CN114834506B - 一种适用于重载铁路的无线闭塞中心设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，包括可配置闭塞制式的RBC主机单元和RBC维护单元，所述闭塞制式包括固定闭塞制式和移动闭塞制式；所述RBC维护单元与所述RBC主机单元相连，用于提供人机操作接口；所述RBC主机单元通过以太网直接与计算机联锁系统、调度集中系统、相邻无线闭塞中心设备以及列车运行监控装置相连接，用于根据计算机联锁系统、调度集中系统和相邻无线闭塞中心设备的运行状态信息，并结合列车运行监控装置发送的列车状态，向列车运行监控装置发送调车运行指令以控制列车安全调车。本发明具有以较低的成本实现行车和调车的安全防护，并提高运营效率等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及重载货运铁路技术领域，具体涉及一种适用于重载铁路的无线闭塞中心设备。
背景技术
与普通客货运铁路以及高速铁路相比，重载铁路有其独特性，如载重大、编组长、速度较低，且调车工作占据更重要的地位等。当前我国重载铁路主要采用三/四显示的自动闭塞信号设备结合车载LKJ。在运营中存在问题有：1、发车间隔过长，运营效率不高；2、缺少调车防护功能以至于在调车过程中的安全防护缺失；3、司机劳动强度大，亟需引入自动列车驾驶（ATO）设备以降低劳动强度，而使用ATO的前提是先装备ATP设备，需要增加成本。
既有无线闭塞中心（Radio Block Center，简写为RBC）设备主要适用于符合CTCS-3/ETCS-2级标准的高铁线路和普通线路，仅基于固定闭塞向列车发送行车许可，对于车速较低的重载铁路，与四显示闭塞设备相比，对于提高咽喉区发车效率没有明显优势，又由于既有RBC不对调车过程进行控制，缺少一块重要的防护功能。此外，若采用既有CTCS-3级RBC设备，需要在既有的LKJ上叠加CTCS-3级车载ATP设备，不仅增加了成本，还加大了司机的学习成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种以较低的成本实现行车、调车的安全防护，并提高运营效率的适用于重载铁路的无线闭塞中心设备。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，包括可配置闭塞制式的RBC主机单元和RBC维护单元，所述闭塞制式包括固定闭塞制式和移动闭塞制式；所述RBC维护单元与所述RBC主机单元相连，用于提供人机操作接口；所述RBC主机单元通过以太网直接与计算机联锁系统、调度集中系统、相邻无线闭塞中心设备以及列车运行监控装置相连接，用于根据计算机联锁系统、调度集中系统和相邻无线闭塞中心设备的运行状态信息，并结合列车运行监控装置发送的列车状态，向列车运行监控装置发送调车运行指令以控制列车安全调车。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述RBC主机单元包括多套RBC主机模块。
各套RBC主机模块均包括：
第一电源插件，用于接入交流电源转换直流供其余插件使用；
安全网通信插件，用于接入信号安全数据网，从而与所有的计算机联锁和相邻无线闭塞中心设备相连接；
调度网通信插件，用于接入调度网，与调度集中双向连接；
无线网通信插件，用于接入LTE/LTE-R无线网络，与列车运行监控装置相连接；
RMU通信插件，与RBC维护单元相连接，用于发送维护信息；
KMC通信插件，与密钥管理中心连接，以支持安全通信的密钥管理；
第一主机插件，自身具有2取2的结构，达到SIL4级安全完整度，经由各通信插件与外接设备交互，同时还与另一系的第一主机插件相互通信实现双系间交互。
所述安全网通信插件、调度网通信插件、无线网通信插件、RMU通信插件、KMC通信插件和第一主机插件均连接到内部交换机上，以实现各插件之间的相互通信；且各套RBC主机模块对应的内部交换机相互联通，实现各系间通信。
所述安全网通信插件、调度网通信插件、无线网通信插件、KMC通信插件和第一主机插件均连接到外部交换机上，以实现与外接设备的通信。
所述RBC维护单元包括多套相互冗余的RBC维护模块，各RBC维护模块通过RMU通信插件与第一主机插件相连接，以接收来自第一主机插件的信息以记录保存日志。
各所述RBC维护模块均包括：
第二电源插件，用于将交流电转换为直流供其余插件使用；
第二主机插件，带有CPU、硬盘、内存以及对外接口；
网络扩展插件，用于增加以太网网络接口。
所述RBC维护单元通过连接KVM及液晶套件，以提供键盘输入和图形界面给维护人员进行设备维护、日志查询操作。
所述RBC主机单元和RBC维护单元均安装于同一机柜中。
所述RBC主机单元的闭塞制式根据线路要求线下配置得到。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的适用于重载铁路的RBC设备，直接与LKJ的升级型号LKJ-15进行通信，无需增加额外的车载ATP设备，降低了设备成本，也减轻了司机的学习成本；闭塞制式可以通过线下配置进行选择，当其它轨旁设备尚未改造完成时，可以继续使用固定闭塞，不影响正常运营；当全部设备都按照移动闭塞要求进行升级后，可以切换为移动闭塞制式，以提高咽喉区的发车效率，降低追踪间隔；通过发送调车防护信息，增加了调车的安全防护功能。
本发明的RBC设备通过LTE/LTE-R无线网络与LKJ-15设备直接进行双向无线通信，带宽更高，从而能够交互更多的信息以适应移动闭塞的需求；RBC设备通过结合CBI、NRBC、CTC等发送的地面状态，并结合LKJ发送的列车状态，经过逻辑计算并向LKJ发送行车许可、紧急消息、临时限速、调车防护命令等信息，控制列车安全运行，可以较低的成本实现列车、调车的安全防护，并提高运营效率。其中，所发送的行车许可（MA）可根据线路的运营要求进行配置，以选择MA计算是基于固定闭塞还是移动闭塞；当列车转入调车模式后，RBC设备继续保持与LKJ-15的通信，通过向LKJ-15发送调车防护命令，继续进行列车安全防护。
附图说明
图1为本发明的RBC设备在实施例的方框结构图。
图2为本发明的RBC主机单元在实施例的方框结构图。
图3为本发明的RBC维护单元在实施例的方框结构图。
图例说明：1、RBC主机单元；101、第一电源插件；102、第一主机插件；103、安全网通信插件；104、调度网通信插件；105、无线网通信插件；106、RMU通信插件；107、KMC通信插件；2、RBC维护单元；201、第二电源插件；202、第二主机插件；203、网络扩展插件；3、内部交换机；4、外部交换机。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的无线闭塞中心设备，适用于重载铁路，具体包括可配置闭塞制式的RBC主机单元1和RBC维护单元2，其中闭塞制式包括固定闭塞制式和移动闭塞制式，RBC主机单元1可以根据重载铁路的特点来选择具体闭塞制式；RBC维护单元2与RBC主机单元1相连，用于提供人机操作接口（如图形操作界面）供维护人员进行操作；其中RBC主机单元1具有SIL4级安全完整度，通过以太网直接与计算机联锁系统（CBI）、调度集中系统（CTC）、相邻无线闭塞中心设备（NRBC）以及密钥管理中心（KMC）相连接，并通过以太网接入LTE/LTE-R无线网络与列车运行监控装置（车载LKJ）进行无线通信，RBC主机单元根据计算机联锁系统、调度集中系统和相邻无线闭塞中心设备的运行状态信息，并结合列车运行监控装置发送的列车状态，向列车运行监控装置发送调车运行指令以控制列车安全调车。
本发明的适用于重载铁路的RBC设备具有以下技术效果：第一，RBC设备直接与LKJ的升级型号LKJ-15进行通信，无需增加额外的车载ATP设备，降低了设备成本，也减轻了司机的学习成本；第二，闭塞制式可以通过线下配置进行选择，当其它轨旁设备尚未改造完成时，可以继续使用固定闭塞，不影响正常运营；当全部设备都按照移动闭塞要求进行升级后，可以切换为移动闭塞制式，以提高咽喉区的发车效率，降低追踪间隔；第三，通过发送调车防护信息，增加了调车的安全防护功能。
本发明的RBC设备通过LTE/LTE-R无线网络与LKJ-15设备直接进行双向无线通信，带宽更高，从而能够交互更多的信息以适应移动闭塞的需求；RBC设备通过结合CBI、NRBC、CTC等发送的地面状态，并结合LKJ发送的列车状态，经过逻辑计算并向LKJ发送行车许可、紧急消息、临时限速、调车防护命令等信息，控制列车安全运行，可以较低的成本实现列车、调车的安全防护，并提高运营效率。其中，所发送的行车许可（MA）可根据线路的运营要求进行配置，以选择MA计算是基于固定闭塞还是移动闭塞；当列车转入调车模式后，RBC设备继续保持与LKJ-15的通信，通过向LKJ-15发送调车防护命令，继续进行列车安全防护。
在一具体实施例中，RBC主机单元1采用了2乘2取2结构的SIL4级安全计算机平台实现，结构如图2所示。RBC应用软件运行在RBC主机单元1的硬件上，实现所有的控制处理逻辑与计算。具体地，一个RBC主机单元1由两套相同的模块组成，以实现2乘2的结构，每套模块包括七块插件，具体为：
第一电源插件101，用于接入交流电源转换直流供其余插件使用；
第一主机插件102，自身具有2取2的结构，达到SIL4级安全完整度，全部安全功能运行于其上，并经由各通信插件与外接设备交互，同时还与另一套模块的第一主机插件102相互通信实现相互交互；
安全网通信插件103，用于接入信号安全数据网，从而与所有的CBI和NRBC相连接，能根据CBI发送的站场信息，向LKJ发送调车防护信息，实现调车安全防护；
调度网通信插件104，用于接入调度网，与CTC双向连接，能够与CTC进行时钟同步，获取日历时钟，以及能根据CTC发送的临时限速命令，向相关列车的LKJ发送临时限速信息；
无线网通信插件105，用于接入LTE/LTE-R无线网络，与LKJ相连接，从而实现RBC设备与车载LKJ之间的双向连续式通信；能接受LKJ的注册与注销，并接受来自LKJ的列车位置报告和列车数据；
RMU通信插件106，与RBC维护单元2相连接，用于发送维护信息；
KMC通信插件107，与密钥管理中心连接，以支持安全通信的密钥管理（若实际工程中，没有配置KMC，则可以不接，而通过制定密钥管理规则进行人工管理）。
其中RBC主机单元1中除第一电源插件101外，其余各插件均连接到内部交换机3（以太网交换机）上，从而实现各插件之间的相互通信（通过以太网），并将两个内部交换机3相互联通，实现相互通信。除RMU通信插件106外，其余各通信插件同时还连接到外部交换机4上，从而实现与CBI、NRBC、CTC、KMC等地面外接设备的通信。当然，在其它实施例中，也可以采用三套、四套或更多套的模块。
本发明的重载RBC设备能保证通过RBC-RBC边界的列车获得MA的一致性，让列车不减速通过两个相邻RBC的边界；能根据从CBI获得的进路/道岔/信号机/轨道占用/闭塞分区转台等站场/线路信息，以及从LKJ获得的列车状态信息，计算并发送MA（MovementAuthority行车许可）给LKJ。根据事先的配置，可以发送固定闭塞制式的MA（当配置为固定闭塞时），也可以发送移动闭塞制式的MA（当配置为移动闭塞时）；能根据线路的实时情况和列车状态，在必要时向LKJ发送紧急停车消息。
在一具体实施例中，RBC维护单元2配备两套相互独立的RBC维护模块（用于冗余），均连接到RBC主机单元1所连接的的内部交换机3上，通过RMU通信插件106与RBC主机单元1（即第一主机插件102）相连接，接收来自第一主机插件102的信息以记录保存日志，同时通过连接KVM及液晶套件提供键盘输入和图形界面给维护人员进行设备维护、日志查询等操作。具体地，RBC维护单元2结构如图3所示，采用嵌入式计算机插件实现，RBC维护单元2由两套相同的RBC维护模块组成，每套RBC维护模块包含三块插件，分别为：
第二电源插件201，用于将交流电转换为直流供其余插件使用；
第二主机插件202，带有CPU、硬盘、内存以及部分对外接口等，相当于一台独立的计算机，RMU软件运行于其上；
网络扩展插件203，用于增加以太网网络接口。当第二主机插件202上的以太网接口不够使用时，可接入此插件。例如可通过此插件接入信号设备综合运行维护系统。
在一具体实施例中，RBC主机单元1、RBC维护单元2、内部交换机3、外部交换机4、KMC及液晶套件等部件配置于同一个机柜中，通过以太网（经由外部交换机4）接入外界通信网络，实现信息交互。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，其特征在于，包括可配置闭塞制式的RBC主机单元（1）和RBC维护单元（2），所述闭塞制式包括固定闭塞制式和移动闭塞制式；所述RBC维护单元（2）与所述RBC主机单元（1）相连，用于提供人机操作接口；所述RBC主机单元（1）通过以太网直接与计算机联锁系统、调度集中系统、相邻无线闭塞中心设备以及列车运行监控装置相连接，用于根据计算机联锁系统、调度集中系统和相邻无线闭塞中心设备的运行状态信息，并结合列车运行监控装置发送的列车状态，向列车运行监控装置发送调车运行指令以控制列车安全调车；
所述RBC主机单元（1）的闭塞制式根据线路要求线下配置得到；
当其它轨旁设备尚未改造完成时，继续使用固定闭塞，不影响正常运营；当全部设备都按照移动闭塞要求进行升级后，切换为移动闭塞制式，以提高咽喉区的发车效率，降低追踪间隔；其中所发送的行车许可MA根据线路的运营要求进行配置，当配置为固定闭塞时，发送固定闭塞制式的MA；当配置为移动闭塞时，发送移动闭塞制式的MA；
所述RBC主机单元（1）包括多套RBC主机模块；
各套RBC主机模块均包括：
第一电源插件（101），用于接入交流电源转换直流供其余插件使用；
安全网通信插件（103），用于接入信号安全数据网，从而与所有的计算机联锁和相邻无线闭塞中心设备相连接；
调度网通信插件（104），用于接入调度网，与调度集中双向连接；
无线网通信插件（105），用于接入LTE/LTE-R无线网络，与列车运行监控装置相连接；
RMU通信插件（106），与RBC维护单元（2）相连接，用于发送维护信息；
KMC通信插件（107），与密钥管理中心连接，以支持安全通信的密钥管理；
第一主机插件（102），自身具有2取2的结构，达到SIL4级安全完整度，经由各通信插件与外接设备交互，同时还与另一系的第一主机插件（102）相互通信实现双系间交互；
所述RBC维护单元（2）包括多套相互冗余的RBC维护模块，各RBC维护模块通过RMU通信插件（106）与第一主机插件（102）相连接，以接收来自第一主机插件（102）的信息以记录保存日志；
各所述RBC维护模块均包括：
第二电源插件（201），用于将交流电转换为直流供其余插件使用；
第二主机插件（202），带有CPU、硬盘、内存以及对外接口；
网络扩展插件（203），用于增加以太网网络接口。
2.根据权利要求1所述的适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，其特征在于，所述安全网通信插件（103）、调度网通信插件（104）、无线网通信插件（105）、RMU通信插件（106）、KMC通信插件（107）和第一主机插件（102）均连接到内部交换机（3）上，以实现各插件之间的相互通信；且各套RBC主机模块对应的内部交换机（3）相互联通，实现各系间通信。
3.根据权利要求1所述的适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，其特征在于，所述安全网通信插件（103）、调度网通信插件（104）、无线网通信插件（105）、KMC通信插件（107）和第一主机插件（102）均连接到外部交换机（4）上，以实现与外接设备的通信。
4.根据权利要求1所述的适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，其特征在于，所述RBC维护单元（2）通过连接KVM及液晶套件，以提供键盘输入和图形界面给维护人员进行设备维护、日志查询操作。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的适用于重载铁路的无线闭塞中心设备，其特征在于，所述RBC主机单元（1）和RBC维护单元（2）均安装于同一机柜中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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