CN101820655B - 一种ctcs-3列车控制系统中的rbc软切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种列车控制技术领域的CTCS-3系统中实现RBC软切换的方法。本发明将现有RBC中的GSM-R接入功能分离出来，集中到一台称为RBC通信网关的设备上，车载ATP与RBC通信网关保持永远在线的电路链接，RBC通信网关与相关的RBC采用以太网+TCP/IP的方式链接。RBC通信网关在收到车载ATP的数据包时，根据包头包含的RBC_ID来进行RBC决定将数据包转发到哪个RBC。由于地面的链接是基于TCP的虚链接，因此车载ATP仅通过一条链接即可与多个RBC进行通信，完成RBC切换。该方法减少了在RBC切换区域的频繁呼叫与挂断，节约了无线网络资源，提高了切换的有效性和RBC切换的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于列车控制系统中列车通信技术领域，涉及一种CTCS-3列车控制系统中的RBC软切换方法。
背景技术
为了满足列车提速和安全运行的需要，同时为了满足不同线路分级运输的需要，我国制定了“中国列车控制系统CTCS(Chinese Train Control System)发展规划”。该发展规划参照欧洲列车控制系统ETCS(Europen Train ControlSystem)标准并结合中国列车控制现状及未来发展需要，将中国列车控制系统分为CTCS-0至CTCS-4五级。其中CTCS-3适用于时速300～350公里的列车。CTCS-3是一种基于GSM-R传输信息的集中式列车控制系统。
CTCS-3列车控制系统包括：地面设备RBC、车载ATP、车地通信承载网络GSM-R。车载ATP上包含两套GSM-R通信模块，地面设备RBC通过GSM-R接口单元，具备GSM-R网络接入功能，与GSM-R网络通过PRI接口进行连接。
地面设备RBC的数量根据铁路线的长度和管辖范围设定，每个RBC管辖一定区段内的列车，列车在当前RBC管辖范围内行驶时，其车载ATP通过一套GSM-R通信模块与当前RBC建立通信连接，当列车驶出当前RBC管辖范围前，其车载ATP需要通过另一套GSM-R通信模块与下一管段的RBC建立通信连接，通信连接建立成功并且驶出前一管段RBC管辖范围后，需要关闭与前一管段RBC的通信连接，在整个行车过程中此过程交替进行，这个过程称为RBC切换。
传统的CTCS3列控系统RBC切换时，车载ATP的两套GSM-R通信模块必须同时可用，并且需要在两个RBC交界处，车载ATP同时通过GSM-R网络建立与前一管段RBC及下一管段RBC的安全通信连接。不仅大量占用了GSM-R网络频率资源，也降低了车载ATP的通信可靠性和可用性。
发明内容
本发明为了解决上述技术缺陷，将现有技术中RBC中的GSM-R接入功能分离出来，集中到一台称为RBC通信网关的设备上，进而提出了一种新的RBC软切换方法。
本发明采取的技术方案是：一种CTCS-3列车控制系统中的RBC软切换方法，包括步骤1，在每条铁路线或一个控制中心设置一套RBC通信网关设备，车载ATP通过一个GSM-R通信模块与RBC通信网关设备建立一个安全链接，车载ATP的另一个GSM-R通信模块一直处于备用状态；RBC通信网关通过PRI接口与GSM-R网络连接，车载ATP与GSM-R网络通过Um接口连接，现有的RBC通过TCP/IP的方式与RBC通信网关设备进行通信；步骤2，现有的RBC各自编号拥有自己独立的IP地址；步骤3，车载ATP与RBC进行车地信息传输，信息首先传输到RBC通信网关设备，RBC通信网关设备通过对数据信息包中的RBC ID进行判别，将信息发送给对应的目的RBC，由此车载ATP仅通过一条链接即与多个RBC进行通信，从而实现RBC的软切换。
本发明的有益效果是：该方法减少了在RBC切换区域的频繁呼叫与挂断，节约了无线网络资源，并且在车载ATP只有一个通信电台的情况下也同样有效，提高了切换的有效性和RBC切换的可靠性。本发明对RBC的软切换过程做出了具体的流程设计和规范，为提高铁路CTCS-3系统中RBC切换的可靠性提出了新的方法和思路。
附图说明
图1是实现本发明所提出方法的列车控制系统示意图，
图2是车载ATP与RBC之间的通信分层协议结构；
图3是车载ATP发送数据的过程示意图；
图4是列车到达RBC切换预告点前车载ATP的通信示意图；
图5是列车到达RBC切换执行点之前，车载ATP通信示意图；
图6是列车到达RBC切换执行点后，车载ATP通信示意图。
具体实施方式
本发明提出的一种CTCS-3列车控制系统中的RBC软切换方法是通过如下步骤实现的：首先，在每条铁路线或一个控制中心设置一套RBC通信网关设备，车载ATP通过一个GSM-R通信模块与RBC通信网关设备建立一个安全链接，车载ATP的另一个GSM-R通信模块一直处于备用状态；其次是将现有的RBC各自编号使其拥有自己独立的IP地址；最后，车载ATP与RBC进行车地信息传输，信息首先传输到RBC通信网关设备，RBC通信网关设备通过对数据信息包中的RBC_ID进行判别，将信息发送给对应的目的RBC，由此车载ATP仅通过一条链接即与多个RBC进行通信，从而实现RBC的软切换。
在进行上述RBC软切换过程中，RBC通信网关通过PRI接口与GSM-R网络连接，车载ATP与GSM-R网络通过Um接口连接，现有的RBC通过TCP/IP的方式与RBC通信网关设备进行通信。
下面结合附图针对具体实施例进行详细描述；
现有的每套RBC均通过一个GSM-R接入单元与GSM-R网络通过PRI接口连接。本发明提出一种RBC通信网关设备，每条铁路线或一个控制中心设置一套RBC通信网关设备，如图1所示，车载ATP通过Um接口与GSM-R网络连接，RBC通信网关通过PRI接口与GSM-R网络连接，现有的RBC如图中所示RBC1、RBC2、RBC3、……RBCn，通过TCP/IP的方式与RBC通信网关进行通信。
在整个切换过程中，车载ATP通过一个GSM-R通信模块与RBC通信网关只建立一个安全链接，车载ATP在该安全链接上可以同时与RBC1和RBC2进行数据传输。在整个运行过程中，车载ATP始终只占用一个GSM-R无线信道。同时，该方案的另一个优点是车载ATP的另一个GSM-R通信模块可以一直处于备用状态，提高了通信子系统的可靠性和可用性。
如图2所示，车载ATP与RBC之间通过RBC通信网关的通信分层协议结构进行通信。RBC通信网关完成车载ATP与RBC之间数据应用层以下包括复用层、安全层、传输层、网络层、链路层的协议分层转换，并根据RBC ID完成车载ATP与RBC之间的数据转发。
车载ATP发送数据的过程如图3所示，RBC通信网关通过对车载ATP与RBC之间的数据应用层进行分析，查询应用层数据中RBC_ID与RBC的IP地址和TCP链接的对应表，在完成复用层、安全层、传输层、网络层、链路层的协议分层转换后，将该应用层数据转发至相应的RBC的IP地址。同理，RBC发送数据的过程也是一样的。
图4-图6是RBC切换过程，以列车从RBC1管辖区段向RBC2管辖区段运行为例，用图示的方式描述了车载ATP从RBC1软切换至RBC2的过程。
如图4所示，在列车到达RBC切换预告点前，车载ATP只与RBC1进行数据通信，如图5所示，在列车到达RBC切换预告点后，到达RBC切换执行点之前，车载ATP需要同时与RBC1、RBC2进行数据通信，RBC通信网关此时将车载ATP发送的数据同时发送至RBC1、RBC2，同时将RBC1、RBC2向车载ATP发送的数据同时发送至车载ATP。如图6所示，当列车到达RBC切换执行点后，车载ATP只与RBC2进行数据通信，此时，RBC通信网关只将车载ATP发送的数据转发至RBC2。至此，车载ATP完成一个从RBC1至RBC2的软切换过程。
Claims (1)
1.一种CTCS-3列车控制系统中的RBC软切换方法，其特征是：步骤1，在每条铁路线或一个控制中心设置一套RBC通信网关设备，车载ATP通过一个GSM-R通信模块与RBC通信网关设备建立一个安全链接，车载ATP的另一个GSM-R通信模块一直处于备用状态，RBC通信网关设备通过PRI接口与GSM-R网络连接，车载ATP与GSM-R网络通过Um接口连接，现有的RBC通过TCP/IP的方式与RBC通信网关设备进行通信；步骤2，现有的RBC各自编号拥有自己独立的IP地址；步骤3，车载ATP与RBC进行信息传输，信息首先传输到RBC通信网关设备，RBC通信网关设备通过对数据信息包中的RBC_ID进行判别，将信息发送给对应的目的RBC，由此车载ATP仅通过一条链接即与多个RBC进行通信，从而实现RBC的软切换。
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