RBC交權原理和交權異常現象分析

李 爭

CTCS-3級系統中，無線閉塞中心RBC的控制范圍由應答器來分割，也就是在2個RBC控制范圍的分界點處安裝應答器組，當列車通過應答器時，會接收到特定的信息，然后進行列車控制權的交接操作。在運行過程中，列車將不斷地從一個RBC駛向另一個RBC，依次接受各RBC的控制，不斷地向各RBC發送注冊和注銷信息，列控車載設備不斷地在各RBC控制范圍之間切換，這就是列車控制權的交接即RBC交權。

在列車控制權的交接過程中，一個時刻只能有一個RBC控制列車運行，因此，在2個無線閉塞中心轄區重疊地區，有一定的切換流程和規則。

1 RBC交權原理

鄭西高鐵RBC交權采用RBC間直接通信的方式交換RBC移交信息 (圖1)。

在RBC移交過程中，RBC1(移交RBC)負責向RBC2(接收RBC)發送移交預告信息 (車載設備ID、RBC邊界的應答器組ID及列車數據等)、進路請求信息、移交通告信息、移交確認信息、移交取消信息;RBC2負責向RBC1發送進路信息、接管列車信息。

圖1 鄭西高鐵RBC交權信息示意圖

為消除RBC移交對列車正常運行的影響，車載設備設置2部獨立GSM-R通信電臺。當列車距RBC移交邊界一定距離時，在 RBC1控制下，RBC1向RBC2發送移交預通報和請求進路信息等，RBC2則根據控制范圍內聯鎖信息向RBC1發送相關進路信息，RBC1根據RBC2進路信息情況發送包含RBC1、RBC2邊界的行車許可。當列車距離移交邊界小于一定距離時，RBC1將向車載設備發送RBC移交命令 (信息包131)，該命令包括至RBC1/RBC2移交點的距離、RBC2的ID及RBC2的電話號碼，車載設備根據RBC1提供的電話號碼，啟動另一個電臺開始呼叫RBC2并建立通信會話。列車與RBC2建立連接后，會同時向2個RBC發送列車位置報告，但此時的監控權仍在RBC1手中。當列車最大安全前端通過切換應答器后，RBC1會發送切換通報并將列車監控權移交給RBC2，此后列車僅接受RBC2的控制，RBC2向列車發送行車許可。當RBC1根據接收到的列車位置報告檢測到列車最小安全后端已經越過了邊界時，會向列控車載設備發送斷開連接命令。

簡單概括:移交RBC發送切換預通報、生成包含邊界的行車許可、與接收RBC建立通信會話、發送RBC切換通報、向接收RBC移交列車監控權、終止與移交RBC的通信會話。

如果1部GSM-R通信電臺故障，車載設備能用正常電臺進行RBC移交，但如果移交時間超過車-地間允許通信中斷時間，列車正常運行會受到一定影響。與雙電臺移交過程不同的是，列車只有1個電臺可以工作，因此單電臺的移交流程大致可以概括為:移交RBC發送切換預通報、生成包含邊界的行車許可、發送RBC切換通報、終止與移交RBC的通信會晤、建立與接收RBC的通信會晤、向接收RBC移交列車監控權。

下面以鄭西高鐵2起實際案例為例介紹RBC交權異常的解決。

2 交權異常分析

交權異常可以分為雙電臺交權故障和單電臺交權故障2種。

2.1 雙電臺交權故障

2014年6月13日，G654次運行至洛陽龍門站至鞏義南站間，因ATP故障輸出緊急制動停車，車載設備DMI上顯示目標速度曲線不斷跳變，RBC維護終端顯示行車許可的綠色光帶反復縮短和延長。

查看RBC1的CC日志 (如圖2所示)發現，列車由RBC2向RBC1上行正向交權，當RBC2給列車發送P131包后，啟動了RBC2向RBC1的交權流程，列車開始用備用電臺2呼叫RBC1，電臺2與RBC1建立安全連接，MA從 RBC2延伸到RBC1范圍內。10:29:13，列車電臺2第一次呼叫RBC1并建立安全連接。

圖2 RBC1的CC日志

10:29:21，因物理層發生V.110 Sync Lost，車載電臺2與RBC1通信異常中斷，RBC取消了交權流程，MA也隨之縮短至RBC2和RBC1的交權邊界。之后電臺2多次呼叫RBC1，但與RBC1建立安全連接后均沒有任何消息交互就中斷，造成交權流程反復啟動和取消，MA反復地延長和縮短。最終，由于沒有RBC1范圍內的MA，RBC2只能向車載發送到切換點的MA，車接收到的MA縮短到切換點，因超速，車載輸出制動停車。

為什么電臺2多次呼叫RBC1，均是安全連接建立后，沒有任何消息交互就中斷了呢?按照車地之間建立安全連接的流程，RBC和車載的處理邏輯存在差異，造成后續多次呼叫隨即均掛斷。圖2中，列車發送了M#155(通信會話開始)，RBC1回復M#32(系統版本)，通信異常中斷后，根據RBC邏輯，由于RBC1未收到列車發送的 M#159(通信會話已建立)，RBC1認為與列車之間的通信會話并未建立，因此列車再次呼叫RBC1，并建立安全連接后，RBC1啟動計時器來等待列車發送M#155，但計時器計數10 s后RBC1仍未收到該消息，RBC1主動發送DISC斷開與列車的安全連接。但是車載設備認為已發出過M#155，且收到了RBC的回復M#32，應用層連接正常，不再向RBC1發送M#159消息。計時器超時RBC1斷開安全連接后，RBC1刪除列車并取消交權，RBC2向列車發送的MA縮短至交權邊界。

之后RBC2再次開啟交權，向列車發送延伸的MA，并向列車發送 P#131包，列車再次呼叫RBC1。在列車與RBC1之間的安全連接建立后，RBC1等待列車發送M#155消息，由于等待超時再次取消交權。此后是一個循環過程，期間MA不斷的延伸、縮短，直至司機重啟駕駛臺之后，列車電臺2與RBC1的通信會話建立過程得到重置才正常運行。

2.2 單電臺交權故障

2014年7月26日，G88次在鄭西高鐵華山北站—靈寶西站、三門峽南站—澠池南站、洛陽龍門—鞏義南站間無線連接超時，ATP等級由CTCS-3轉為CTCS-2。

查看RBC管轄范圍發現，發生無線連接超時的位置分別為 RBC4-RBC3、RBC3-RBC2、RBC2-RBC1的交權區域。根據經驗判斷，很可能是一起單電臺交權引起的無線連接超時故障。值班人員分析日志后發現，列車在交權邊界時，均是先與移交RBC斷開后，才開始呼叫接管RBC，因此是一起典型的單電臺交權故障。

但是查看日志發現，此次故障與普通的單電臺交權故障有所不同，列車在交權過程中，以C2模式開始呼叫接管RBC，進行列車注冊和信息交互，當列車向RBC發送了M#136(列車位置報告)后，RBC立即發起主動掛斷消息#M24(通常消息)+P42(通信會話管理)，日志截圖如圖3所示。

圖3 RBC的CC日志顯示

這點異常讓分析人員很疑惑。后來經過向廠家求證得知，RBC有這樣一個處理邏輯:在交權過程中，RBC只能接受完全、目視、引導這3種工作模式的列車，而此次情況下，M#136信息中顯示的列車的工作模式是STM(本國)模式，因此RBC會主動掛斷。

3 結束語

由上分析不難看出，RBC交權異常的故障現象是多種多樣的，但是“萬變不離其宗”，最終都可以劃分為雙電臺和單電臺交權這2種情況，只是可能會在這基礎上疊加很多其他異常處理邏輯。分析人員只要牢牢把握住這2點，理清思路，分門別類，就能夠快速分析出原因所在。至于RBC日志中的信息交互邏輯的分析，就需要維護人員平時加強業務知識的學習，熟記各種消息類型和信息包的含義，掌握信息交互的流程，善于總結積累經驗。此外，加強與車載、通信、廠家等部門的溝通聯系，提高設備的檢修和維護水平，減少故障的發生幾率。

［1］ 牛婧.鄭西客專 RBC切換流程探討［J］.硅谷，2013(13).

［2］ 趙秀珍，楊嘉斌.淺析RBC系統在高速鐵路中的應用［J］.西鐵科技，2011(4).