新型列控系统无线闭塞中心测试平台研究

新型列控系统是对我国列车运行控制系统的最新研究与技术探索,无线闭塞中心作为新型列控系统的地面核心设备,实时控制列车间的追踪间隔,保障管辖范围内列车安全运行。为发掘新型列控系统无线闭塞中心设计中的不足,需利用测试平台对其安全功能进行充分验证。既有无线闭塞中心测试平台由于逻辑及数据结构设计问题,难以适配新型列控系统的工程数据,且无法满足新型列控系统部分功能的测试需求。通过分析新型列控系统工程数据及无线闭塞中心系统功能,对既有测试平台进行升级,将逻辑构建方式由以数据为基础调整为以模型为基础,降低测试平台与工程数据的耦合性;利用真实线路数据及新型列控系统中典型运用场景对该测试平台功能进行验证。验证结果表明,该测试平台解决了适配度不高、数据配置复杂的问题,可以满足新型列控系统无线闭塞中心多场景测试需求。

CTC与RBC系统接口通信技术分析

CTC与RBC之间的信息通信在满足安全通信协议要求的基础上,交互列车状态和命令信息。基于目前列控系统的实际应用情况,介绍CTC与RBC接口通信机制,对新型列控系统中CTC与RBC的通信信息进行分析,并对CTC如何应用RBC信息提出建议。

RBC设备常见无线连接超时原因分析

主要阐述目前国内无线连接超时的现状,重点探讨CTCS-3级列控系统常见无线连接超时的原因分析,对无线连接超时故障进行定义和阐释。结合目前管内高铁的实际情况,以地面设备RBC侧导致无线连接超时的故障为例,对常见无线连接超时原因及处置流程进行分析总结,并提出分析方法及应对措施。

CTCS-3级列控系统等级转换失败原因分析及解决措施

装备CTCS-3级列控车载设备的列车从CTCS-2级线路向CTCS-3级线路运行时需进行CTCS-2/3等级转换,在转换过程中车地建立无线通信连接时的列控数据交互,需经过物理层、链路层、传输层、安全层和应用层等,任何一步失败,都会导致列车无法转换到CTCS-3等级运行。从CTCS-2/3级等级转换失败案例中选取车载未发送SABME帧、车载发送多条SABME帧、RBC收到多条M155消息包等典型问题进行分析,分别从车载、网络和地面3个方面提出针对性的解决措施,可为类似问题的处理提供借鉴。

无线闭塞中心系统安全风险分析及对策

通过分析无线闭塞中心(RBC)的系统结构和功能,从RBC的角度辨识出各种安全风险,并将它们分为列车超速和列车冒进两大类;采用故障树分析方法对2类风险分别建立故障树,进而求解故障树的最小割集,识别出所有可能导致这2类安全风险的原因。分析结果表明,导致列车超速的直接原因一是RBC向列控系统车载设备发送了错误的行车许可信息或与速度相关的信息,二是RBC未能向列控系统车载设备发送应该发送的行车许可或与速度相关的信息;导致列车冒进的直接原因一是RBC发送了错误的行车许可或有条件紧急停车信息,二是RBC未及时发出缩短行车许可以及有条件和无条件紧急停车信息。针对分析和归纳出的五大类共11项安全风险原因,给出对应的防范措施,并经在武广高速铁路应用,验证了防范措施有效且实用。

ETCS-2级列控系统RBC交接协议的形式化分析

RBC(无线闭塞中心)交接协议是影响ETCS-2级欧洲列车运行控制系统的控制精度、效率、可靠性和安全性的主要因素之一。对该协议的形式化分析可为我国CTCS-3级列车运行控制系统的规范制定和系统研发提供参考。随机Petri网语义清晰、语法严谨,并且具有良好的数学理论支撑,与仿真手段相比能够得出更加可信的定量分析结果。本文选择随机Petri网(SPN)这一形式化语言对RBC交接协议进行研究,综合信道突发降质、GSM-R小区切换、链路中断等故障因素,针对两种协议方案分别建立RBC交接失败概率模型,分析列车运行速度、RBC重叠范围对交接成功概率的影响。结果表明基于两个车载电台、切换时能同时与两个RBC通信的RBC交接协议能够更好地保证列车交接过程的安全性,对行车效率的影响比较小。

基于Rhapsody的CTCS-3级列控系统无线闭塞中心运营场景建模

在分析无线闭塞中心(RBC)运营场景的基础上,研究利用Rhapsody建模工具建立RBC运营场景模型,并以RBC与外部系统之间的关系、列车状态和RBC移交列车为例,描述整个RBC运营场景的建模过程。用例图从最高层抽象出构成RBC系统的对象以及各个对象之间的相互关系,用状态图建立RBC各个场景的状态模型,用顺序图描述各个系统的信息交互顺序;利用Rhapsody中提供的动态模型执行功能,查找无线闭塞中心系统设计上的错误和缺陷,为完善RBC设计和系统开发提供依据。

基于未确知集和模糊TOPSIS决策的故障模式风险评估

为了解决列车控制系统无线闭塞中心设备故障模式与影响分析的风险评估过程中专家评判的认知模糊性和未知不确定性问题,提出基于未确知集和模糊TOPSIS决策的故障模式风险评估方法。该方法采用三角模糊数对发生度、严重度、可检测度、维修度四项风险评价指标分别进行模糊化处理,运用未确知数理论来处理各评价指标权重的不确定性以表现其相对重要度;通过使用模糊TOPSIS多准则决策理论对故障模式进行排序,最终得到风险评估结果。最后,应用实例对提出的评估方法有效性和可行性进行了验证。结果表明,该方法能有效减少专家主观性对指标权重量化的影响,适用于一些依赖于专家评估经验的故障模式风险评估领域。

CTCS-3级列控系统无线闭塞中心功能需求研究

本文重点研究CTCS-3级列控系统无线闭塞中心(RBC)的功能需求及外部接口等。通过对CTCS-3级列控系统系统需求规范进行深入分析,得出RBC应具有的主要功能。在仿真平台中实际应用表明,本文所述的RBC功能需求、信息流及外部接口等能够满足CTCS-3级列控系统仿真测试平台建设需求。

CTCS-3列控系统RBC切换的形式化建模、分析与验证

针对影响RBC切换质量的列车速度、RBC切换时间等诸因素,以及澄清对RBC交接协议安全性在认识上的一些误区,利用随机Petri网形式化描述工具,建立了CTCS-3列控系统RBC切换模型。通过理论分析和仿真实验,验证了不同速度条件下高速列车越区运行RBC交接协议A、B的可靠性、安全性和合理性。交接协议B作为协议A的冗余措施,由于考虑了RBC切换过程中通信中断时间,从RBC切换成功概率上讲,并不存在安全上的问题,但降低了RBC切换效率,对行车效率有所影响;列车速度进一步提高时,RBC切换的可靠性下降,可考虑适当增加RBC重叠覆盖区域、场强和列车间隔时间裕量。

基于列车主体性的RBC越区切换模型

CTCS-3型列控系统中,RBC切换是车—地之间大规模数据连续、可靠双向传输的瓶颈,对列车安全、高效运行影响至巨.本文提出并研究了一种新的基于高速列车主体性的越区RBC切换模型,由RBC向列车发送隐性移动授权的基础数据,列车作为主体对基础数据进行融合计算生成移动授权,即通过隐性移动授权的显化过程来实现列车运行控制;同时,对预告应答器的设置作了适应性的调整.性能分析与仿真实验表明,新模型可以显著提高行车组织效率和增强列车运行的安全性.

高速铁路无线闭塞中心(RBC)核心单元安全评估

无线闭塞中心对高速列车进行间隔控制和下达移动授权,是保证高速铁路信号系统高效、稳定、准确工作的关键因素。文章介绍了无限闭塞中心的系统配置结构以及与外部接口之间信息的交互,并以此为基础对无线闭塞中心进行分层和模块化,使用SIMFIA安全评估软件构建无线闭塞中心模型。对模型进行参数设置后,运用SIMFIA软件的SAFETY功能生成模型的故障树以及各模块节点的故障概率,并以此进行系统的安全性分析,达到安全评估的目的。

郑州东枢纽RBC设置方案研究

为合理规划郑州东枢纽RBC设置,既能满足郑徐客专的引入,又能为后期工程郑万铁路和郑济铁路接入预留条件,避免后期工程建设时对郑州东枢纽RBC设置带来较大改动,结合既有郑州枢纽RBC的设置现状及RBC的技术要求,对郑州东枢纽RBC的设置方案进行研究。

京沪高铁无线闭塞中心(RBC)设备问题分析

RBC作为CTCS-3级列车运行控制系统的核心设备,其故障分析成为维护人员的重要工作之一。为此,总结了一些RBC的典型故障及分析,希望能对现场的维护工作提供一些参考。

认知不确定性条件下轨道交通信号系统关键设备维修方案决策

基于vague集的模糊决策在处理不确定及不精确信息时考虑了方案满足目标的不可能性因而优于传统的fuzzy集。针对轨道交通信号系统中的无线闭塞中心系统设备的复杂性与故障相关信息的不确定性和模糊性问题,提出了一种认知不确定性条件下基于vague集的设备维修策略决策方法。该方法以立即停车维修、优先安排维修、视情维修、定期维修和延迟维修五种典型维修方案作为无线闭塞中心关键设备维修的对策集;在兼顾安全性和经济性的基础上,给出了安全性、可靠性、维修性、经济性以及可监测性五个定性的决策评价语言变量集及相应的vague数转换方法;构造了维修策略的vague决策局势效果向量,并以接近正负理想vague局势效果向量的相对贴近度为决策依据进行最优维修策略的决策。决策实例说明了该方法的具体实现过程,并验证了其有效性。

基于GSM-R无线网络实现车-地通信的CTCS-3级列控系统分析

着重阐述基于GSM-R无线网络的车-地通信如何实现地面设备之无线闭塞中心子系统与车载设备连接,如何确保无线闭塞中心子系统发送行车许可和临时限速等控车指令实现高速列车的无线指挥,以及如何完成无线闭塞中心实时接收车载设备动态信息的无线反馈。

基于UPPAAL仿真软件的CTCS-3级行车许可研究

行车许可是列车安全运行的行车凭证,是无线闭塞中心通过与列车、联锁系统等设备的通信获得相关的信息后,生成并发送给列车,最终车载设备根据行车许可信息计算安全防护曲线,确保列车安全运行。因此,行车许可丢失或发生错误都会影响列车运行安全,而行车许可终点计算的合理性则会影响运营效率。分别分析了列车在接车、发车、区间运行等3个阶段的正常运营情况下和非正常运营情况下对行车许可的获取及采取的相应操作,然后用UPPAAL仿真软件中的时间自动机进行仿真验证分析结果的正确性。

面向西部铁路的列控系统地面设备研究

针对西部铁路站间距离大、行车密度低、维护人员少的特点,分析了西部铁路地面列控系统的需求,从轨道电路设置、应答器布置、联锁/RBC等多个角度对系统结构进行了分析,最终提出了一种面向西部铁路的地面列控系统结构。

对联锁报告区段状态和车载报告列车位置信息不一致问题的分析与研究

CTCS-3级列控系统的列车走行累计误差如果过大,有可能造成联锁设备向RBC报告区段占用状态与车载设备向RBC报告列车位置之间存在信息不一致问题,导致列车运行效率降低,影响行车安全。本文针对该问题进行了数学建模,通过对模型的分析研究,说明了问题发生的原因,并提出了降低问题发生概率的方法。

解读铁道行业标准《无线闭塞中心技术规范》

介绍我国铁道行业标准TB/T 3330—2015《无线闭塞中心技术规范》的制定背景及过程、适用范围和主要内容。重点解读无线闭塞中心安全完整度要求、行车许可、RBC-RBC移交、临时限速、密钥、RBC接口等与安全相关的技术要求,并提出未来改进方向。标准明确了无线闭塞中心的功能、接口和性能要求,可满足设备互联互通要求。