基于Timed-UML顺序图的RBC交接形式化建模与分析

在CTCS-3级列控系统中,采用RBC技术将线路划分成多个管辖区段。当列车行驶并跨越相邻RBC交界区域时,控制权将会移交至前方相邻RBC,整个过程称为RBC交接。在运行中,RBC交接过程能否实时安全可靠地执行,直接影响着列车的行车效率和乘客的生命安全。采用一种基于添加实时约束的UML顺序图与时间自动机结合的模型来建立RBC交接场景。以双车载电台的RBC切换策略出发,建立切换的Timed-UML顺序图模型,然后按照UML-TA转换规则,建立得到完整的时间自动机网络模型。并利用UPPAAL验证工具对RBC交接模型进行形式化建模及分析,对模型的死锁和功能实现做了验证,从而达到对CTCS-3级RBC子系统的实时性以及设计规范合理性的验证目的。     

基于有色Petri网的CTCS-3级列控系统RBC切换的建模与形式化分析

在CTCS-3级列控系统中,车载设备在执行RBC切换过程中所用时间的长短和切换成功概率的大小,严重影响着列车的运行效率。本文利用有色Petri网对车载设备进行RBC切换的两种方式分别建模,模型中引入GSM-R故障模型和非周期消息模型,模拟在GSM-R网络中消息的传输过程和重发机制。研究结果表明:基于两部车载电台的RBC切换方式比基于一部车载电台的RBC切换方式所用时间更少,效率更高。列车速度、消息重发时间间隔都会影响列车执行RBC切换的时间。消息重发时间间隔和RBC重叠范围又会影响车载设备进行RBC切换的成功概率。     

基于运营场景的CTCS-3级列控系统功能需求分析

为了满足我国高速铁路的运营要求,通过自主创新形成了一套完整的基于无线闭塞技术的中国列车运行控制系统CTCS-3级规范。从CTCS-3级列控系统运营场景的角度,对CTCS-3级列控系统的功能需求进行分析,包括列车注册与注销、等级转换、行车许可、调车、紧急情况处理、临时限速、RBC切换等。     

CTCS-3级列控系统中RBC功能需求及接口分析

无线闭塞中心(RBC)是CTCS-3级列控系统的核心地面子系统,随着300km/h以上CTCS-3级客运专线的建设,RBC的运用越来越广泛。着重分析RBC结构、列控系统运营场景中的功能需求、容量计算以及与CTCS-3级列控系统中其他子系统的接口,对CTCS-3级列控系统工程设计中RBC的功能划分和接口设计有很大的帮助。     

客运专线CTCS-3级列控系统无线闭塞中心的建模与验证

本文分析客运专线CTCS-3级列控系统中无线闭塞中心(RBC)子系统软件的功能和性能约束,在此基础上采用时间自动机理论进行RBC子系统形式化语义描述,建立TER-QSR时间自动机网络模型,并应用UPPAAL验证工具对RBC子系统进行仿真分析,验证RBC的安全性(Safety)和受限活性(Bounded Liveness),同时进行RBC切换时间的优化。     

几种特殊情况的列控应答器布置及工程数据处理方案研究

主要结合工程实际介绍客运专线CTCS-2级及CTCS-3级列控系统等级转换、RBC切换、大号码道岔、区间反向运行等特殊情况的地面应答器布置方案及工程数据处理方法,对应答器应用原则进行优化和细化.     

特殊跨线场景下的CTCS-3至CTCS-2列控等级转换方法

研究目的:复杂枢纽接轨车站之间的CTCS-3至CTCS-2列控等级转换方案一直是信号设计中的难点,有必要通过列控等级转换原理分析和实际工程案例的总结,提炼出通俗易懂的设计方法,为今后类似场景的工程设计提供参考和借鉴。研究结论:(1)CTCS-3至CTCS-2列控等级转换的基本条件为:YG-3/2应答器组距离出站口应答器组要大于450m,YG-3/2距ZX-3/2之间的距离应大于5s按线路最高允许速度的走行距离,RBC数据配置的范围必须从执行点向远方延伸至少一个常用制动距离;(2)两个CTCS-3级横列式车场在股道位置接轨,且两个车场分别属于两套RBC管辖时,可以在跨场进路上进行CTCS-3至CTCS-2等级转换,在跨场运行之后线路的正线上再进行CTCS-2至CTCS-3等级转换,实现两套RBC之间的切换;(3)当CTCS-3级与CTCS-2级两个横列式车场在股道位置接轨,且具有两条以上的跨场进路时,可以在两条跨场进路上分别进行CTCS-3至CTCS-2等级转换;(4)当CTCS-3级线路与CTCS-2级线路间的联络线长度不满足等级转换基本条件时,可以将CTCS-3至CTCS-2列控等级转换点设于CTCS-2级线路;(5)本研究结论可为跨线信号列控系统的设计提供参考。     

杭黄客专黄山北枢纽列车跨线运行方案探讨

对RBC切换原则进行说明,结合杭黄客专黄山北枢纽实际站场对RBC切换方案进行分析,针对实际线路不满足RBC通信切换的条件,提出通过CTCS-3转CTCS-2和联锁代传信号授权延伸RBC数据覆盖范围,以解决场间列车跨线运行的问题。     

中国铁道科学研究院2016年度科技成果简介(续二)

10 CTCS-3级自主化ATP车载设备和RBC测试大纲 为了对通号设计院、铁科院及北京和利时公司研发的自主化CTCS-3级ATP和RBC设备进行测试,依据《CTCS-3级列控系统总体技术方案》和《CTCS-3级列控系统测试案例》等相关技术规范,制定了《CTCS-3级自主化ATP和RBC测试大纲》（简称测试大纲）。     

CTCS-2级与CTCS-3级列控系统兼容性仿真研究

CTCS-2级和CTCS-3级列控系统的兼容性问题包括应答器设置、级问切换、降级过程和临时限速的传迟执行.本文重点研究了CTCS-2级列控系统和CTCS-3级列控系统应答器设置和降级切换过程.并利用HLA建立了兼容性测试模型,使用数据驱动的方法设计了兼容性测试案例.     

GSM-R通信切换事件对CTCS-3级转CTCS-2级列控的影响

着重阐述GSM-R通信网络的切换事件对列车CTCS-3模式控车转CTCS-2模式控车的影响,分析切换失败的原因,并提出一些网络优化措施,减少直至杜绝因切换失败而导致列车CTCS-3模式转CTCS-2模式的发生,加强行车安全。     

郑徐高铁CTCS-3无线超时分析

针对郑徐高铁开通初期出现的徐州东线路所RBC交接区附近和上海局与郑州局局界附近C3无线超时问题,结合郑徐高铁GSM-R无线覆盖方案、MSC与RBC管辖范围、车载电台记录和网络设备故障代码等,详细分析故障产生的原因,提出解决方案。鉴于问题隐蔽,且涉及通信、信号两系统,在工程建设、联调联试和试运行阶段均未被发现,总结提出工程设计、数据制作、联调联试和试运行方面的建议,供后续高速铁路GSM-R网络设计、调试及故障分析等参考。     

CTCS-3级列车运行控制系统对GSM-R网络主要需求的探讨

CTCS-3级列车运行控制系统采用GSM-R网络实现RBC与车载设备的车-地信息双向传输。通过总结CTCS-3级列车运行控制系统安全数据传输对GSM-R网络的主要需求特点,分析满足列车运行控制系统需求的GSM-R网络主要运行指标,提出工程建设和运营维护工作中需要考虑的因素及建议采取的措施,可供统筹开展高速铁路信号、通信系统设计、建设与维护工作参考。     

CTCS-3级列控系统车-地无线通信端到端通信安全增强技术的研究

为实现与CTCS-3级列控系统相关的安全信息在GSM-R系统中安全、可靠地传输,提出车-地无线通信端到端通信安全增强解决方案。该方案改进CTCS-3级列控系统的数据通信安全功能,可根据用户安全需求的不同等级,实现通信系统双向认证,或通过可信任认证中心使车载移动终端和地面无线闭塞中心（RBC）之间实现端到端认证。通过收发方的数字签名以及签名验证来提供信令完整性保护机制,防止信令被有效破坏。给出灵活的端到端信息加密解决方案,防止信息泄露、窃听,并阻止恶意入侵和干扰,使整个通信通道都得到安全保护。     

GSM-R无线网络越区切换问题研究及案例分析

越区切换是保障高速列车车-地数据传输的重要基础,切换失败或异常切换在CTCS-3级线路中可能会引起无线超时甚至系统降级。本文通过简要介绍GSM-R无线网络越区切换的基本流程,阐述越区切换的测试方法,基于高速铁路综合检测列车的动态检测数据分析近年来切换成功率指标的变化趋势,指出造成越区切换故障的原因,并提出优化建议。     

简析GSM-R在CTCS-3列控系统中的作用和故障判断处理

CTCS-3级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统;它主要面向提速干线、高速新线或特殊线路,基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞。因此,GSM-R的质量如何将直接关系到CTCS-3列控系统的正常运行,并将影响到目前中国铁路大量投入建设运行的客专高速铁路的行车秩序。下面从几个方面来简单阐述GSM-R在CTCS-3系统的作用、GSM-R故障分析以及如何通过对GSM-R各接口信令的监测分析来判断定位CTCS-3系统的故障。     

郑西客运专线GSM-R系统方案与主要接口

GSM-R系统可为350km／h的高速客运专线提供无线调度通信、区间维护作业移动通信业务,可为信号CTCS-3级列控系统提供传输通道。讨论郑西客运专线GSM-R系统和主要接口技术方案,重点讨论了与北京、武汉核心网、RBC、FAS和TDCS／CTC等系统互联接口和通道需求,为其他类似工程项目的实施提供参考。