第三节 列车运行控制系统对通信的要求
列车运行控制系统的设备分布在调度控制中心、车站、轨旁和列车上,是一个分布式、人工控制和自动控制相结合的、复杂的远程控制系统。列车运行控制系统中单一设备内部的模块之间,以及各个设备之间需要通过相互传递信息(包括控制信息和状态信息)来协同工作。因此,通信技术在单个设备和系统中发挥了重要的作用。列车运行控制系统不仅是为了改善劳动强度、提高运输效率,更重要的是保证铁路运输的安全,列车运行控制系统对通信的实时性、可靠性、安全性、抗干扰能力、容错性、优先级等方面有更高的要求。
(1)实时性要求。列车运行控制系统各设备之间(包括车地之间)所传输的控制信息和状态信息都有严格的时效性,过时的信息不但毫无作用,甚至会威胁到行车安全。
(2)可靠性要求。列车运行控制系统一年365天、一天24小时都在工作,系统的可靠性要求非常高。通信作为列车运行控制系统各子系统之间的传输通道,必须满足高可靠性要求,以保证列车运行控制系统不间断工作。
(3)安全性要求。列车运行控制系统中的设备除了CTC设备外,其他设备都要求达到SIL(Safety Integrity Level,安全完整性等级)4的安全等级。列车运行控制系统中传递的控制信息和状态信息关系到列车运行的安全,网络通信子系统采用的通信技术必须能保证信息数量的一致、内容的正确和信息包的顺序,并抵御外部设备的恶意攻击。信息传输造成的任何差错都不能产生危及行车安全的信息。按照列车运行控制系统安全需求提出的要求,传输系统也需达到SIL4的安全等级。
(4)抗干扰性要求。地面运行控制子系统的设备沿铁路线路分布,车载运行控制子系统安装在机车上(或者动车组上),列车运行控制系统的工作环境比一般的工业控制设备的工作环境恶劣,其中影响最大的是电磁干扰和雷电干扰。因此传输系统要求具有很高的抗电磁干扰和雷电干扰的能力,以保证数据传输的可靠性。
(5)容错性要求。列车运行控制系统是典型的安全控制系统,不但要求其系统功能能够满足故障—安全特性,还需要满足容错特性,因此承载系统功能的数据总线也必须满足容错性能要求。一般要求数据总线为冗余配置,对于每一条数据总线,要求任一通信节点出现故障,不至于导致数据总线瘫痪。此外,要求传输数据时能够满足一定的错误检测和错误恢复等要求对于瞬间干扰,能够通过检错和重发等机制抵抗。
(6)优先级要求。列车运行控制系统中的控制信息有不同的优先级,紧急命令具有最高优先级,应优先发送。列车运行控制系统采用的通信技术应能优先发送高优先级信息。