CTCS-3级列控系统与GSM-R系统接口v1.7

CTCS – 3级CTCS-3级列控系统与GSM-R系统接口规格书内容提要本文阐述了CTCS-3级列车运行控制系统的车载设备与GMS-R的移动终端的接口协议、RBC与GSM-R的接入服务器的接口协议，包括接口类型、信息格式等内容。

版本 1.4发布日期2009-9-8修改记录目录修改记录 (2)目录 (4)1引言 (5)1.1目的和范围 (5)1.2列控系统与GSM-R系统的连接和接口 (6)2接口规范 (8)2.1列控车载设备与GSM-R移动终端之间的接口 (8)2.1.1接口关系图 (8)2.1.2接口功能 (9)2.1.3接口物理特性 (9)2.1.4接口逻辑特性 (10)2.1.5接口故障 (13)2.1.6EVC至MT2的原语 (13)2.1.7MT2至EVC的原语 (20)2.1.8通信流程 (28)2.2列控地面设备与GSM-R接入服务器之间的接口 (29)2.2.1接口关系图 (29)2.2.2接口功能 (30)2.2.3接口物理特性 (30)2.2.4接口逻辑特性 (31)2.2.5接口故障 (33)2.2.6RBC至NTG的信息包 (33)2.2.7NTG至RBC的信息包 (35)2.2.8通信流程 (38)1 引言1.1目的和范围1.1.1.1本文档描述了CTCS-3级列车运行控制系统（以下简称列控系统）与GSM- R系统的接口协议。

1.1.1.2接口包括：a)列控系统的车载设备与GMS-R的移动终端的接口协议；b)列控系统的地面设备RBC与GSM-R的接入服务器的接口协议。

1.1.1.3接口协议包括：a)接口类型；b)接口关系图；c)接口功能；d)接口物理特性；e)接口逻辑特性；f)接口故障；g)信息包；h)通信流程等。

1.2列控系统与GSM-R系统的连接和接口列控系统与GSM-R系统的连接在CTCS-3级系统中，列控系统与GSM-R系统的连接关系如1.2.1.1图1-1所示。

接口A接口B图1-1 列控系统与GSM-R的连接示意图1.2.1.2列控系统对GSM-R移动台和接入服务器的冗余要求：a)为了提高列车通过RBC-RBC边界时的效率，要求有两个移动终端（MT2），并且这两个移动终端能同时工作；b)接入服务器（NTG）应具有冗余结构；注：实验室阶段先不考虑冗余。

1.2.1.3列控系统与GSM-R系统的接口列控系统与GSM-R系统之间有两个接口：a)列控车载设备RTM与GSM-R移动终端（MT2）之间的接口（b)图1-1中的接口A）；c)列控地面设备RBC与GSM-R接入服务器（NTG）之间的接口（d)图1-1中的接口B）。

1.2.1.4对于序列号的说明通信板与通信板之间的一帧数据帧的具体结构如下所示：上表改为：其中，对于上图中的序列号，对于不同原语类型是不同的，分别有三种情景，在这三种情景下，该序列号是分别独立的，即该序列号对于在这三种场景中分别有各自的起始值和累加机制，在同一场景中使用相同的起始值和累加机制。

1.无论是SFM还是SaS用户，作为发送方发送数据时，都独立选择自己的序列号，接收方根据该序列号进行应答。

2.序列号只在本地接口的原语交互中有效。

3.SFM和SaS用户可以使用该序列号做数据冗余处理。

4.列控应用层数据包（APDU）包含在Sa-DATA.Request和Sa-DATA.Indication原语的参数中，SFM透传APDU。

1.2.1.5帧长度说明帧长度字段的计算包含从“帧开始标志1”到“CRC校验”在内的所有字节。

1.2.1.6字节顺序规定字节顺序规定如下：●对于2字节的变量，采用big endian方式，即高字节在前低字节在后。

如：0xFEDC，低地址存放0xFE，高地址存放0xDC；●对于4字节的变量，采用big endian方式，规则如上；●对于字符串变量，首字符填在低地址。

如：字符串“215”，首字符为‘2’。

1.2.1.7CRC说明采用CRC校验。

生成多项式m(x)= x16+x12+x5+1。

计算CRC时，不包括转义字符。

CRC计算从“帧开始标志1”开始到“原语参数”最后一字节结束。

传输时，CRC的高字节先发送。

1.2.1.8SaCEPID说明SFM模块给出的SaCEPID占一个字节，其取值范围为0~0xFE，即其取值不能为0xFF。

2 接口规范2.1列控车载设备与GSM-R移动终端之间的接口2.1.1接口关系图2.1.1.1列控车载设备的SaS用户与GSM-R系统的移动终端（MT2）之间的通信通道采用点对点连接方式，通信接口为RS-422。

2.1.1.2车载设备的SaS用户与MT2之间的接口采用双通道交叉冗余连接，以提高通信的可靠性。

接口示意图如图 2-1所示。

图 2-1 SaS用户与MT2的接口示意图2.1.1.3每一个RS-422通信通道有五条传输线，分别是：TX+（发送正极）、TX-（发送负极）、RX+（接收正极）、RX-（接收负极）和PE（保护地）。

屏蔽线采用单端接地，即只在列控车载设备一端接地。

传输线如图 2-2所示。

PE TX+TX-RX+RX-RX+RX-TX+TX-图 2-2 RS-422传输线2.1.2接口功能2.1.2.1列控车载设备通过该接口实现以下功能：a)向移动终端发送注册命令，要求移动终端注册到无线网络；b)从移动终端接收注册是否成功的状态；c)能够通过该接口发送安全链接建立/释放控制命令，要求与RBC建立安全链接或者释放安全链接d)从移动终端接受通讯故障信息e)向RBC传输列车位置信息等数据；f)从RBC接收行车许可、线路描述信息、临时限速等数据。

2.1.3接口物理特性2.1.3.1接口类型✓RS-422 串行接口；✓光电隔离。

2.1.3.2传输速率传输速率为19200bps。

2.1.3.3传输方式✓采用异步传输方式：1个开始位、8个数据位、1个停止位，无检验位；✓8个数据位的传输顺序：低位在前、高位在后。

2.1.3.4电缆规格与数量✓电缆规格：待定；✓电缆数量：待定。

2.1.3.5接口部件接线端子与插座针脚分配表待定。

2.1.4接口逻辑特性2.1.4.1信息发送方式✓点对点传输；✓全双工通信；✓报文帧发送应答。

2.1.4.2报文帧结构见1.2.1.5节。

2.1.4.3报文含义当为数据帧时,报文具体含义如表2-5所示。

表 2-5 报文含义(数据帧)当为应答帧时,报文具体含义如表2-6所示表 2-6 报文含义(应答帧)2.1.4.4帧数据组成帧数据组成如2-7所示2.1.4.5原语类型。

原语类型组成如表2-8所示。

表 2-8服务类型表格2.1.4.6信息安全性处理。

为了提高信息传输的安全性，本接口将采取传送顺序控制、传送过程保护、报文帧重发机制等信息安全性处理技术。

a)传送顺序控制：所有的报文帧都包含一个字节的帧序列号，按顺序递增（+1），在0～255循环。

b)传送过程保护：采用16位的CRC校验进行传输差错控制。

CRC校验错误的报文帧被丢弃。

c)接收应答：接收到报文帧后，向发送方返回接收结果。

d)报文帧重发机制：发送方在规定的时间内没有收到接收方的应答帧。

2.1.5接口故障2.1.5.1故障识别下列情况之一可以判断接口出现故障：⏹发送端在发送完一帧信息后，在限定时间（暂定200ms）内未接收到应答帧，则重发。

若重复发送3次后，还未收到应答帧，则认为接口故障(预留确定)；⏹在车地建立通信会晤后，如果列控车载设备在10s内未接收到RBC的消息，则认为接口故障。

应该由应用给出相应的规则2.1.5.2故障处理当接口出现故障后，列控车载设备将故障信息发送给自身的故障处理模块。

2.1.6EVC至MT2的原语2.1.6.1通道测试请求Sa-CHANNELTEST.request✓服务类型：0xc3✓传输方向：EVC→ MT2✓目的地：MT2✓功能：测试EVC与MT2之间的传输通道✓操作：列控车载设备上电后，EVC向MT2发送“通道测试请求”信息包，MT2接收到“通道测试请求”信息包后，应向EVC返回“通道测试应答”信息包，表示通道畅通。

✓注:从发出Sa-CHANNELTEST.request到收到Sa-CHANNELTEST.indication暂定为3s.✓信息包组成应用需要将自身的CTCS_ID提供给SFM，SFM要用该ID进行相关的安全认证和鉴权方面的计算。

2.1.6.2安全链接建立请求Sa-CONNECT.request✓服务类型：0x33✓传输方向：EVC→ MT2✓目的地：RBC✓功能：请求建立列控车载设备与列控地面设备之间的安全链接✓操作：在任务开始阶段，列控车载设备作为主叫设备向MT2发送“安全链接建立请求”信息包，MT2接收到该信息包后按建立安全链接流程操作✓建链时间：发出Sa-CONNECT.request到收到Sa-CONNECT.confirm最长时延20s（待确定）.✓信息包组成2.1.6.3 安全链接建立响应 Sa-CONNECT.response ✓ 服务类型：0x35 ✓ 方向： EVC → MT2 ✓ 目的地： RBC✓ 功能：列控车载设备与列控地面设备之间建立传输连接的响应 ✓ 操作：在建立传输连接时，EVC 作为被叫方（跟随方），当EVC 接收到“安全链接建立指示”信息包时，向MT2发送“安全链接建立响应”信息包。

✓ 信息包组成：2.1.6.4 安全链接释放请求 Sa-DISCONNECT.request ✓ 服务类型：0x6a ✓ 传输方向：EVC → MT2 ✓ 目的地： RBC✓ 功能：请求释放列控车载设备与列控地面设备之间已经建立的安全链接✓ 操作：任务结束或出错时，列控车载设备向MT2发送“安全链接释放请求”信息包，MT2接收到该信息包后，按释放安全链接流程操作 ✓ 信息包组成2.1.6.5 安全数据发送请求 Sa-DATA.request ✓ 服务类型：0x3a ✓ 传输方向：EVC → MT2 ✓ 目的地：RBC✓ 功能：传输用户数据请求✓ 操作：EVC 向MT2发送“安全数据”信息包，MT2接收到“安全数据”信息包后，执行发送数据操作 ✓ 信息包组成2.1.6.6高优先级数据发送请求Sa-HP-DATA.request✓服务类型：0x63✓传输方向：EVC→ MT2✓目的地：RBC✓功能：传输高优先级数据✓操作：EVC向MT2发送“高优先级数据”信息包，MT2接收到“高优先级数据”信息包后，按高优先级数据发送流程操作2.1.6.7网络注册请求Sa-REGISTRATION.request✓服务类型：0x66✓传输方向：EVC→ MT2✓目的地：MT2✓功能：要求MT2注册到GSM-R网络✓操作：在CTCS-2级区域，RTM向MT2发送“网络注册”信息包，要求MT2注册到GSM-R网络；MT2完成注册过程后向RTM返回“网络注册状态”信息包✓网络注册：最长时延：40s✓信息包组成注：“XX”表示任意值。