关于列控中心不同步原因及解决方案

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关于列控中心不同步原因及解决方案

赵玉文1，2

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；

2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070）

摘要：在列控中心的现场实际应用中，分析列控中心与联锁间数据在安全数据网中因数据的传输路径存在不确定性，导致列控中心双系同一周期收到数据不一致的问题。并结合列控中心的系统结构，给出解决方案。

关键词：列控中心；不同步；码序

Abstract:In the field application of Train Control Center (TCC), the data between the TCC and the interlocking system is transmitted in the safety data network. Due to the uncertainty of the data transmission path, the data received by TCC dual systems in the same cycle will be inconsistent, so the results are different based on the same logical operation under different inputs. Thus TCC will outputs commands only from main system with an alarm from the standby system, and the switching between dual systems will be affected accordingly.

Keywords: Train Control Center; asynchrony; code sequence

DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2017.06.005

1 列控中心系统

列控中心适用于客运专线上的联锁车站、中继站或无岔站，亦可使用在与CTCS-2或CTCS-3级客运专线相衔接的CTCS-0级车站。根据车站类型，列控中心分为车站列控中心、中继站列控中心和无岔站列控中心。列控中心与ZPW-2000系列轨道电路、车站联锁、临时限速服务器、相邻列控中心、地面电子单元、集中监测和CTC通信配置接口。

1.1 系统组成

列控中心设备采用冗余设计，且符合故障-安全原则。列控中心由以下主要单元构成：1）安全主机单元；2）通信接口单元；3）输入输出接口单元；4）监测维护单元；5）信号安全数据网接口单元；6）冗余电源单元 。列控中心系统结构原理如图1所示。

1.2 信号系统安全数据网功能及结构

客专信号系统安全数据网用以太网的形式实现无线闭塞中心（RBC）与车站联锁设备（CBI）、临时限速服务器(TSRS)与无线闭塞中心（RBC）、临时限速服务器(TSRS)与车站列控中心（TCC）、车站联锁设备（CBI）和TCC以及车站联锁设备之间的信息交换。信号系统安全数据网结构如图2所示。

2 双系不同步问题

列控中心在实际应用中，因为外部接口较多且长期运行，在外部通信异常情况下会出现一些故障现象，如列控中心双系不同步时禁止双系切换，是系统可用性的降低。

列控中心与联锁之间通信是利用安全数据网交换机进行信息传输。安全数据网设置为环网结构，列控中心与联锁间虽然属于同一车站，且信息为点对点传输，但由于环网网络数据信息流没有固定路径，所以存在信息传输时的路径随机性。虽然数据网信息传输是以ms记时的，但是还会出现列控中心双系收到联锁信息时，因微小的时间差异导致列控中心备系与主系信息不一致情况。

当发生列控中心不同步情况时，列控中心以主系信息为准，直至备系运行状态与主系一致时，列控中心恢复双系同步状态。引起双系不同步的主要原因如下。

1）进路信息输入不一致

由于列控中心接收联锁进路信息的先后时间顺序不同或接收的信息内容不同，导致列控中心双系的进路处理逻辑不一致。因列控中心双系实时逐字节比较双系比较区信息，进路信息存储顺序不一致或进路信息个数不一致，备系均会报双系不同步。

2）码序保持条件输入不一致

列控中心处理站内轨道电路编码，为解决列车在过短的岔区存在无法解码的问题；在始端信号正常关闭后，若进路编码条件变为升序码序时，进路经过的岔区区段编码需要保持在信号关闭时刻的状态；若进路编码条件为降序码序时，进路经过的岔区区段编码立即更新。

码序保持是在进路始端信号关闭的时刻确定咽喉区要保持的低频码序，若双系接收进路始端信号的先后时间不一致，可能引起双系保持在不同的低频码序状态，直至进路解锁码序保持结束后，才可自动恢复。

3 双系不同步问题解决方案

1）列控中心不同步原因深入分析

列控中心双系根据外部输入进行独立的逻辑运算，并实时比较双系逻辑状态的一致性。双系逻辑状态一致时，视为双系同步，允许进行双系的平稳切换；双系逻辑状态不一致时，视为双系不同步，不允许双系切换。

列控中心为固定周期运行，以上机制要求双系任何一个周期内的外部输入条件要保证严格的一致，包括输入信息内容的一致和输入信息时间的一致。从以上机制出发，确定要确保双系实时同步，应从外部输入条件入手，实时保障双系输入的一致性，进而达到双系同步的运行状态。

双系独立运行方案下，以太网输入信息的处理原理如图3所示。

以图3为例，列控中心双系分别接收通道0和1（安全数据网的左右网）的输入数据，由于双系为进行以太网输入数据的共享，在网络延迟等客观情况下，存在1系使用的数据与2系使用的数据不同，双系输入不同导致运算结果不一致。

由于列控中心由主系控制输出，在此种情况下仅备系会报与主系不同步的报警，并不影响主系的控制输出。当双系收到数据一致后，会自动恢复同步运行，一般可自行恢复同步状态，不需要人工恢复。当出现长时间不能同步时，可手动对备系设备进行重启，即可恢复与主系同步。

2）改进措施

每一系将从两个通道接收到的冗余数据进行取舍，将取舍后的一份输入数据，同时利用双系间的交互通道，实现以太网输入信息的“共享”。即双系分别将各自接收的外部输入数据通过系间交互通道发送给对方，使每一系都具备实时获取双系所有外部输入的条件。在保障双系外部输入相同的前提下，采取相同的冗余取舍算法，最终取舍出一致的外部输入数据，供列控中心进行逻辑运算使用，如图4所示。

4 结束语  

列控中心作为CTCS系统中地面的核心设备，承担着向列车实时提供移动授权的重要使命，无论是安全性还是可靠性都承担着巨大的压力。从系统的可用性角度出发，在不降低系统安全性的前提下，提出了双系不同步的可用性问题的解决方案。能最大程度上保障双系的可靠切换，提高系统的可用性。

参考文献

[1]中国铁路总公司.TB/T3439-2016列控中心技术条件[S].北京：中国铁路出版社，2016.

[2]中国铁路总公司.铁总运[2014] 353号 高速铁路信号系统安全数据网技术规范（V3.0）[S].北京：中国铁路总公司，2014.

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[7]杨韬，列控系统数据校核技术研究[J].铁路通信信号工程技术，2013，10（S1）：55-57.

[8]闫友为，李达明.客运专线信号安全数据网的通信协议故障诊断系统[J].铁路通信信号工程技术，2013，10（S1）：111-114.

（收稿日期：2017-06-28）

来源：铁路通信信号工程技术