RBC交权原理和交权异常现象分析

李 争

CTCS-3级系统中，无线闭塞中心RBC的控制范围由应答器来分割，也就是在2个RBC控制范围的分界点处安装应答器组，当列车通过应答器时，会接收到特定的信息，然后进行列车控制权的交接操作。在运行过程中，列车将不断地从一个RBC驶向另一个RBC，依次接受各RBC的控制，不断地向各RBC发送注册和注销信息，列控车载设备不断地在各RBC控制范围之间切换，这就是列车控制权的交接即RBC交权。

在列车控制权的交接过程中，一个时刻只能有一个RBC控制列车运行，因此，在2个无线闭塞中心辖区重叠地区，有一定的切换流程和规则。

1 RBC交权原理

郑西高铁RBC交权采用RBC间直接通信的方式交换RBC移交信息 (图1)。

在RBC移交过程中，RBC1(移交RBC)负责向RBC2(接收RBC)发送移交预告信息 (车载设备ID、RBC边界的应答器组ID及列车数据等)、进路请求信息、移交通告信息、移交确认信息、移交取消信息;RBC2负责向RBC1发送进路信息、接管列车信息。

图1 郑西高铁RBC交权信息示意图

为消除RBC移交对列车正常运行的影响，车载设备设置2部独立GSM-R通信电台。当列车距RBC移交边界一定距离时，在 RBC1控制下，RBC1向RBC2发送移交预通报和请求进路信息等，RBC2则根据控制范围内联锁信息向RBC1发送相关进路信息，RBC1根据RBC2进路信息情况发送包含RBC1、RBC2边界的行车许可。当列车距离移交边界小于一定距离时，RBC1将向车载设备发送RBC移交命令 (信息包131)，该命令包括至RBC1/RBC2移交点的距离、RBC2的ID及RBC2的电话号码，车载设备根据RBC1提供的电话号码，启动另一个电台开始呼叫RBC2并建立通信会话。列车与RBC2建立连接后，会同时向2个RBC发送列车位置报告，但此时的监控权仍在RBC1手中。当列车最大安全前端通过切换应答器后，RBC1会发送切换通报并将列车监控权移交给RBC2，此后列车仅接受RBC2的控制，RBC2向列车发送行车许可。当RBC1根据接收到的列车位置报告检测到列车最小安全后端已经越过了边界时，会向列控车载设备发送断开连接命令。

简单概括:移交RBC发送切换预通报、生成包含边界的行车许可、与接收RBC建立通信会话、发送RBC切换通报、向接收RBC移交列车监控权、终止与移交RBC的通信会话。

如果1部GSM-R通信电台故障，车载设备能用正常电台进行RBC移交，但如果移交时间超过车-地间允许通信中断时间，列车正常运行会受到一定影响。与双电台移交过程不同的是，列车只有1个电台可以工作，因此单电台的移交流程大致可以概括为:移交RBC发送切换预通报、生成包含边界的行车许可、发送RBC切换通报、终止与移交RBC的通信会晤、建立与接收RBC的通信会晤、向接收RBC移交列车监控权。

下面以郑西高铁2起实际案例为例介绍RBC交权异常的解决。

2 交权异常分析

交权异常可以分为双电台交权故障和单电台交权故障2种。

2.1 双电台交权故障

2014年6月13日，G654次运行至洛阳龙门站至巩义南站间，因ATP故障输出紧急制动停车，车载设备DMI上显示目标速度曲线不断跳变，RBC维护终端显示行车许可的绿色光带反复缩短和延长。

查看RBC1的CC日志 (如图2所示)发现，列车由RBC2向RBC1上行正向交权，当RBC2给列车发送P131包后，启动了RBC2向RBC1的交权流程，列车开始用备用电台2呼叫RBC1，电台2与RBC1建立安全连接，MA从 RBC2延伸到RBC1范围内。10:29:13，列车电台2第一次呼叫RBC1并建立安全连接。

图2 RBC1的CC日志

10:29:21，因物理层发生V.110 Sync Lost，车载电台2与RBC1通信异常中断，RBC取消了交权流程，MA也随之缩短至RBC2和RBC1的交权边界。之后电台2多次呼叫RBC1，但与RBC1建立安全连接后均没有任何消息交互就中断，造成交权流程反复启动和取消，MA反复地延长和缩短。最终，由于没有RBC1范围内的MA，RBC2只能向车载发送到切换点的MA，车接收到的MA缩短到切换点，因超速，车载输出制动停车。

为什么电台2多次呼叫RBC1，均是安全连接建立后，没有任何消息交互就中断了呢?按照车地之间建立安全连接的流程，RBC和车载的处理逻辑存在差异，造成后续多次呼叫随即均挂断。图2中，列车发送了M#155(通信会话开始)，RBC1回复M#32(系统版本)，通信异常中断后，根据RBC逻辑，由于RBC1未收到列车发送的 M#159(通信会话已建立)，RBC1认为与列车之间的通信会话并未建立，因此列车再次呼叫RBC1，并建立安全连接后，RBC1启动计时器来等待列车发送M#155，但计时器计数10 s后RBC1仍未收到该消息，RBC1主动发送DISC断开与列车的安全连接。但是车载设备认为已发出过M#155，且收到了RBC的回复M#32，应用层连接正常，不再向RBC1发送M#159消息。计时器超时RBC1断开安全连接后，RBC1删除列车并取消交权，RBC2向列车发送的MA缩短至交权边界。

之后RBC2再次开启交权，向列车发送延伸的MA，并向列车发送 P#131包，列车再次呼叫RBC1。在列车与RBC1之间的安全连接建立后，RBC1等待列车发送M#155消息，由于等待超时再次取消交权。此后是一个循环过程，期间MA不断的延伸、缩短，直至司机重启驾驶台之后，列车电台2与RBC1的通信会话建立过程得到重置才正常运行。

2.2 单电台交权故障

2014年7月26日，G88次在郑西高铁华山北站—灵宝西站、三门峡南站—渑池南站、洛阳龙门—巩义南站间无线连接超时，ATP等级由CTCS-3转为CTCS-2。

查看RBC管辖范围发现，发生无线连接超时的位置分别为 RBC4-RBC3、RBC3-RBC2、RBC2-RBC1的交权区域。根据经验判断，很可能是一起单电台交权引起的无线连接超时故障。值班人员分析日志后发现，列车在交权边界时，均是先与移交RBC断开后，才开始呼叫接管RBC，因此是一起典型的单电台交权故障。

但是查看日志发现，此次故障与普通的单电台交权故障有所不同，列车在交权过程中，以C2模式开始呼叫接管RBC，进行列车注册和信息交互，当列车向RBC发送了M#136(列车位置报告)后，RBC立即发起主动挂断消息#M24(通常消息)+P42(通信会话管理)，日志截图如图3所示。

图3 RBC的CC日志显示

这点异常让分析人员很疑惑。后来经过向厂家求证得知，RBC有这样一个处理逻辑:在交权过程中，RBC只能接受完全、目视、引导这3种工作模式的列车，而此次情况下，M#136信息中显示的列车的工作模式是STM(本国)模式，因此RBC会主动挂断。

3 结束语

由上分析不难看出，RBC交权异常的故障现象是多种多样的，但是“万变不离其宗”，最终都可以划分为双电台和单电台交权这2种情况，只是可能会在这基础上叠加很多其他异常处理逻辑。分析人员只要牢牢把握住这2点，理清思路，分门别类，就能够快速分析出原因所在。至于RBC日志中的信息交互逻辑的分析，就需要维护人员平时加强业务知识的学习，熟记各种消息类型和信息包的含义，掌握信息交互的流程，善于总结积累经验。此外，加强与车载、通信、厂家等部门的沟通联系，提高设备的检修和维护水平，减少故障的发生几率。

［1］ 牛婧.郑西客专 RBC切换流程探讨［J］.硅谷，2013(13).

［2］ 赵秀珍，杨嘉斌.浅析RBC系统在高速铁路中的应用［J］.西铁科技，2011(4).