FZy-CTC與信號集中監(jiān)測的接口協(xié)議設(shè)計和軟件功能實現(xiàn)

劉子源 李錚 宋欣 苗長俊

FZy-CTC與信號集中監(jiān)測的接口協(xié)議設(shè)計和軟件功能實現(xiàn)

劉子源 李錚 宋欣 苗長俊

為實現(xiàn)信號集中監(jiān)測系統(tǒng)對CTC系統(tǒng)的監(jiān)測，根據(jù)部標和成都局成灌客專和既有達成線的需求，提出并詳細介紹了FZy-CTC與信號集中監(jiān)測之間的接口信息通信協(xié)議，并詳細介紹了根據(jù)此協(xié)議接口軟件功能實現(xiàn)的具體流程。

FZy-CTC系統(tǒng);信號集中監(jiān)測系統(tǒng);協(xié)議設(shè)計;軟件功能實現(xiàn);

1 CTC信號集中監(jiān)測系統(tǒng)接口總體要求

信號集中監(jiān)測系統(tǒng)和CTC系統(tǒng)的接口，依據(jù)鐵道部下發(fā)的REQ_217_運基信號【2010】709號《鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》實施。本項目實際應(yīng)用于成都鐵路局城際動車客運專線成灌線和升級改造的既有線動車客車線達成線。以技術(shù)條件要求為基礎(chǔ)，并根據(jù)成都電務(wù)部門的建議與要求，提出了《成都局CTC與微機監(jiān)測的接口協(xié)議》，并根據(jù)此協(xié)議完成開發(fā)并上線使用。

監(jiān)測內(nèi)容:①設(shè)備狀態(tài)，包括A/B機標志、與聯(lián)鎖通信狀態(tài)、與列控通信狀態(tài)、自身設(shè)備狀態(tài);②接口報警，包括A/B機工作異常報警、與聯(lián)鎖A機通信中斷報警、與聯(lián)鎖B機通信中斷報警、與列控A機通信中斷報警、與列控B機通信中斷報警、無線調(diào)度命令轉(zhuǎn)接器通信中斷、自身板卡故障報警。

2 接口連接方式

CTC與信號微機監(jiān)測系統(tǒng)之間的通信，通過CTC車站子系統(tǒng)的自律機與信號微機監(jiān)測系統(tǒng)的車站機互聯(lián)實現(xiàn)，如圖1所示。成灌線實現(xiàn)方式:雙自律機通過一個硬件切換裝置轉(zhuǎn)換為RS-422口，與微機監(jiān)測車站機相連。通信參數(shù):通信速率19200 b/s，1個起始位，其中主要數(shù)據(jù)為8 bit、停止位1 bit，無奇偶校驗。

圖1 信號集中監(jiān)測車站機與CTC自律機在車站接口連接圖

3 軟件開發(fā)協(xié)議設(shè)計

軟件開發(fā)協(xié)議根據(jù)部文規(guī)定和實際中信號集中監(jiān)測系統(tǒng)所需要的功能設(shè)計。CTC傳送的信息分為三大類:車站及區(qū)間的表示信息;CTC本身系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的工作狀態(tài);CTC與外部設(shè)備接口的報警信息。另外還有單獨建立心跳線程以保障通信連接的自檢。

3.1 CTC表示信息

對于未升級的既有線區(qū)段，自行采集表示信息;對于C2標準以上的客專線(成灌線)，站內(nèi)表示信息由聯(lián)鎖系統(tǒng)提供，區(qū)間表示信息由列控系統(tǒng)提供。CTC將收到的表示信息用此協(xié)議將數(shù)據(jù)修改為信號集中系統(tǒng)兼容的數(shù)據(jù)幀向其提供。集中監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否采用CTC傳輸?shù)谋硎拘畔ⅰ?/p>

3.2 CTC設(shè)備狀態(tài)

CTC設(shè)備狀態(tài)分為CTC的通道狀態(tài)和CTC的設(shè)備工作狀態(tài)。

CTC的通道狀態(tài)，包括:本站站碼;通道本端的設(shè)備類型(用來區(qū)分本站不同類型的設(shè)備)，因為本端發(fā)送信息的設(shè)備為自律機，所以只有一個設(shè)備類型即自律機的設(shè)備類型;通道本端的設(shè)備號(用來區(qū)分本段相同類型的不同設(shè)備)，1代表A機，2代表B機;通道對端的設(shè)備類型，即和自律機相連的設(shè)備是通過RS－422串行接口連接的聯(lián)鎖設(shè)備，列控設(shè)備，通過RJ-45連接的CTC的車務(wù)終端和中心服務(wù)器或是前置機;通道對端的設(shè)備號，1代表A機，2代表B機;通道的連接狀態(tài)，0－非正常，1－正常;通道的主備狀態(tài)(是指連接對方聯(lián)鎖或列控的主備狀態(tài))，0－備，1－主，若前一項連接狀態(tài)為非正常，則此項沒有意義，填0;通道的倒機狀態(tài)，0－手動倒機，1－自動倒機。

CTC的設(shè)備工作狀態(tài)，指本自律機的工作狀態(tài)，包括:本站站碼;設(shè)備類型固定為自律機類型;設(shè)備序號，A機或是B機;工作狀態(tài)，0－非正常，1－正常;主備狀態(tài)，0－備，1－主;倒機狀態(tài)，0－手動倒機，1－自動倒機。

3.3 CTC報警信息

按照信號集中監(jiān)測需要的信息，首先報警子類型在CTC中的報警分為行車報警和系統(tǒng)報警，按照信號集中監(jiān)測的檢測范圍只需要系統(tǒng)報警。其次把報警按程度分為三級，一級最高，這樣可以給信號集中監(jiān)測更直觀的信息，然后信號集中監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)報警等級自行設(shè)置聲光報警以加強報警提示。

報警的另外一項最主要的內(nèi)容是報警時間，即設(shè)備故障的發(fā)生時間，電務(wù)維護人員用以分析判斷問題，尋找故障源和后續(xù)處理故障。

設(shè)備類型包括:中心通信服務(wù)器，電務(wù)維護終端，自律機，車務(wù)終端，信號員終端，站調(diào)終端，無線調(diào)度命令接口，聯(lián)鎖接口，采集系統(tǒng)接口，列控接口。設(shè)備編號:同類型設(shè)備的A機或B機。發(fā)送報警信息的方式，如有報警則立即發(fā)送，且每隔一個周期發(fā)送一次，共重復(fù)發(fā)送三次，發(fā)送間隔可以配置，按照微機監(jiān)測的要求，默認為500 ms發(fā)送一次。

3.4 自檢信息

CTC與信號集中監(jiān)測的通信保障通過每秒由CTC發(fā)起向信號集中監(jiān)測發(fā)送一幀心跳信息，這樣信號集中監(jiān)測就可通過此心跳信息來判斷與CTC的通信連接是否正常。

3.5 通信流程

1.自律機每一個周期(默認1 s)向微機監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送心跳信息。

2.自律機每10 s向微機監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送一次全體站場設(shè)備狀態(tài)信息幀。

3.在兩次全體狀態(tài)信息幀發(fā)送間隔時間內(nèi)，若CTC收到站場設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化則立刻發(fā)送站場設(shè)備狀態(tài)變化信息幀。

4.自律機每5 s向微機監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送一次通道連接狀態(tài);發(fā)送時間間隔內(nèi)，如通道連接狀態(tài)有變化，則立即發(fā)送狀態(tài)變化信息。

5.自律機每5 s向微機監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送一次工作狀態(tài);發(fā)送時間間隔內(nèi)，如工作狀態(tài)有變化，則立即發(fā)送狀態(tài)變化信息。

6.若CTC收到自身設(shè)備的報警信息，立即發(fā)給微機監(jiān)測一份。

4 軟件功能實現(xiàn)

在上述協(xié)議中規(guī)定要CTC向信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送的信息在CTC車站自律機中都能夠生成，處理方式就是在信息生成后過濾這些信息，將信號集中監(jiān)測需要的信息按照協(xié)議中的幀類型將CTC自身產(chǎn)生的信息填入對應(yīng)的幀發(fā)送，在這些信息中，挑取信號集中監(jiān)測需要的，建立獨立的串口發(fā)送信息的線程，每秒鐘監(jiān)測一次是否有信息，沒有信息則此線程恢復(fù)睡眠模式，下一秒繼續(xù)啟動，如有則根據(jù)與信號集中監(jiān)測的協(xié)議將信息轉(zhuǎn)換為協(xié)議兼容的幀類型后發(fā)送。軟件功能實現(xiàn)流程如圖2所示。

5 結(jié)束語

依靠車站的現(xiàn)有硬件條件，F(xiàn)Zy-CTC系統(tǒng)對自律機軟件進行升級，向信號集中監(jiān)測車站機提供了本站所有信號集中監(jiān)測需要監(jiān)測的車站設(shè)備狀態(tài)、通道狀態(tài)和車站設(shè)備及接口報警信息。軟件實現(xiàn)的功能已經(jīng)在成都鐵路局的成灌線和達成線運行使用，實踐證明對鐵路電務(wù)部門的及時故障處理，提前事故預(yù)防起到了提高效率的作用，實現(xiàn)了對CTC系統(tǒng)的多點冗余實時監(jiān)控，為行車指揮系統(tǒng)的安全運行提供了更有力的保障。

On the purpose of monitoring the CTC system running status by centralized signaling monitoring(CSM)system，the interface protocol that is used as information communication standards between the two systems is proposed based on the standard proposed by Ministry of Railways and the concrete requirement proposed by Chengdu Railway Bureau．Then the paper describes the detailed flow of achieving the interface software function in FZy-CTC system．

FZy-CTC System;Centralized Signaling Monitoring;Protocol design;Software functions achievement

劉子源:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所行車指揮自動化事業(yè)部助理研究員

李錚:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所行車指揮自動化事業(yè)部助理研究員

宋欣:北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司行車指揮自動化事業(yè)部工程師

苗長俊:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所行車指揮自動化事業(yè)部助理研究員

2013-02-26

圖2 表示信息流程圖

(責(zé)任編輯:陳寶安)