是实现铁路行车调度和列车运行控制业务的关键技术之一。目前在用的GSM-R窄带网络在通信容量和性能方面已无法满足日益丰富的铁路运营需求。随着铁路无线通信技术从GSM-R电路交换向GPRS分组交换过渡,ETCS和CTCS列车运行控制系统规范均引入了TCP/IP协议来承载可靠传输服务。文章参考国内外相关标准规范,详细分析GPRS分组交换通信网络对等通信分层结构及车地通信流程,提出基于lwIP开源协议栈的列车运行控制系统车载设备分组交换通信软件设计。该软件具有分层架构和模块化设计,可在不修改原有列车运行控制系统应用软件及安全机制的前提下,仅对其电路交换通信部分进行简单改造即可完成升级,支持列控业务向GPRS分组交换网络的无缝迁移。该通信软件已成功移植到多款自主化列车自动驾驶(ATO,Automatic Train Operation)系统、列车自动防护(ATP,Automatic Train Protection)系统车载硬件平台及国产化操作系统中。

高速铁路车载ATO工作模式

高速铁路列车自动驾驶(ATO)系统的标准性技术文件中,主要描述了列车超速防护(ATP)系统新增工作模式和系统使用操作,缺乏独立的ATO规范要素,如车载ATO工作模式、转换条件、功能边界等,容易导致标准条款在执行过程中一致性差、内容遗漏的问题,不利于系统互联互通及优化提升。为了完善标准体系中车载ATO功能规格,借鉴欧洲列车控制系统(ETCS)体系下ATO系统需求规范的描述方法和特点,研究和设计了满足中国列车控制系统(CTCS)要求的车载ATO工作模式,并以此为中心串联起状态、功能和流程等完整技术要求,最后从运营场景出发检验了设计的准确性和可行性,对产品研发、技术演进等方面具有重要参考意义。