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客专列控中心与LEU接口

客运专线列控中心列控与LEU接口规范中华人民共和国铁道部发布TB/T xxxx—××××前言本标准提出了列控中心与计算机联锁系统间的接口规范。

本标准由北京全路通信信号研究设计院提出并归口。

本标准由北京全路通信信号研究设计院负责起草。

本标准主要起草人:本标准于2009年xx月首次发布。

TB/T xxxx—××××客运专线列控中心列控与联锁接口规范1 范围本标准规定了客运专线列控中心(TCC)对LEU接口的通信协议规范。

本标准适用于客专CTCS-2级和CTCS-3级列控系统下的TCC子系统与LEU之间的接口。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

(1)铁集成〔2007〕124号《客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术原则(暂行)》(2)科技运〔2007〕158号《客运专线CTCS-2级列控系统列控中心技术规范(暂行)》(3)科技运〔2008〕34号《CTCS-3级列控系统总体技术方案》(4)运基信号〔2009〕719号《信号系统与异物侵限监控系统接口技术条件》(5)运基信号〔2009〕716号《无配线车站信号系统技术方案》(6)TBD-MOR 《CTCS-3级列控系统相关编号规则》(7)TBD-MOR 《铁路信号安全协议-I型》3 与ALSTOM-LEU接口(S)3.1接口与数据3.1.1接口配置列控中心与每一个LEU间通过RS422串行异步的双通道冗余方式连接,如图1所示。

图 1 ALSTOM-LEU双通道冗余3.1.2应用数据与传输内容本SRSD用于列控中心向LEU实时传送应答器报文数据,包含:4 条应答器报文(TGM 格式),每条占1024位;4 条报文的索引值,每条占3个字节(22 个有效位)。

具体参见表1和表2。

TB/T xxxx—××××表 1 TSD帧中安全数据域的定义实际传输次序应按照从B523字节至B0字节。

其中,报文索引值的格式为:表 2 报文索引值格式实际传输次序应按照从B2字节到B0字节。

43.2安全协议扩展因列控中心在获取LEU状态时,需采用缓存区交互方式,故需补充以下安全通信帧格式和交互机制,参见表3。

表 3 用于缓存区传输(BTM)的交互帧3.2.1BTM帧的通用格式下表4为缓存区传输帧的通用格式定义。

表 4 缓存区传输帧的通用格式定义3.2.2缓存区传输的控制帧和数据帧缓存区传输控制帧的数据域定义见下表5:表 5 BTC数据域定义缓存区传输数据帧的数据域定义见下表6:表 6 BTD数据域定义名称大小取值说明子分区的数据域SBD 子分区的数据 224字节 有效数据SBD 部分的格式说明: 3个字长数据头部:2字节 2字节 参考表 5 4字节4字节LEU 状态数据:总体结构如下:4 个字长SYS_CONF(N+1) * 4个字长 N= 当前板数 32个字长2个字长硬件配置情况:1字节 3字节 4个字长4个字长1字节[0x01或0x81 = 输出板 0x02 = 预留0x03 = 处理板 1Mb/s 0x04 =预留 0x05 =预留0x06 =预留0x07 = 输入板3字节第N块板信息4字节4字节4字节∙输出板:1 字节板状态1字节(类型 = 0x01 或0x81) 1字节1字节其中,PCC = 若输出为短路保护状态则置1 ,否则为0PT = 若有列车通过则置1,否则为0PC6 = 若有电能发送到应答器则置0 ,否则为1LO = 若检测到开路则置1,否则为0LCC = 若检测到短路则置1,否则为0∙处理板:板状态1字节(类型 = 0x03 或0x05) 3字节∙输入板:1字节板状态1字节(类型= 0x07) 1字节1字节其中,Bit 7 to Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0链路1 & 2状态Link Used = 0 : 未使用 = 1 : 已使用Processed Link = 0 : 未处理= 1 : 已处理Link Activity = 0 : 未激活 = 1 : 已激活3.2.3缓存区传输的起始帧表7信息帧是用于初始化缓存区传输,为SBT帧中的数据域定义:表7 缓存区传输起始帧的数据域SBT中数值域的具体数值请参见第3.4节。

说明:✓Dataver参数DATAVER 和NUM_DATAVER 可共同用于描述系统当前所使用的版本信息. 其中DATAVER还是一个安全数据的生产者与消费者之间的约定信息值, 隐含在信息交互帧中。

✓Delta Time counter max因在通信中可能会出现丢帧(如位错误率, EMC干扰, 瞬间中断等)现象。

应用级恢复机制需要有一个上次和本次收到信息的最大允许时间差值。

若超过此值,则要实施SSE/SSR 机制进行时序校正。

✓Lifetime网络发送时长, 发送丢帧或时序校正都会导致TSD的时效性损失。

对于要使用TSD的LEU, 若未接收到新的帧前:1)上一次的帧仍视为有效2)只要还未超出最大生命期值, 当前报文信息就仍视为有效3)而一旦超出此值, 则失效,LEU就改发默认报文✓CRC 32 位校验该CRC是对临时通信参数信息(即TCC的安全通道参数和LEU的安全通道参数)作校验,生成算式为G(x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 13.3获取LEU状态同一时间内只允许有一个设备可以访问LEU。

即当LEU正与某一设备正进行缓存区传输时,若接收到了来自其他设备的缓存区访问帧,则就会立刻结束当前的传输过程。

由TCC所引发的缓存区传输帧也不能干扰信号量信息(TSD帧和SSR帧)的发送时机。

即在同一发送周期内,信号量信息帧总要优先发送出去,然后再发送缓存区传输信息帧。

下图2就是获取LEU状态的一次完整对话过程。

TCC图 2 缓存区传输机制3.3.1 初始化阶段每隔30秒开始一次对话。

1) LEU 会使用SBT 帧中的FSFB/2临时通信参数进行自身的初始化。

2) 若初始化成功, LEU 就会向TCC 发送一个ABT 帧3) 若TCC 检验到该ABT 帧的时序过期,则要发送SSE 帧请求校时, LEU 就会返回SSR 帧,并再发一次ABT 帧3.3.2 命令传输阶段本阶段用来指定传输类型和方向。

1) TCC 发送请求获取LEU 状态的BTC 帧 2) 如有必要,也需SSE/SSR 交换3.3.3传输数据(上传)阶段TCC对接收到的数据帧作校验,若不正确,则重发BTC帧;若正确则发送ABT帧。

3.3.4终止阶段一旦LEU接收到任何一节点发送来的EBT帧,就会进入终止阶段。

若任一方接收到EBT帧或超时未收到所期待的信息帧(此时,还要向对方发出EBT告知结束),都要终止对话。

LEU会清除当前所使用的FSFB/2临时通信参数信息,TCC要重回对话起点,等待下一次的对话时机。

3.4LEU和TCC的通信参数配置因TCC与LEU间采用点对点式通信,故可设置所有的LEU和TCC为以下固定参数值。

TCC3.5通信故障处理当TCC与LEU间的通道完全故障时,LEU向应答器发送默认报文。

若LEU有冗余且连接正常,则列控中心可实现自动切换到冗余LEU上;仍保留人工切换方式,以便于出现非通信故障的其它LEU故障情形时,需实行强制切换至冗余LEU上。

4 与CSEE-LEU接口(S)4.1物理接口列控中心与每一个LEU间通过10Mbps以太网的双通道冗余方式连接,如下图所示。

图 3 CSEE-LEU双通道冗余4.2网络接口若一个站可配置4 个LEU设备,典型的IP 地址规定可以如下表所示:netmask 子网掩码= 255.255.255.0表8 IP分配在网络层上,只需单播业务量,不用广播业务量。

双方使用用户数据协议(UDP)通信,端口号为21000。

4.3安全传输协议层从TCC 发出INIT 信息开始,此后LEU设备对TCC 的每一个信息做出响应。

LEU设备不向TCC发出主动提供的信息。

两部分之间成功初始化之后,通讯开始循环。

LEU设备会以某个固定的时间间隔接收TCC发出的信息(时间间隔的误差在某个允许范围之内)。

要求LEU设备与列控中心之间用下列机构进行有效而安全的对话:对内容整体性进行校验的SACEM 机制对正确信息定时和排序的DE/DR 机制每种信息帧共用一个实现上述机制的框架结构。

字节顺序采用大的endian 体系结构——亦即,重要的字节存储在存储器中低的储存地址。

表9 各字段长度4.3.1传输逻辑单元和接收逻辑单元的识别码在对话期间,这些字段在逻辑上识别传输实体和接收实体。

根据信息的不同方向,TCC 可以是传输实体,也可以是接收实体。

数值按下表计算。

表10识别码定义i 是插头中i 个LEU(BDU) 设备,取值范围为1 至4。

4.3.2非安全数据与安全数据的大小以32 比特的数目表示信息中的非安全数据部分和安全数据部分。

例如,假设安全数据部分长度为28 字节,则字段值为7(7*4=28)4.3.3非安全数据与安全数据信息中的数据字段分为两种:非安全数据和安全数据。

SACEM 校验只对安全数据片段进行计算。

4.3.4SACEM校验校验= ( R i=0 .. n-1 (-rk * F i * θi ) + SVL) mod KEY注:1. 为便于LEU设备的内部计算,上述公式实际上必须分别进行两次计算。

所有变量要分成两部分,分别存储在32 位存储器内——亦即,校验由两部分组成:校验的第一部分(part 1)用rk 的第一部分(part 1), SVL 的第一部分(part 1)和KEY 的第一部分(part 1)计算。

2. 上述公式中的某些常量,在附录1 中已经对LEU 设备应用进行了计算:rk1, rk2θ1, θ2KEY 1, KEY 2每一对通讯实体的SVL1, SVL23. 公式中的变量为:F i是第i 个信息片段的值。

一个信息片段实质上是信息的字段。

例如, IULE 字段是一个信息片段。

只考虑对安全数据进行校验计算。

此外,信息片段有下列局限性:1. 数值限于32 位所能支持的范围。

2. 如果信息片段为布尔类型,用-4271564 表示“真”,用10675495 表示“伪”。

3. 对于LEU产品,INIT 型信息中的“TYPE_LMTOR”字段值已被确定为“4”。

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