CN113162988A - 一种用于调度集中***与联锁***通信的接口*** - Google Patents

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郭亮
汪涛
吴永进
贾俊明
陈智新
纳吉庆
张雅静
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Abstract

本发明涉及一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，该接口***分别与至少一个调度集中***和至少一个联锁***通信连接，所述的接口***包括依次连接的第一应用层、第一安全层、第一传输网络层、数据网络层、第二传输网络层、第二安全层和第二应用层，所述的第一应用层与调度集中***连接，所述的第二应用层与联锁***连接。与现有技术相比，本发明具有节省设备设置、布置更加灵活等优点。

Description

一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***
技术领域
本发明涉及列车信号控制***，尤其是涉及一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***。
背景技术
调度集中***(CTC)是对管辖区段内的列车和调车作业进行指挥管理，通过联锁、列控、区间闭塞等信号设备，实现集中控制的铁路信号技术装备，是铁路运输的重要行车设备和指挥中枢。计算机联锁***是铁路信号***中重要的组成部分，是控制铁路站场信号设备的大脑中枢。目前CTC和联锁***之间采用的接口，通过CTC在车站设置冗余结构的车站自律机设备，与联锁***中的操作表示机MMI之间采用串***叉互联方式进行接口，其接口方式和通信协议遵照TB/T3496-2017调度集中与计算机联锁接口规范的要求进行设计和实现。
该接口设计目前在国家铁路中作为一种标准广泛应用，但是，结合海外铁路、地方铁路应用需求，该接口设计存在以下缺点：
1、只能进行一对一接口和通信，CTC自律机的设置和联锁操作表示机的须一一对应设置；
2、串***叉互联的方式使得远距离通信设计受到限制，CTC自律机和联锁操作表示机须就近设置；
3、受限于串口传输较低的带宽，现有接口在通信数据内容上扩展性比较差；
4、目前采用的通信协议无法满足在开放网络情况下的安全需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，该接口***分别与至少一个调度集中***和至少一个联锁***通信连接，所述的接口***包括依次连接的第一应用层、第一安全层、第一传输网络层、数据网络层、第二传输网络层、第二安全层和第二应用层，所述的第一应用层与调度集中***连接，所述的第二应用层与联锁***连接。
所述的数据网络层为冗余网络。
所述的冗余网络为基于以太网的局域网或广域IP数据通信网。
所述的调度集中***和联锁***配置互为备用的冗余网络端口，并分别接入冗余网络的不同网络。
所述的冗余网络同时允许多个调度集中***和多个联锁***接入，实现调度集中***和联锁***间的一对或多对多通信。
所述的第一应用层和第二应用层，用于调度集中***和联锁***之间应用数据的处理和封装。
所述的应用层传输的数据包括：连接建立和重建必要的握手信息、站场表示信息、控制命令信息、时钟同步信息、控制模式转换信息、车次信息、故障信息、状态信息和其他信息。
所述的其他信息包括调度命令信息、阶段计划信息和调车作业信息。
所述的第一安全层和第二安全层可配置一下内容：
无需安全通信，此情况下应用层数据将直接交由传输网络层进行处理；
选择满足封闭网络情况下安全通信相关需求的安全处理协议；
选择满足开放网络情况下安全通信相关需求的安全处理协议。
所述的第一传输网络层和第二传输网络层根据应用层和安全层需求选择用户报文协议UDP/IP或传输控制协议TCP/IP协议进行数据传输。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)除1对1通信以外，CTC和联锁还可实现一对多通信，可节省设备设置；
(2)可通过广域网远距离通信，接口两端设备布置更加灵活；
(3)相较串口来说，本发明的接口设计可获得更大的带宽，从而允许通信内容上进行大幅扩展，实现了更多的功能；
(4)本发明接口的设计可满足在封闭网络和开放网络中安全通信的相关需求，也可满足无需安全通信的情况。
附图说明
图1为本发明CTC和联锁接口设计示意图；
图2为本发明CTC和联锁接口协议的分层设计；
图3为本发明CTC和联锁接口的通信内容示意图；
图4为本发明CTC和联锁接口的一种实际应用情况。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明为一种用于CTC和联锁的新接口方案，CTC和联锁之间采用冗余以太网/IP网络通信，支持局域网和广域网，可支持CTC和联锁间的一对多，多对多通信。协议设计上，增加可配置的安全层，可满足在封闭网络和开放网络下安全通信的需求，能够满足EN50159规范的相关要求。
如图1和图2所示，一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，该接口***分别与至少一个调度集中***11和至少一个联锁***12、13、14通信连接，所述的接口***包括依次连接的第一应用层21、第一安全层22、第一传输网络层23、数据网络层24、第二传输网络层27、第二安全层26和第二应用层25，所述的第一应用层21与调度集中***11连接，所述的第二应用层25与联锁***12、13、14连接。
所述的数据网络层24为冗余网络15。所述的冗余网络15为基于以太网的局域网或广域IP数据通信网。所述的调度集中***11和联锁***12、13、14配置互为备用的冗余网络端口，并分别接入冗余网络的不同网络，以提高可靠性和可用性。
所述的冗余网络15同时允许多个调度集中***11和多个联锁***12、13、14接入，实现调度集中***11和联锁***12、13、14间的一对或多对多通信。
所述的第一应用层21和第二应用层25，用于调度集中***11和联锁***12、13、14之间应用数据的处理和封装。
应用层传输的数据内容可参见图3CTC和联锁交互的数据内容示意图，所述的应用层传输的数据包括：连接建立和重建必要的握手信息、站场表示信息、控制命令信息、时钟同步信息、控制模式转换信息、车次信息、故障信息、状态信息和其他信息。
所述的其他信息主要用于功能扩展，包括但不限于调度命令信息、阶段计划信息和调车作业信息。
所述的第一安全层22和第二安全层26安全层是为了满足该接口设计符合EN50159规范要求的封闭网络和开放网络情况下满足其安全通信相关需求增加的，安全层可配置，具体可配置为三种情况：
无需安全通信，此情况下应用层数据将直接交由传输网络层进行处理；
选择满足封闭网络情况下安全通信相关需求的安全处理协议；
选择满足开放网络情况下安全通信相关需求的安全处理协议。
所述的第一传输网络层23和第二传输网络层27根据应用层和安全层需求选择用户报文协议UDP/IP或传输控制协议TCP/IP协议进行数据传输。
Ethernet/IP数据网，本发明的接口设计冗余网络进行数据传输，底层通信网络既可以支持局域网，也支持广域IP数据传输网，在使用无线网关的情况下，也k可支持无线数据传输网络。
具体实施例
图4展示了本发明在某海外项目的应用示例。简单说明如下：
(1)联锁***设置在沿线多个车站；CTC控制器设置在CTC中心，二者均接入通信提供的数据传输网；
(2)对多个车站联锁进行区域划分，分别由两套CTC控制器进行控制。
(3)通信协议上按照项目业主需求，安全层采用某安全通信协议，以满足开放网络情况下安全通信的需求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，该接口***分别与至少一个调度集中***(11)和至少一个联锁***(12、13、14)通信连接，所述的接口***包括依次连接的第一应用层(21)、第一安全层(22)、第一传输网络层(23)、数据网络层(24)、第二传输网络层(27)、第二安全层(26)和第二应用层(25)，所述的第一应用层(21)与调度集中***(11)连接，所述的第二应用层(25)与联锁***(12、13、14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的数据网络层(24)为冗余网络(15)。
3.根据权利要求2所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的冗余网络(15)为基于以太网的局域网或广域IP数据通信网。
4.根据权利要求2所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的调度集中***(11)和联锁***(12、13、14)配置互为备用的冗余网络端口，并分别接入冗余网络的不同网络。
5.根据权利要求2所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的冗余网络(15)同时允许多个调度集中***(11)和多个联锁***(12、13、14)接入，实现调度集中***(11)和联锁***(12、13、14)间的一对或多对多通信。
6.根据权利要求1所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的第一应用层(21)和第二应用层(25)，用于调度集中***(11)和联锁***(12、13、14)之间应用数据的处理和封装。
7.根据权利要求6所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的应用层传输的数据包括：连接建立和重建必要的握手信息、站场表示信息、控制命令信息、时钟同步信息、控制模式转换信息、车次信息、故障信息、状态信息和其他信息。
8.根据权利要求7所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的其他信息包括调度命令信息、阶段计划信息和调车作业信息。
9.根据权利要求1所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的第一安全层(22)和第二安全层(26)可配置一下内容：
无需安全通信，此情况下应用层数据将直接交由传输网络层进行处理；
选择满足封闭网络情况下安全通信相关需求的安全处理协议；
选择满足开放网络情况下安全通信相关需求的安全处理协议。
10.根据权利要求1所述的一种用于调度集中***与联锁***通信的接口***，其特征在于，所述的第一传输网络层(23)和第二传输网络层(27)根据应用层和安全层需求选择用户报文协议UDP/IP或传输控制协议TCP/IP协议进行数据传输。
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