随着我国铁路的快速发展,铁路部门提出了发展适合我国国情的CTCS(ChineseTrain Control System,中国列车控制系统)的策略。CTCS-3级列车控制系统能够满足运营速度350km/h、最小追踪间隔3min的行车要求,将成为我国高速铁路发展的主要方向。RBC(Radio Block Center,无线闭塞中心)是CTCS-3级列车控制系统的地面核心设备,是基于信号故障导向安全原则的计算机控制系统。RBC根据列车位置信息、联锁提供的进路信息等生成行车许可,并通过GSM-R无线通信网络将行车许可、线路参数、临时限速等信息传输给CTCS-3级车载设备,以保证RBC管辖范围内列车的高速安全运行。车载安全计算机根据RBC提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息,按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线,监控列车安全运行,同时车载设备通过GSM-R无线通信系统发送列车位置报告信息和列车数据等信息。而RBU(Radio BlockUnit,无线闭塞单元)是RBC系统的核心处理单元,在RBC系统中承担着列车间隔管理、行车许可的生成、数据的存储与调用等重要功能,起着神经中枢的作用。RBU的可靠性、安全性、处理能力的好坏直接决定了RBC系统的整体性能,因此,研究和开发具有自主知识产权的RBU,对于我国客运专线的发展和提高列车控制设备国产化具有深远的意义。本文介绍了CTCS-3级列车控制系统的技术、GSM-R技术、CTCS-3级对GSM-R网络的业务需求和服务质量要求,分析了RBC在CTCS-3中的作用和地位,研究了RBC的功能和结构、以及与外部系统之间的信息交互,设计了RBC与联锁设备的接口、与调度集中设备的接口、与临时限速操作服务器的接口、与GSM-R网络之间的接口、与微机监测的接口。详细描述了与RBC相关的重要场景。在研究无线闭塞中心的结构和功能基础上,本文重点进行了无线闭塞单元的研究与设计。研究了RBU的功能需求和结构组成,通过分析车地之间传输的信息包和联锁对进路的授权方式,提出了RBU的行车许可生成原理,设计了RBU计算行车许可的具体算法,该算法对于开发设计RBU应用软件起到一定的作用。同时根据RBU调用的数据特征,设计了RBU内部数据库,最后基于MATLAB语言,对行车许可进行了仿真计算,结果表明RBU为列车提供的目标距离、目标速度等行车信息,能有效地提高列车的速度,缩短行车间隔。最后,论文对所做的研究工作进行了总结。