客专列控中心与LEU接口

××/T××××—××××图2就是获取LEU状态的一次完整对话过程。图SEQ图\*ARABIC2缓存区传输机制初始化阶段每隔30秒开始一次对话。LEU会使用SBT帧中的FSFB/2临时通信参数进行自身的初始化。若初始化成功,LEU就会向TCC发送一个ABT帧若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帧命令传输阶段本阶段用来指定传输类型和方向。TCC发送请求获取LEU状态的BTC帧如有必要，也需SSE/SSR交换传输数据（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。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。LEU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。 TCC—〉TSD：0x0003//Source_Address安全通道SIDSINITDataVer13B9F23357E080EDD213426BEA7F0E61CD7C1C116136TCC—〉BTM：0x00ff//Source_Address安全通道SIDSINITDataVer10BED364B11C6DB315042130C0213EE9237540506LEU—〉BTM：0x0006//Source_Address安全通道SIDSINITDataVer15B26603C26AA65386DB31504264C54B3E5C37540506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。与CSEE-LEU接口（S）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3CSEE-LEU双通道冗余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SEQ表\*ARABIC8IP分配IPTCClink链接LEU(BDU)#1:172.21.1.1,port1001TCClink#1链接#1:172.21.1.254,port1001LEU(BDU)#1:172.22.1.1,port2001TCClink#2链接#2:172.22.1.254,port2001LEU(BDU)#2:172.21.1.2,port1002TCClink#1链接#1:172.21.1.254,port1002LEU(BDU)#2:172.22.1.2,port2002TCClink#2链接#2:172.22.1.254,port2002LEU(BDU)#3:172.21.1.3,port1003TCClink#1链接#1:172.21.1.254,port1003LEU(BDU)#3:172.22.1.3,port2003TCClink#2链接#2:172.22.1.254,port2003LEU(BDU)#4:172.21.1.4,port1004TCClink#1链接#1:172.21.1.254,port1004LEU(BDU)#4:172.22.1.4,port2004TCClink#2链接#2:172.22.1.254,port2004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。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各字段长度字节数字段传输逻辑单元识别码2IULE接收逻辑单元识别码2IULR非安全数据的大小2TRBINDS安全数据的大小2TRBIDS非安全数据4*TRBINDSRBINDS安全数据4*TRBIDSRBIDSSACEM校验8SC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识别码定义信息类型传输逻辑单元识别码接收逻辑单元识别码INIT型(TCC->CSEE-LEU)链接1:5链接2:631872+i–1CMD型(TCC->CSEE-LEU)链接1:5链接2:632383+iSTATE型(CSEE-LEU->TCC)32383+i256i是插头中i个LEU(BDU)设备，取值范围为1至4。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）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。SACEM校验校验=(Ri=0..n-1(-rk*Fi*θi)+SVL)modKEY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（part1）用rk的第一部分（part1）,SVL的第一部分（part1）和KEY的第一部分（part1）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,θ2KEY1,KEY2每一对通讯实体的SVL1,SVL23.公式中的变量为：Fi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”。该固定值在SACEM校验计算中必须被映射为十六进制值‘076A1404’n是正在计算的校验的信息片段总数。最大值为255。DE/DR机制专用字段DE与DR用于确保信息的时效性和顺序性：_DE–输出信息被发出的周期数_DR–上一个从远程接收信息包中的DE字段这些字段的用意是发现信息丢失、接收了过时信息，或者信息顺序错误。DR值的认证请参考INIT信息描述。DE字段和DR字段为32位值。下列计时图可以说明DE/DR的应用。要注意的特性：STATE型信息的DR值为上一个INIT/CMD型信息的DE值。也就是说，DR是对接收到信息的回应（确认）。DE值用于标识发送方的周期循环数，每循环加1。图中来自LEU设备的STATE型信息的DE值没有表现出一个增量，因为一个TCC周期中的LEU周期一般多于一个，而LEU设备每接收一次TCC信息，只发送一次信息。图4TCC与CSEE-LEU交互示意应用协议层列控中心(TCC)与LEU设备进行信息交换，轮流使用三种类型的信息：1.INIT型，TCC发给LEU设备的初始化信息2.CMD型，TCC发给LEU设备的、包括报文内容的指令信息3.STATE型，LEU设备发给TCC的状态信息INIT型信息从TCC向LEU设备发出INIT型信息，通讯开始。它具有以下功能：_配置的相容性检查_对信息交换的定时限制初始化过程初始化过程是任何报文指令发出之前的第一个阶段。1.LEU设备接收到带有正确校验码的两个连续的INIT型信息2.LEU设备返回一个STATE型信息3.TCC与LEU设备继续交换三条信息。第四条输入信息必须为一条CMD型信息，LEU设备将把该条信息中的报文发送给应答器。需要注意的是在这第四条输入信息之前，只要输入信息的DE值、DR值（如果是一条CMD信息的话）以及SACEM校验值正确的话，LEU不会关注该条信息类型是否是INIT或CMD。在初始化过程中，一旦发现DE/DR/SACEM错误，则初始化失败。LEU设备将不返回STATE型信息，而再等待两个连续的INIT型信息—即上述第一步。此外，初始化是否成功还取决于TCC和LEU设备之间的配置相容性检查，见下节所述。初始化成功，报文可以开始通过CMD/STATE交换而发送。配置相容性检查在接受到的INIT信息中，字段“软件配置”和“MTOR软件的类型”与LEU设备的内部配置进行比较。如果不匹配，则LEU设备以其STATE型响应中的相应字段向TCC发出警告。对信息交换的定时约束滑动的接收窗口LEU设备从INIT型信息中的间隔_平均值和差值_间隔字段得到TCC的近似周期宽度。它建立一个滑动的接收窗口，如下图所示—接收到正确信息后，它拒绝接收以间隔_平均值为中心、允许误差为差值_间隔的窗口外的任何信息。另一方面，如果在接收窗口内它接收不到任何信息，则它继续处于“报文_有效_时间”暂停时间，等待宣布链接故障。图5滑动窗口示意DR值的确认发送方使用DR字段来确认其从对方接收的信息。列控中心用来处理输入信息并向LEU设备做出响应所需的周期数通过其INIT型信息中的DATE_MOYENNE和DELTA_DATE参数来配置。LEU设备使用DATE_MOYENNE和DELTA_DATE参数对列控中心CMD信息的DR值进行认证。DR的有效范围等于[当前周期–(时间_平均值+差值_时间)，当前周期–(时间_平均值-差值_时间)。通讯丢失的判据“报文_有效_时间”当在“间隔_平均值+差值_间隔”之后，未从列控中心接收到正确信息时，LEU设备继续向应答器发送当前报文，持续时间为“报文_有效_时间”。如果在“报文_有效_时间”的时间间隔之后，LEU设备仍未接收到正确的CMD信息，则LEU设备认为与列控中心的通讯丢失，缺省报文开始向应答器发送。断开情况在“链接管理”和“降级模式行为”一章中描述。参数“报文_有效_时间”主要用在列控中心主备系切换时的通讯重新建立过程。此参数在初始化期间，作为INIT型信息的一部分由TCC发送给LEU。列控中心应对这个参数计算其本身的转换时间，加上初始化时间要求。此关系的图示说明见下图。需要注意的是在TELEGRAM_TIME_TO_LIVE窗口中的第一条信息是一条普通的CMD型信息。在发送这条CMD型信息之前不需要任何链接初始化信息交换。该条CMD信息中的DE和DR字段不遵循普通的DE/DR机构，其值可以是任意数值。逻辑上来说DE值应为1，因为这是切换后发出的第一个信息帧，DR值可以为0。不论此帧DE为何值，此帧与后续帧的DE值必须是连续数值。然而，LEU设备将发送给应答器的是下一条CMD型信息中的报文；直到该条CMD型信息之前发送给应答器的都是原来的报文。在列控中心转换时，重要的是必须实现列控中心在任何时候只在两条链接中的一条发送信息的约定。如下图中所示，在转换后，如“新”列控中心主系的第一个CMD信息从接收窗口（INTERVALLE_MOYEN+DELTA_INTERVALLE从最后一个正确的信息）中被发出，在任何CMD信息被考虑前，LEU正常的初始化必须进行。该初始化所需时间通常长于TELEGRAMTIME_TO_LIVE窗口，结果发出默认报文（见6.5.2节）。因此，第一条CMD型信息应在接收窗口后，TELEGRAM_TIME_TO_LIVE窗口中被发送。图6DR确认框架定义表11框架定义字节Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0缩略词发送部逻辑单元识别码LE接收部逻辑单元识别码LR非安全性信息以二进位制形式表现的大小取值=9(36字节)TRBINDS安全性信息以二进位制形式表现的大小取值=7(28字节)TRBIDS8-4336字节的RBINDS部分RBINDS软件配置CONF_LMTOR从CC处过来的信息的发送日期DE时间_平均值DATE_MOY差值_时间DELTA_DATE间隔_平均值INT_MOY差值_间隔DELTA_INTMTOR软件类型TYPE_LMTOR信息_1_字节INF_1_O信息_1_字节INF_1_O信息_1_字节INF_1_O信息_1_字节INF_1_O信息_1_字节INF_1_O信息_1_字节INF_1_O信息_1_字节INF_1_O信息_4_比特信息_4_比特INF_4_B信息_4_比特信息_4_比特信息_4_比特信息_4_比特信息_4_比特信息_4_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特INF_1_B信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特INF_1_B信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特INF_1_B信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特信息_1_比特INF_1_B安全信息的SACEM校验和SC_SACEM8octetsdesécurité8字节的安全信息字段定义注：下面，用于SACEM校验计算的每个字段的大小在方括弧[]中规定。本规范中只规定作为安全性数据的字段。软件配置—[32-位信息片段]指出列控中心站点标识符，LEU软件版本，以及LEU应用类型标识符。其内部结构如下：20位8位4位NUMERO_SITE_CALCCNUMERO_CONFIGURATION_LOGICIELIDENTIFIANT_LOGICIELNUMERO-SITE_CALCC字段，该字段的值取决于列控中心的地理位置。每次生成软件一个新可执行版本后NUMERO_CONFIGURATION_LOGICIEL字段会增加1。IDENTIFIANT_LOGICIEL字段用于识别软件类型。其数值固定为6。时间_平均值、差值_时间—[8-位信息片段]为LEU确定输入信息的滑动接收窗口间隔_平均值、差值_间隔—[8-位信息片段]为LEU设备确定输入信息中DR值的接收窗口。附录A中规定了软件参数。MTOR软件类型—[8-位信息片段]指出所用MTOR板的类型，它被设为固定值“4”，表示LEU设备应用中使用MTORLEU扩展板。报文_有效_时间、有效_时间_信息—[8-位信息片段]确定期望的列控中心周期信息到达之后、向应答器发出缺省报文之前的最大允许时间。TIME_TO_LIVE_INFORMATIONS—[8-位信息片段]定义是否使用TELEGRAM_TIME_TO_LIVE特性。对于列控中心/LEU接口，此值固定为1，表明列控中心需要使用TELEGRAM_TIME_TO_LIVE参数。预留—[1-位信息片段，4-位信息片段，或8-位信息片段，按6.2.5节的框架定义]规定的字段以后使用。CMD型信息CMD型信息的主要用途是起一个容纳传输给应答器的四个报文内容的容器作用。从应答器C4接口接收列车通过状态，在列车通过过程中，LEU设备不改变被传输的报文内容。框架定义表12框架定义字节Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0缩语发送逻辑单元识别IULE2bytes接收逻辑单元识别IULR2bytes非安全数据的字节大小数值=12（48字节）TRBINDS安全数据的字节大小数值=4（16字节）TRBIDS8to19用于诊断的CSEE-LEU内部状态和故障STATE1号应答器的通讯状态BAL12号应答器的通讯状态BAL23号应答器的通讯状态BAL34号应答器的通讯状态BAL424to49用于诊断的CSEE-LEU内部状态和故障STATEDefSigHESDefDerITDEF_BDUDefKDi1DefKDi2DEF_KDIRéserveBDU配置状态ET_CONFCC1CSEE-LEU信息状态CC2CSEE-LEU信息状态ET_MS_CALCCCC1CSEE-LEU通讯状态CC1CSEE-LEU通讯状态ET_LS_CALCC列控中心发送信息的日期标注DESafetydataRBIDS16bytes列控中心接收信息的日期标注DR未使用INF_1_O未使用INF_1_O未使用INF_1_O未使用INF_1_ONUNUNUNUNUNUNUNUINF_1_BNUNUNUNUNUNUNUNUINF_1_BHES1HES2HES3HES4HES5HES6HES7HES8INF_1_BNUNUNUNUNUNUNUNUINF_1_B72to79SACEM校验SC_SACEM8bytes字段定义注：下面，用于SACEM校验计算的每个字段的大小在方括弧[]中规定。本规范中只规定作为安全性数据的字段。Rinit–解锁一个或两个联接：0向1的转换=无1向0的转换=解锁一个或两个联接软件配置—[32-位信息片段]指出列控中心站点标识符，LEU软件版本，以及LEU应用类型标识符。其内部结构如下：20位8位4位NUMERO_SITE_CALCCNUMERO_CONFIGURATION_LOGICIELIDENTIFIANT_LOGICIELNUMERO_SITE_CALCC字段，该字段的值取决于列控中心的地理位置。每次生成软件一个新可执行版本后NUMERO_CONFIGURATION_LOGICIEL字段会增加1。IDENTIFIANT_LOGICIEL字段用于识别软件类型。其数值固定为6。应答器报文—[32-位信息片段]包括传输给应答器的报文内容。四个应答器报文中每个报文分配128个字节，其中不用的比特以数值0来填补。根据6.3.2节的框架定义，CMD型信息中32字节的0比特第一个被输出，159字节的第7比特最后输出。注：如果报文为341比特长度型的，则本字段包括三次的同样报文，连续地一个接着一个。这样列控中心发出的应答器报文字段的数据总是1023比特，字段中剩余的位被设定为0。报文类型（TELEGRAMTYPE）—[8-位信息片段]确定报文类型。四个报文中每个分到一个八位字节。=2此时报文为341位类型=1此时报文为1023位类型预留—[1-位信息片段，4-位信息片段，或8-位信息片段，按6.3.2节的框架定义]规定的字段以后使用。STATE型信息LEU设备对任意TCC的信息使用STATE型信息回应，信息包括下列状态：LEU设备的内部状态应答器的连接状态列车通过状态除此而外，LEU设备不向TCC发出任何其他信息。框架定义表13框架定义字节Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0缩语发送逻辑单元识别IULE2bytes接收逻辑单元识别IULR2bytes非安全数据的字节大小数值=12（48字节）TRBINDS安全数据的字节大小数值=4（16字节）TRBIDS8to19用于诊断的CSEE-LEU内部状态和故障STATE1号应答器的通讯状态BAL12号应答器的通讯状态BAL23号应答器的通讯状态BAL34号应答器的通讯状态BAL424to49用于诊断的CSEE-LEU内部状态和故障STATEDefSigHESDefDerITDEF_BDUDefKDi1DefKDi2DEF_KDIRéserveCSEE-LEU配置状态ET_CONFCC1CSEE-LEU信息状态CC2CSEE-LEU信息状态ET_MS_CALCCCC1CSEE-LEU通讯状态CC1CSEE-LEU通讯状态ET_LS_CALCC列控中心发送信息的日期标注DESafetydataRBIDS16bytes列控中心接收信息的日期标注DR未使用INF_1_O未使用INF_1_O未使用INF_1_O未使用INF_1_ONUNUNUNUNUNUNUNUINF_1_BNUNUNUNUNUNUNUNUINF_1_BHES1HES2HES3HES4HES5HES6HES7HES8INF_1_BNUNUNUNUNUNUNUNUINF_1_B72to79SACEM校验SC_SACEM8bytes字段定义注：下面，用于SACEM校验计算的每个字段的大小在方括弧[]中规定。本规范中只规定作为安全性数据的字段。应答器通讯状态—表示每个应答器的具体状态。每个应答器分配一个八位字节。比特0与1表示应答器电缆线路中的短路状态=1此时与应答器连接线路中存在短路=0正常比特2和3表示应答器电缆线路中存在开路的状态=1此时与应答器连接线路中存在开路=0正常比特4和5表示列车通过状态=1此时列车通过=0此时没有列车通过DefDerIT–表示LEU设备的内部硬件有故障。在发送一条STATE型信息指明该故障的确存在后，LEU设备将自动重启。=1故障=0正常DefKDI–表示LEU设备的内部硬件有故障。在发送一条STATE型信息指明该故障的确存在后，LEU设备将自动重启。=1此时有故障=0此时正常LEU的配置状态–表示初始化配置的状态。比特0到3表示LEU插头中的配置:数值为0_插头中设备型号没有配置数值为5_设备型号为LEU比特4=1此时接收到的初始化（INIT型）信息中软件版本与LEUPROM中的配置信息不一致比特5=1此时接收到的初始化（INIT型）信息中LEU设备型号与LEU插头配置信息不一致比特6=1此时接收到的初始化（INIT型）信息中TCC/LEU识别码与LEU插头配置信息不一致比特7=1此时不可配置比特4至7=0此时没有配置错误信息状态CC_LEU—[8-位信息片段]表示最后接收的信息的处理结果。每个TCC链接分配四比特。此数据域是非安全区域中对应数据域的重复。比特0/4=1此时SACEM校验不正确比特1/5=1表示DE不正确比特2/6=1表示DR不正确比特3/7=预留比特0到2/4到6=0表示没有错误通讯状态CC_LEU—[8-位信息片段]表示通讯状态。每个TCC链接分配四比特。此数据域是非安全区域中对应数据域的重复。比特0/4=1[仅适用于初始化期间]表示在等待信息比特1/5=1[仅适用于初始化期间]表示收到一条正确的信息比特2/6=1[仅适用于初始化期间]表示等待DR（2个连续信息都正确)比特3/7=1表示链接被锁定比特0到3/4到7=0等于0表示没有故障,链接1/2达到标称模式Anom/Bnom–表示链接1/2已达到标称模式=1链接处于标称模式=0链接不处于标称模式Averr/Bverr–表示链接1/2被锁定=1linkislocked=1链接被锁定=0链接未被锁定EtatKDI–indicatesstatusofthesafetyoutputKDIEtatKDI—表示安全输出KDI的状态=1KDI的状态为高=0KDI的状态为低预留—[1-位信息片段，4-位信息片段，或8-位信息片段，按6.4.2节的框架定义]规定的字段以后使用。链接管理和降级模式行为无论何时，列控中心只在一条链接上向LEU设备发送信息。只有列控中心主系的链接上才有数据。此外，TCC/LEU初始化只能来自于列控中心主系。与列控中心主系成功初始化后，TCC与LEU设备之间的通讯被认为成功建立，LEU设备开始在两个链接上回应STATE型信息。列控中心决定向哪一条链接发送信息。一条链接上有问题一条链接有问题可能表示到达LEU设备的是无效数据—即，LEU设备检测到SACEM校验错误由于物理连接出现问题，数据没有到达LEU设备由于LEU设备只有在收到一条信息后才向列控中心发出一条信息，列控中心必须处理上述的物理故障。.如果一条链接上的SACEM校验错误一个小时内达到10的话，则：链接进入“锁定”状态：能接收到新的信息，会向列控中心的两条链接同时返回状态信息指出链接被锁定。此时，TCC要么转换到使用另一条链接，要么按下述解锁的条件改正错误。由LEU装置进行解锁的条件–在一个小时内收到的SACEM校验错误总和小于10条–链接上没有信息到达，时间大于10秒（例如网络电缆已断开，或者列控中心完全不发送信息给LEU设备等）列控中心与LEU设备之