城市高鐵LKDR—S型RBC發(fā)起無條件緊急停車場(chǎng)景簡(jiǎn)析

摘 要：高速鐵路列車能否平穩(wěn)、高速的運(yùn)行取決于列車與RBC的實(shí)時(shí)信息交互。但是，日常高鐵列車運(yùn)營時(shí)，往往出現(xiàn)各種類型的故障現(xiàn)象，造成列車降速或者停車，嚴(yán)重影響了高鐵的運(yùn)輸組織效率。對(duì)LKDR-S型RBC發(fā)起無條件緊急停車的故障場(chǎng)景進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，為確保高鐵列車安全運(yùn)行提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高鐵；RBC；UEM；異常

現(xiàn)代高鐵列車速度的提高需要對(duì)其實(shí)施更為精確的控制，這就需要高鐵動(dòng)車組、地面信號(hào)設(shè)備間實(shí)時(shí)傳輸大量信息?，F(xiàn)代高鐵采用無線傳輸GSM-R網(wǎng)方式來實(shí)現(xiàn)車地之間雙向、大容量、實(shí)時(shí)信息傳遞，RBC即為實(shí)現(xiàn)此功能而設(shè)置。

RBC（無線閉塞中心）通過獲取高鐵列車車載ATP 設(shè)備提供的當(dāng)前狀態(tài)、鐵路既有信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備提供的進(jìn)路狀態(tài)、軌道占用狀態(tài)、TSRS提供的線路臨時(shí)限速命令等，由RBC內(nèi)部邏輯運(yùn)算、比對(duì)輸出產(chǎn)生針對(duì)所控列車的行車許可（MA）等控制信息并通過GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給高鐵列車車載設(shè)備ATP并生成速度-距離曲線，從而保證高鐵動(dòng)車組高速、平穩(wěn)運(yùn)行。

一、RBC系統(tǒng)簡(jiǎn)介

LKDR-S型RBC（無線閉塞中心）目前主要運(yùn)用于鄭州至西安的高鐵線路，主要功能是：根據(jù)聯(lián)鎖系統(tǒng)中鎖閉的進(jìn)路，將移動(dòng)授權(quán)指令通過GSM-R發(fā)送到列車上，替換常規(guī)信號(hào)系統(tǒng)中的道旁信號(hào)。RBC還可以向列車發(fā)送有關(guān)永久性和臨時(shí)性限速、線路坡度、線路適應(yīng)性和軌道條件等信息。在RBC控制區(qū)域內(nèi)，由RBC控制的所有列車的移動(dòng)均經(jīng)RBC授權(quán)（目視行車狀態(tài)除外）向前運(yùn)行并及時(shí)為列車延伸行車許可保證列車運(yùn)行。

二、高鐵列車與RBC消息交互

RBC（無線閉塞中心）對(duì)列車運(yùn)行的控制是通過列車注冊(cè)開始的，列車接近無線閉塞中心的控制范圍時(shí)，列車與無線閉塞中心建立通信的過程。注冊(cè)成功后，列車與RBC之間就建立起實(shí)時(shí)、雙向的通信信道，RBC開始對(duì)列車實(shí)施控制。通過列車注銷無線閉塞中心終止列車的運(yùn)行控制或?qū)⒘熊嚨倪\(yùn)行控制權(quán)交給下一個(gè)RBC。

當(dāng)高鐵列車實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)，若前方軌道電路有占用信息，RBC會(huì)給車載設(shè)備發(fā)CEM，即有條件緊急停車。本趟列車每過一個(gè)軌道區(qū)段，RBC系統(tǒng)認(rèn)為有車占用，就會(huì)給車發(fā)CEM。列車收到CEM后，會(huì)給RBC發(fā)送無線消息147（緊急停車確認(rèn)），根據(jù)無線消息147中的變量參數(shù)比對(duì)分析，當(dāng)列車認(rèn)可此CEM時(shí)，基于安全考慮，RBC會(huì)給列車發(fā)送UEM，即無條件緊急停車。列車收到無條件緊急停車信息后，車載ATP設(shè)備將觸發(fā)緊急制動(dòng)，直至列車停穩(wěn)。

三、RBC發(fā)起M16常用處理情景

在實(shí)際運(yùn)用中，RBC向高鐵列車發(fā)起M16的情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致列車停車，嚴(yán)重影響高鐵運(yùn)行效率，通過日常比對(duì)分析，將RBC發(fā)起M16的常用處理情景進(jìn)行總結(jié)分類。

（一）RBC在時(shí)間周期內(nèi)未及時(shí)收到列車確認(rèn)消息

根據(jù)RBC處理邏輯，每當(dāng)列車占用一個(gè)軌道區(qū)段，基于安全考慮，RBC會(huì)向列車發(fā)送CEM，即M15（有條件緊急制動(dòng)），需要列車回復(fù)M147（緊急停車確認(rèn)），確認(rèn)此區(qū)段是否為該列車占用，若在時(shí)間周期內(nèi)，即50S內(nèi)未收到M147（緊急停車確認(rèn)），RBC會(huì)向列車發(fā)起UEM，即M16（無條件緊急制動(dòng)）要求列車停車。

（二）列車進(jìn)路降級(jí)

根據(jù)RBC處理邏輯：由于列車運(yùn)行至站內(nèi)出現(xiàn)無線超時(shí)，RBC未能及時(shí)收到列車更新的位置報(bào)告，當(dāng)列車進(jìn)路解鎖時(shí)，RBC仍將列車定位于進(jìn)路上，基于安全考慮RBC發(fā)起UEM。

由上圖，RBC收到聯(lián)鎖發(fā)送的由S2—XF的進(jìn)路狀態(tài)變?yōu)椤安豢捎谩钡男畔?，由于無線超時(shí)，RBC未收到車載更新的位置報(bào)告，RBC收到車載報(bào)告的LRBG始終為NID_BG = 3604應(yīng)答器（該應(yīng)答器在鄭西高鐵澠池南站IIG上）。這樣，當(dāng)RBC收到車載的LRBG仍在股道上，當(dāng)進(jìn)路出現(xiàn)降級(jí)時(shí)，以應(yīng)答器3604為LRBG的MA無法驗(yàn)證通過，RBC向車載發(fā)送UEM（圖2）。

同時(shí)，在其他故障現(xiàn)象中，我們發(fā)現(xiàn)軌道區(qū)段也有可能會(huì)發(fā)生未分配的狀態(tài)，影響到列車的MA的正常延伸。通過比對(duì)分析，我們得出RBC正常情況下將某個(gè)已分配的軌道區(qū)段置為未分配的條件有以下幾條：

首先，從聯(lián)鎖占用情況看，該軌道區(qū)段是被正常依次占用的，且該軌道區(qū)段及其前一個(gè)軌道區(qū)段已順序出清；

其次，列車的最大安全前端和最小安全后端均未被RBC定位于該軌道區(qū)段上；

最后，滿足以上兩點(diǎn)的前提下，RBC在為該列車更新MA時(shí)，會(huì)將該軌道區(qū)段置為未分配。

（三）列車發(fā)送變量接受M15

根據(jù)RBC處理邏輯，每當(dāng)列車占用一個(gè)軌道區(qū)段， RBC會(huì)向列車發(fā)送CEM，即M15（有條件緊急制動(dòng)），需要列車回復(fù)M147（緊急停車確認(rèn)），確認(rèn)此區(qū)段是否為該列車占用。若M147中變量Q_EMERGENCYSTOP = 0說明列車接受有條件緊急停車，RBC收到后會(huì)向列車發(fā)起UEM，即M16（無條件緊急制動(dòng)）要求列車停車。

由上圖：某車故障為RBC1向列車發(fā)送M15（有條件緊急制動(dòng)），要求該高鐵列車確認(rèn)5898AG是否為其占用，之后列車回復(fù)M147（緊急停車確認(rèn)），其中Q_EMERGENCYSTOP = 0表示列車接受有條件緊急停車，隨后，RBC1向列車發(fā)送M16（無條件緊急制動(dòng)）要求列車停車（圖3）。

（四）車載模式轉(zhuǎn)換下的M16信息

根據(jù)RBC處理邏輯，當(dāng)高鐵列車進(jìn)行級(jí)簡(jiǎn)轉(zhuǎn)換，即CTCS-2轉(zhuǎn)CTCS-3流程中，RBC已經(jīng)發(fā)送了轉(zhuǎn)入C3的P41信息包且收到列車確認(rèn)；再向列車發(fā)送第一條MA，如果第一條MA在18s未收到確認(rèn)的話，會(huì)向列車發(fā)送立即轉(zhuǎn)入C2等級(jí)的P41；如果立即轉(zhuǎn)入C2等級(jí)的P41在時(shí)間周期-18s未收到確認(rèn)的話，RBC會(huì)發(fā)起UEM要求列車停車。

（五）列車在RBC交權(quán)過程中的信息異常

根據(jù)RBC處理邏輯，RBC交權(quán)流程取消后啟動(dòng)18S的計(jì)時(shí)器，在該計(jì)時(shí)器內(nèi)RBC將會(huì)向列車發(fā)送一條縮短的MA（行車許可），該條縮短的MA需要列車回復(fù)M146（確認(rèn)）進(jìn)行確認(rèn)。若在18S的計(jì)時(shí)器內(nèi)，RBC沒有收到列車回復(fù)M146（確認(rèn)）消息，RBC將會(huì)向列車發(fā)起M16（無條件緊急停車）要求列車停車。

例如某故障現(xiàn)象（圖4）：RBC3向列車發(fā)送M3（行車許可），該MA為縮短的MA，需要列車回復(fù)M146進(jìn)行確認(rèn)，隨后RBC3收到列車發(fā)送的M146（確認(rèn)），但09：29：57.440-09：29：57.788（一個(gè)周期內(nèi)）RBC共收到3條列車發(fā)送的消息，根據(jù)處理邏輯RBC每個(gè)周期內(nèi)（500ms）只能處理一條消息，該周期內(nèi)M146 RBC沒作處理。之后，RBC3向列車發(fā)送M3（行車許可），該MA為縮短的MA，需要列車回復(fù)M146進(jìn)行確認(rèn)；但在18s的時(shí)間周期內(nèi)并未受到列車對(duì)縮短的MA的回復(fù)，最終RBC向列車發(fā)起無條件緊急停車。

四、結(jié)語

由上述分析不難看出，RBC向高鐵列車發(fā)起無條件緊急停車是由多種原因造成的，但最終導(dǎo)致的結(jié)果卻是相同的，都會(huì)大大降低高鐵列車的運(yùn)營安全以及運(yùn)營效率，在發(fā)送旅客數(shù)量以及時(shí)間上大打折扣。作為高鐵信號(hào)分析人員，我們需理清思路、分門別類，尤其注重日常分析故障的能力，加強(qiáng)英語翻譯以及掌握車地通信時(shí)間周期等技術(shù)指標(biāo)，學(xué)會(huì)利用日志分析軟件中的快捷工具，提高分析質(zhì)量，快速定位故障原因，就能快速分析找出原因真正所在。同時(shí)更希望能拋磚引玉，與大家共同提高，為高鐵可靠高速的運(yùn)行進(jìn)行有益的探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]王力行.RBC主動(dòng)發(fā)起掛斷場(chǎng)景簡(jiǎn)析.河南鐵道，2015，（03）.

[2]中國鐵路總公司.CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：

王丹，鄭州鐵路局鄭州電務(wù)段，助理工程師。研究方向：鐵路控制工程。