專利名稱：一種ctcs-3列車控制系統(tǒng)中的rbc軟切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于列車控制系統(tǒng)中列車通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種CTCS-3列車控制系統(tǒng) 中的RBC軟切換方法。
背景技術(shù)：
為了滿足列車提速和安全運(yùn)行的需要，同時(shí)為了滿足不同線路分級(jí)運(yùn)輸?shù)男枰?我國(guó)制定了 “中國(guó)列車控制系統(tǒng)CTCS(Chinese Train Control System)發(fā)展規(guī)劃”。該發(fā) 展規(guī)劃參照歐洲列車控制系統(tǒng)ETCS(Europen Train ControlSystem)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合中國(guó)列車 控制現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展需要，將中國(guó)列車控制系統(tǒng)分為CTCS-O至CTCS-4五級(jí)。其中CTCS-3 適用于時(shí)速300 350公里的列車。CTCS-3是一種基于GSM-R傳輸信息的集中式列車控制 系統(tǒng)。CTCS-3列車控制系統(tǒng)包括地面設(shè)備RBC、車載ATP、車地通信承載網(wǎng)絡(luò)GSM-R。車 載ATP上包含兩套GSM-R通信模塊，地面設(shè)備RBC通過(guò)GSM-R接口單元，具備GSM-R網(wǎng)絡(luò)接 入功能，與GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過(guò)PRI接口進(jìn)行連接。
地面設(shè)備RBC的數(shù)量根據(jù)鐵路線的長(zhǎng)度和管轄范圍設(shè)定，每個(gè)RBC管轄一定區(qū)段 內(nèi)的列車，列車在當(dāng)前RBC管轄范圍內(nèi)行駛時(shí)，其車載ATP通過(guò)一套GSM-R通信模塊與當(dāng)前 RBC建立通信連接，當(dāng)列車駛出當(dāng)前RBC管轄范圍前，其車載ATP需要通過(guò)另一套GSM-R通 信模塊與下一管段的RBC建立通信連接，通信連接建立成功并且駛出前一管段RBC管轄范 圍后，需要關(guān)閉與前一管段RBC的通信連接，在整個(gè)行車過(guò)程中此過(guò)程交替進(jìn)行，這個(gè)過(guò)程 稱為RBC切換。傳統(tǒng)的CTCS3列控系統(tǒng)RBC切換時(shí)，車載ATP的兩套GSM-R通信模塊必須同時(shí)可 用，并且需要在兩個(gè)RBC交界處，車載ATP同時(shí)通過(guò)GSM-R網(wǎng)絡(luò)建立與前一管段RBC及下一 管段RBC的安全通信連接。不僅大量占用了 GSM-R網(wǎng)絡(luò)頻率資源，也降低了車載ATP的通 信可靠性和可用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)缺陷，將現(xiàn)有技術(shù)中RBC中的GSM-R接入功能分離出來(lái)， 集中到一臺(tái)稱為RBC通信網(wǎng)關(guān)的設(shè)備上，進(jìn)而提出了一種新的RBC軟切換方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種CTCS-3列車控制系統(tǒng)中的RBC軟切換方法，包 括步驟1，在每條鐵路線或一個(gè)控制中心設(shè)置一套R(shí)BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，車載ATP通過(guò)一個(gè) GSM-R通信模塊與RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備建立一個(gè)安全鏈接，車載ATP的另一個(gè)GSM-R通信模塊 一直處于備用狀態(tài)；RBC通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)PRI接口與GSM-R網(wǎng)絡(luò)連接，車載ATP與GSM-R網(wǎng)絡(luò) 通過(guò)Um接口連接，現(xiàn)有的RBC通過(guò)TCP/IP的方式與RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信；步驟2， 現(xiàn)有的RBC各自編號(hào)擁有自己獨(dú)立的IP地址；步驟3，車載ATP與RBC進(jìn)行車地信息傳輸， 信息首先傳輸?shù)絉BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息包中的RBC ID進(jìn)行 判別，將信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)的目的RBC，由此車載ATP僅通過(guò)一條鏈接即與多個(gè)RBC進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)RBC的軟切換。本發(fā)明的有益效果是該方法減少了在RBC切換區(qū)域的頻繁呼叫與掛斷，節(jié)約了 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源，并且在車載ATP只有一個(gè)通信電臺(tái)的情況下也同樣有效，提高了切換的有 效性和RBC切換的可靠性。本發(fā)明對(duì)RBC的軟切換過(guò)程做出了具體的流程設(shè)計(jì)和規(guī)范，為 提高鐵路CTCS-3系統(tǒng)中RBC切換的可靠性提出了新的方法和思路。


圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所提出方法的列車控制系統(tǒng)示意圖，圖2是車載ATP與RBC之間的通信分層協(xié)議結(jié)構(gòu)；圖3是車載ATP發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程示意圖；
圖4是列車到達(dá)RBC切換預(yù)告點(diǎn)前車載ATP的通信示意圖；圖5是列車到達(dá)RBC切換執(zhí)行點(diǎn)之前，車載ATP通信示意圖；圖6是列車到達(dá)RBC切換執(zhí)行點(diǎn)后，車載ATP通信示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的一種CTCS-3列車控制系統(tǒng)中的RBC軟切換方法是通過(guò)如下步驟實(shí) 現(xiàn)的首先，在每條鐵路線或一個(gè)控制中心設(shè)置一套R(shí)BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，車載ATP通過(guò)一個(gè) GSM-R通信模塊與RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備建立一個(gè)安全鏈接，車載ATP的另一個(gè)GSM-R通信模塊 一直處于備用狀態(tài)；其次是將現(xiàn)有的RBC各自編號(hào)使其擁有自己獨(dú)立的IP地址；最后，車 載ATP與RBC進(jìn)行車地信息傳輸，信息首先傳輸?shù)絉BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備通 過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息包中的RBC_ID進(jìn)行判別，將信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)的目的RBC，由此車載ATP僅通過(guò) 一條鏈接即與多個(gè)RBC進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)RBC的軟切換。在進(jìn)行上述RBC軟切換過(guò)程中，RBC通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)PRI接口與GSM-R網(wǎng)絡(luò)連接，車 載ATP與GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Um接口連接，現(xiàn)有的RBC通過(guò)TCP/IP的方式與RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè) 備進(jìn)行通信。下面結(jié)合附圖針對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述；現(xiàn)有的每套R(shí)BC均通過(guò)一個(gè)GSM-R接入單元與GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過(guò)PRI接口連接。本 發(fā)明提出一種RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，每條鐵路線或一個(gè)控制中心設(shè)置一套R(shí)BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備， 如圖1所示，車載ATP通過(guò)Um接口與GSM-R網(wǎng)絡(luò)連接，RBC通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)PRI接口與GSM-R
網(wǎng)絡(luò)連接，現(xiàn)有的RBC如圖中所示RBC1、RBC2、RBC3、......RBCn，通過(guò)TCP/IP的方式與RBC
通信網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。在整個(gè)切換過(guò)程中，車載ATP通過(guò)一個(gè)GSM-R通信模塊與RBC通信網(wǎng)關(guān)只建立一 個(gè)安全鏈接，車載ATP在該安全鏈接上可以同時(shí)與RBCl和RBC2進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在整個(gè)運(yùn)行 過(guò)程中，車載ATP始終只占用一個(gè)GSM-R無(wú)線信道。同時(shí)，該方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是車載ATP 的另一個(gè)GSM-R通信模塊可以一直處于備用狀態(tài)，提高了通信子系統(tǒng)的可靠性和可用性。如圖2所示，車載ATP與RBC之間通過(guò)RBC通信網(wǎng)關(guān)的通信分層協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行通 信。RBC通信網(wǎng)關(guān)完成車載ATP與RBC之間數(shù)據(jù)應(yīng)用層以下包括復(fù)用層、安全層、傳輸層、網(wǎng) 絡(luò)層、鏈路層的協(xié)議分層轉(zhuǎn)換，并根據(jù)RBC ID完成車載ATP與RBC之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。車載ATP發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程如圖3所示，RBC通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)對(duì)車載ATP與RBC之間的數(shù)據(jù)應(yīng)用層進(jìn)行分析，查詢應(yīng)用層數(shù)據(jù)中RBC_ID與RBC的IP地址和TCP鏈接的對(duì)應(yīng)表， 在完成復(fù)用層、安全層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層的協(xié)議分層轉(zhuǎn)換后，將該應(yīng)用層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至 相應(yīng)的RBC的IP地址。同理，RBC發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程也是一樣的。圖4-圖6是RBC切換過(guò)程，以列車從RBCl管轄區(qū)段向RBC2管轄區(qū)段運(yùn)行為例， 用圖示的方式描述了車載ATP從RBCl軟切換至RBC2的過(guò)程。如圖4所示，在列車到達(dá)RBC切換預(yù)告點(diǎn)前，車載ATP 只與RBCl進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，如 圖5所示，在列車到達(dá)RBC切換預(yù)告點(diǎn)后，到達(dá)RBC切換執(zhí)行點(diǎn)之前，車載ATP需要同時(shí)與 RBC1、RBC2進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，RBC通信網(wǎng)關(guān)此時(shí)將車載ATP發(fā)送的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至RBC1、RBC2， 同時(shí)將RBC1、RBC2向車載ATP發(fā)送的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至車載ATP。如圖6所示，當(dāng)列車到達(dá) RBC切換執(zhí)行點(diǎn)后，車載ATP只與RBC2進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，此時(shí)，RBC通信網(wǎng)關(guān)只將車載ATP發(fā) 送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至RBC2。至此，車載ATP完成一個(gè)從RBCl至RBC2的軟切換過(guò)程。
權(quán)利要求
一種CTCS-3列車控制系統(tǒng)中的RBC軟切換方法，其特征是步驟1，在每條鐵路線或一個(gè)控制中心設(shè)置一套R(shí)BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，車載ATP通過(guò)一個(gè)GSM-R通信模塊與RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備建立一個(gè)安全鏈接，車載ATP的另一個(gè)GSM-R通信模塊一直處于備用狀態(tài)，RBC通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)PRI接口與GSM-R網(wǎng)絡(luò)連接，車載ATP與GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Um接口連接，現(xiàn)有的RBC通過(guò)TCP/IP的方式與RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信；步驟2，現(xiàn)有的RBC各自編號(hào)擁有自己獨(dú)立的IP地址；步驟3，車載ATP與RBC進(jìn)行車地信息傳輸，信息首先傳輸?shù)絉BC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，RBC通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息包中的RBC_ID進(jìn)行判別，將信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)的目的RBC，由此車載ATP僅通過(guò)一條鏈接即與多個(gè)RBC進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)RBC的軟切換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種列車控制技術(shù)領(lǐng)域的CTCS-3系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)RBC軟切換的方法。本發(fā)明將現(xiàn)有RBC中的GSM-R接入功能分離出來(lái)，集中到一臺(tái)稱為RBC通信網(wǎng)關(guān)的設(shè)備上，車載ATP與RBC通信網(wǎng)關(guān)保持永遠(yuǎn)在線的電路鏈接，RBC通信網(wǎng)關(guān)與相關(guān)的RBC采用以太網(wǎng)+TCP/IP的方式鏈接。RBC通信網(wǎng)關(guān)在收到車載ATP的數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)包頭包含的RBC_ID來(lái)進(jìn)行RBC決定將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)RBC。由于地面的鏈接是基于TCP的虛鏈接，因此車載ATP僅通過(guò)一條鏈接即可與多個(gè)RBC進(jìn)行通信，完成RBC切換。該方法減少了在RBC切換區(qū)域的頻繁呼叫與掛斷，節(jié)約了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源，提高了切換的有效性和RBC切換的可靠性。
文檔編號(hào)H04W36/18GK101820655SQ20101003363
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者丁建文, 朱剛, 武貴君, 蔣文怡, 鐘章隊(duì) 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)