RBC原理

定位基准及运行方向等信息由线路上安装的应答器提供 Ø RB C提供行车许可，即为自己管辖区域内的列车提供目标距离、
线路信息、限速等信息
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C3级列控与C2级列控的比较
(1) 地面设备增加无线闭塞中心RBC、 GSM-R无线通信网络；
(2) 车载设备增加GSM-R无线通信单元 及天线；
(3) 车载设备根据RBC的行车通许G信S模M可-块R无及，线天线生 成连续速度控制模式曲线，实时监 控列车安全运行。
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地面向列车传送信息的信息量不足
v列车在站间反向运行时，只能采用自动 站间闭塞，列车不能追踪运行，影响运 行效率。
v目前的ZPW2000轨道电路最多只能显示前 方七个闭塞分区空闲，难以支持350公里 以上时速高速列车的运行需要。
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综合数字移动通信 系统。
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• GSM一R系统是中 国首次从欧洲引进 的铁路专用移动通 信系统，它能够满
足列车运行速度为 500km/h的无线通 信要求，且安全性 好、可靠性高，与 以往我国铁路所采
用的单信道模拟无 线通信系统相比， GSM一R系统达到 了国际行业水平
RBC的技术基础--2
GSM-R特点
CTCS-2级员GS凭M车一载R既信，电号有具行路线有车信移提。动息速系自的和统动A2完闭T50P全塞k系基m的统于/特h无客征线运，通列专信车线完。基于轨道 整性检查、定位校核分别靠车载设备和点式设备
CTCS-3级实现，使3得0无室0k外线m设通/h备信及减(以G少上S到M客最-R运低)的专程度A线T。。P系基统于轨道电路和
v 轨道电路的工作稳定性易受环境的影响，如:道砟阻抗变化、 天气变化。
v 在用轨道电路构成自动闭塞系统时，闭塞分区长度固定，对
不同类型的列车适应性差，影响铁路运输效率。
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现状分析：CTCS-2级目前列车控制系统
v 在用轨道电路构成自动闭塞系统时很难用轨道电路 来实现列车对地面控制中心进行通信，即利用轨道 电路是难以实现双向通信的，也就无法实现真正意 义上的列车闭环控制。
u CTCS一3级列车控制系统的地面核心设备 u 基于信号故障一安全原则设计的计算机控制系统 u 根据来自列车的位置信息、联锁的进路信息等实时生成列车行车许可，
并将行车许可范围内的线路参数、临时限速等信息通过GSMR(Golobal System for Mobile Communieations for Railway，铁路专用数字 移动通信系统)发送给车载设备 u 车载安全计算机根据地面设备提供的行车许可、线路参数等信息，按 照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线，监控列车安全运行。
• 具有良好的接续性能。 GSM-R系统的集群模式 快速呼叫建立时间能够满 足铁路调度用户的需求。
• GSM-R系统能够提供数 字集群通信功能，能提供 无线列调、编组站调车通 信、应急通信、养护维修 组通信等语音通信功能。
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• GSM一R系统基于强大的 智能平台，能够提供各类 铁路特色业务。
• GSM-R智能网以ITU-T智 能网标准为基础，在GSM 一R网络中增加了基于协 议的业务功能，称为移动 智能网，其主要的物理实 体包括业务交换点、业务 控制点、智能外设、业务 管理系统及业务生成环境。
向车载设备传送线 路参数和临时限速 等信息，满足后备 系统的需要
车载安全计算机
根据地面设备提供 的行车许可、线路 参数、临时限速等 信息和列车参数， 按照目标距离连续 速度控制模式生成 动态速度曲线，监 控列车的安全运行
通过GSM-R无线通 信系统接受车载设 备发送的位置和列 车数据等信息
采用冗余交叉覆盖 的方式进行布置， 提高了车地通信的 可靠性
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无线闭塞中心研究现状
• RBC系统设备的主要是欧洲的几个厂家： ALCATEL（阿尔卡特：法国）、ALSTOM（阿尔斯通：法国）、 BOMBARDIER（ 庞 巴 迪 ： 加 拿 大） 、 SIEMENS（ 西 门 子 ： 德 国） 公 司 RBC系统采用安全计算机，具有极高的安全性和可靠性，在同其它 设备的冗余接口上使用标准的安全通讯协议。
v 通过轨道电路只能判断闭塞分区是否被占用， 而无法实现对列车精确定位，严重影响列车运 行效率。
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系统存在如下需改进的方面
v铁路沿线地面设备过多 v地面向列车传送信息的信息量不足 v实时性不够 v车地之间不能实现双向通信
铁路沿线地面设备过多
v 地面设备和线路检查设备沿铁路全线分 布，设备投资高，维护成本大。尤其是 一些地理环境恶劣的区域，维护的困难 很大。
CTCS-4级
面向未来的列控系统.完全基于无线通信 (GSM-R)的ATP系统
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为什么在列控系统中引入RBC
现状分析：CTCS-2级目前列车控制系统
特点：基于点式应答器
连续轨道电路传输列车运行控制信息的 点-连式列车超速防护系统，已经在提速线路 和客运专线获得成功应用，适用于 200km/h~250km/h的线路。
指主叫用户呼叫属于预定义组呼区和组ID的被 叫用户，在VGCS中需要预先设置调度员和业 务用户(被叫用户)。所有业务用户在组呼进行 中只占用一个业务信道，且在同一时间只能由 一个业务用户讲话。
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RBC的技术基础--2
GSM－R技术
• GSM-R技术 是基于成熟、 通用的公共移 动无线通信系 统GSM平台之 上，专门为满 足铁路应用而 开发的数字式 移动无线通信 技术。
• 针对铁路运输中的 列车调度、列车控 制、支持高速移动 等要求，它能够提
供定制的附加功能 (如优先级和强插 功能、话音组呼及 广播功能、位置寻 址及功能寻址和安 全数据通信等)， 是一种经济高效的
v 轨道电路构成闭塞分区时的分割，对长钢轨的应用 造成障碍，例如采用无绝缘轨道电路，需增设补偿 电容抵消钢轨衰耗的影响，此外，还需消除死区段 。
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现状分析：CTCS-2级目前列车控制系统
v 轨道电路需要大量电缆以便采集轨道电路发送 端和接收端的信息集中到车站进行处理，其投 资费用占整个自动闭塞系统的40%-60% 。
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实时性不够
v临时限速和解除临时限速信息只能通过 一些点式设备传送给列车，所以有时候 临时限速不能及时下达，而有时候临时 限速条件解除后列车又不能及时加速， 影响列车运行安全和运行效率。同样， 一些紧急信息也难以实时地传递给列车 。
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概述
vRBC(RadioBlockCenter，无线闭塞中 心) ？
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RBC系统原理、结 构及功能
付文秀
主要内容
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RBC原理与结构功能
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RBC设备与维护
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RBC功能需求规范
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北京交通大学 2011年3月
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无线闭塞中心概述
列控系统中引入RBC以及RBC
具有什么特殊性？
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基于轨道传输信息的列车运行控制系 基于无线传输信息、采用轨道电路等方式检查 统，采用车地一体化设计，适用于各
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现状分析：CTCS-2级目前列车控制系统
v 基于轨道电路的列车控制系统主要利用轨道电路传送地面至 车上的信息。
v 列车速度的提高需要对列车实施更为精确的控制，这就需要 车上、地面之间传输大量的信息，但为满足列车控制对信息 传递实时性的要求，轨道电路只能传输较少的信息量。
轨道电路 实现列车占用检查
发送行车许可信息，满足后备系统的需要
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RBC的技术基础--1
v闭塞分区的划分
uCTCS-3级列车速度可达100m/s左右，而RBC向车载设 备发送行车许可的间隔周期为60s，因此为了满足三 个分区的空闲，闭塞分区长度原则上按照不少于 2000m进行设计，才能满足速度350km/h、列车追踪 间隔3min运行的要求。
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•国内对RBC的研究还处于仿真测试阶段
武广客运专线采购了BOMBARDIER公司的列车控制设备，在武汉调 度中心集中设置RBC
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RBC原理与结构功能主要内容
1
RBC技术基础
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RBC系统
3 无线闭塞单元(RBU)的设计
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行车许可(MA)的生成
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RBC的技术基础 1
vCTCS一3级列车控制技术
调度中心ctc车站联锁rbc为ctcs3提供行车许可速度曲线gsmr无线通信模块及天线车载设备2011103017logoc3地面设备总体结构示意图201110301820111030logoctcs3级各部分功能ctcs3级各部分功能根据轨道电路联锁进路等信息生成行车许可无线闭塞中心rbc应答器通过gsmr无线通信系统将行车许可线路参数临时限速传输给ctcs3级车载设备通过gsmr无线通信系统接受车载设备发送的位置和列车数据等信息向车载设备传输定位和等级转换信息向车载设备传送线路参数和临时限速等信息满足后备系统的需要用于实现车载设备与地面设备的双向通信gsmr核心网包括移动交换子系统gprs子系统智能网接口gsmr网络采用冗余交叉覆盖的方式进行布置提高了车地通信的可靠性根据地面设备提供的行车许可线路参数临时限速等信息和列车参数按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线监控列车的安全运行车载安全计算机轨道电路实现列车占用检查发送行车许可信息满足后备系统的需要2011103019logoc3系统总体结构图2011103020logologorbc的技术基础1v闭塞分区的划分uctcs3级列车速度可达100ms左右而rbc向车载设备发送行车许可的间隔周期为60s因此为了满足三个分区的空闲闭塞分区长度原则上按照不少于2000m进行设计才能满足速度350kmh列车追踪间隔3min运行的要求
GSM-R 室内设备
无线闭塞 中 心RBC
列控中心
应 答 器
调度中心 CTC
车站联锁
信号机 道岔
轨道电路
RBC为CTCS-3 提供行车许可
车载设备
速度曲线
C3地面设备总体结构示意图
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CTCS-3级各部分功能
C3系统总体结构图
无线闭塞中心RBC
根据轨道电路、联 锁进路等信息生成 行车许可
通过GSM-R无线通 信系统将行车许可 、线路参数、临时 限速传输给CTCS3级车载设备
GSM-R网络
用于实现车载设备 与地面设备的双向 通信
GSM-R核心网包括 移动交换子系统、 GPRS子系统、智 能网接口
应答器
向车载设备传输定 位和等级转换信息
业务包括
功能寻址 功能号表示
接入矩阵 居于位置寻址.
业务包括
列车自动控制 机车同步控制 调度指令传输等
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RBC的技术基础-2--高级语音呼叫业务
增强多优先级与强拆 • eMLPP
语音组呼叫业务 • VGCS
话音广播业务 VBS
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指对各种铁路业务预先定义成7个业务等级A 、B、O、1、2、3和4级并将设置存放在HLR 中，当网络出现无空闲业务信道状态时，高 优先级呼叫可立即打断低优先级呼叫。
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RBC的技术基础--2
GSM-R 网络分层
GSM业务----第一层 高级语音呼叫业务－－第二层
铁路基本业务－－第三层 铁路应用－－第四层
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RBC的技术基础--2
GSM业务
高级语音呼叫业务
铁路基本业务
铁路应用
业务包括
电信终端业务 电信承载业务
补充业务 .
业务包括
增强多优先级与强拆 语音组呼叫业务 话音广播业务
§ CTCS-3级列车控制系统是CTCS的重要组成部分，它采用 无线通信系统实现地面与列车之间连续、双向的信息传输， 即CTCS-3是基于无线通信的列车控制系统。
Ø CT CS-3级中列车的间隔控制采用固定闭塞方式 Ø 列车速度控制采用目标距离模式控制方式 Ø 轨道电路仅用于列车占用检查和列车的完整性检查，测距修正的
国列内车占列用车的控列车制运系行统控制发系展统状。基态于GSM一R 种限速区段，地面可不设通过信号机，
无线通信系统的固定闭塞或虚拟自动闭塞，除 机车凭车载信号行车。地面子系统中 轨道电路和点式设备，地面子系统还包括无线 增加列车控制中心，根据列车占用情 闭塞中心和无线通信的地面设备，RBC根据列 况及进路状态，计算行车许可及静态 车占用情况借及鉴进欧路洲状列态控向系所统管辖（列ET车C发S出）行建车设列经车验速，度结曲合线我并国传铁送路给运列车输，特点点式信 许用GS与可M和 标列和一既 准车列R有，完车在整信分控满性制号为足检信设C我查T息国备基C方，铁制S于面轨-路式0无具道、移，线有电动1传考不、路信输虑可在2息、信替未 实网息3代现来需、的的区发求4列优段级的展车势占。同，运，息进息制行设路等定控备。参制了用数系我于、统国向线。列车路基控载参于系设数无统备、传C限T输速C定和S位技停信车术息信、 时再接，辅轨又以的能定先C解位进T决校性CS超。核-0速的/1防点级线由车护式R通完信设B信整息备C传性和，，既输检高车系化平查有速载统，台+线率验具通，地可证控有用可面靠系与制实不机传统国模现设车输共际式虚通，信同：拟过完号区闭信成+塞号间列列或机轨车车移，道定运动机位电行闭车和路监塞乘列+控。务站装内置电。码
• 以公众移动通信产业链为 支撑，基础技术比较完善， 发展有保障，而且标准开 放，多厂家参与，有利于 供货商之间竞争，打破专 利垄断和技术设备制造垄 断，降低建网和运营成本。
• 欧洲GSM－R/ETCS的成 功运用
• 中国GSM-R的网络设备， 主要有西门子、北电和华 为公司，而且三个厂商的 设备已经分别应用到胶济、 青藏和大秦铁路。