关于全电子联锁系统和计轴系统基于RSSP-I协议实现网络接口的探讨

卢平 王瑞云

摘要：本文通过阐述联锁系统的发展历史，引入全电子计算机联锁和计轴系统的网络接口，并对计轴系统的网络接口功能实现架构和可能存在问题进行了罗列，在最后以一个问题为例进行了详细说明和提出改进建议。

关键词：全电子计算机联锁;铁路信号安全协议;RSSP-I;计轴

目前国内使用较多的计算机联锁系统都是从继电器集中过渡发展起来的，还都不是以计算机技术为核心的全电子化联锁系统，由于当时电子技术的限制，计算机联锁与道岔、信号机、轨道电路等轨旁设备的接口电路仍为继电方式，虽然不同制式的计算机联锁系统所保留的继电器数目都较少，还是存在一些弊端，如继电器体积大、配线多，现场施工质量直接影响计算机联锁的稳定性，因此继电器执行电路的升级换代为全电子计算机联锁是必然的趋势。全电子计算机联锁和计轴系统的网络接口也是成为一种趋势。

一、和计轴系统的通信接口

全电子计算机联锁通过基于RSSP-I铁路信号安全协议进行通信，接口采用冗余通道确保信息传输的可靠性与安全性。全电子计算机联锁与计轴系统接口如下图所示。

CBI每系每个端口与计轴设备系统间的对应端口（本系A口与对方两系的A口，本系B口与对方两系的B口）均建立安全通信链接。CBI与计轴设备间按固定周期（取决于接口要求）交互数据。计轴系统由A、B两系构成，计轴系统的A，B两系可以互为主备，也可以不区分主备。

每套计轴设备系统最多可以连接2个CBI，每个CBI可以支持连接多套计轴设备，计轴系统需根据联锁区域传输相关管界内的区段数据。

二、存在的问题

（1）由于目前各家计轴系统每一套计轴系统的冗余设计也不尽相同，那么对于联锁软件的处理也会有所区别。

（2）虽然大家都基于RSSP-I铁路信号安全协议，但是在应用协议层还是存在各自的差异。

（3）各家计轴系统的软硬件性能限制，每一套计轴系统最大支持区段个数也不相同。导致联锁软件对此部分要额外处理;

（4）由于从继电电路转为网络接口，那么2个系统之间的网络宽恕延时各家也是不同，此部分需要在信号系统相关时间参数计算里考虑进去。

（5）由于RSSP-I安全协议没有类似RSSP-II型安全协议中的时间戳的时效性防护机制，有可能导致来自计轴系统的安全相关数据在传输路上已经是超时数据。

（6）计轴系统与联锁系統之间的对应区段码位表根据根据实际项目提供。

三、问题探讨

本文针对上述存在的问题（5）进行展开讨论。

通过分析当前与计轴设备的通信，我们可以发现在应用RSSP-I协议时，对于数据在网络中的延迟防护是不够的。如下图：

（1）假设CBI侧周期序列号Tn的报文发出来后，对方计轴在时间tn收到;

（2）由于网络延迟的存在，本地周期序列号Tn+1的报文发出来后，计轴侧在tn+1时间才收到，但此时tn+1–tn 还满足配置的报文生命周期阈值;

（3）接着CBI侧周期序列号Tn+2的报文发出来后，对方在tn+2时间才收到，此时tn+2 –tn+1依旧满足配置的报文生命周期阈值，但实际上，周期序列号Tn+2的报文的生命周期是tn+2 –t ，可能已经大于配置的报文生命周期。

因此除了遵循RSSP-I协议本身之外，还需要再应用层协议增加相应协议字段（SN_TX、T_COMM、SN_Rx、SN_RxTx）以保证软件有足够的条件判断报文时效性。那么有了这些信息之后，当联锁系统拿到相应的报文信息后就可以实时的根据公式进行报文时效性判断：安全延迟 = （当前周期的通信序号- SN_Rx）*报文周期 –（SN_Tx-SN_RxTx）* T_Comm。

四、总结与展望

以往计算机联锁，继电联锁都是通过继电接口实现和计轴系统的接口。那么全电子计算机联锁通过RSSP-I型协议实现和计轴系统的网络接口，在技术上往前进了一步。但是对于计轴系统、联锁软件以及整个CBTC系统的功能设计会存在和以往项目的一些差异。这个需要我们进行深入的分析研究，根据各自系统的设计特点进行针对性的适配。

参考文献

[1] RSSP-I铁路信号安全通信协议（V1.0）

[2] Ⅰ型铁路信号安全协议的消息时效性防护机制，中国铁道科学2015年3月，第36卷第2期