T∕CIN 120-2026 标载通信网络数据交互技术要求

ICS03.220.40CCSR07Technicalspecificationsfordatainteractionofbuoy-bornecommunicationnetworkT/CIN120—2026I 2规范性引用文件 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 4系统架构 25一般要求 25.1航标终端设备 25.2岸基服务平台 25.3标载通信网络 36数据交互模式 36.1终端向平台传输数据 46.2平台向终端发送命令 47报文格式 47.1报文总体结构 47.2报文头格式 47.3报文体格式 57.1报文尾格式 7.2报文数据封装的编码规则 8数据传输规则及安全要求 8.1报文分包 8.2监控视频流和雷达回波强度数据传输 8.3身份认证 8.4数据安全 附录A（资料性）航标通信及设备参数相关数据表 14A.1闪光灯质表 A.26比特ASCII表 A.3字节对应关系表 参考文献 T/CIN120—2026I本文件按照GB/T1.11-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国航海学会提出并归口。本文件起草单位：武汉理工大学、交通运输部北海航海保障中心、东南大学。本文件主要起草人：高曙、陈先桥、贾俊豪、李建英、季克淮、刘新宇、于文宇、王向阳。T/CIN120—20261标载通信网络数据交互技术要求本文件规定了标载通信网络数据交互的系统架构、一般要求、数据交互模式、报文格式、数据传输规则及安全等要求。本文件适用于标载通信网络数据交互系统的设计、建设及应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB4696中国海区水上助航标志GB/T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求GB/T32907信息安全技术SM4分组密码算法GB/T44087北斗三号区域短报文通信用户终端技术要求与测试方法GB50174数据中心设计规范JT/T761航标灯通用技术条件3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1标载通信网络buoy-bornecommunicationnetwork依托新一代移动通信技术，在航标上集成部署的具备低时延、广覆盖、无缝连接能力，并支持多跳自组网以延伸通信距离的专用通信网络。3.1.2岸基服务平台shore-basedserviceplatform依托设置在港口、沿海及内河的设施，融合信息技术、通信技术、数据交互与处理技术等现代化手段，为航标运行监管、维护保养、信息发布、应急响应等提供综合保障的服务系统。3.1.3航标终端设备aid-to-navigationterminaldevice安装于航标上，集成传感器接口、控制模块、存储单元及通信模块、固态雷达、视频摄像头等，用于采集环境状态与航标状态数据、执行控制指令，并实现数据处理与交互的智能设备。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。T/CIN120—20262AIS：自动识别系统（AutomaticIdentificationSystem）ASCII：美国信息交换标准码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）IANA：互联网号码分配机构（InternetAssignedNumbersAuthority）IMSI：国际移动用户识别码（InternationalMobileSubscriberIdentity）IMEI：国际移动设备识别码（InternationalMobileEquipmentIdentity）TCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol）UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）UTC：世界协调时间（UniversalTimeCoordinated）4系统架构航标终端设备（以下简称“终端”）与岸基服务平台（以下简称“平台”）之间利用标载通信网络并辅以北斗短报文方式进行数据交互时，架构如图1所示。标载通信网络数据交互技术涵盖数据交互模式、报文格式与传输规则以及安全要求等核心内容。图1标载通信网络数据交互架构图5一般要求5.1航标终端设备航标终端设备应包括工控机、水文与气象传感器、固态雷达、视频摄像头、数据采集接口、数据存储器、网络通信管理等，并应满足以下要求：a)支持采集并传输航标工作状态、环境状态、监控视频流、雷达回波强度数据等。b)具备本地缓存与断点续传能力，以保证通信传输的可靠性。c)支持固件远程升级，升级时保证向下兼容，不影响既有通信协议与数据格式。d)防护等级不低于IP67，符合GB/T4208相关规定。5.2岸基服务平台岸基服务平台应包括服务器集群、数据库管理系统、数据存储设备、网络通信设备等，并应满足以下要求。a)具备实时数据接收、解析、存储和分发，以及负载均衡、故障切换等功能。b)数据存储采用冗余备份机制，保障数据可追溯、可检索、可恢复。c)平台系统升级通过版本协商机制实现平滑过渡，保证现有终端通信能力不受影响。T/CIN120—20263d)具备网络安全防护措施；宜支持专网接入方式（如VPN），用于终端与平台之间的通信隔离与安全增强。e)部署平台的机房符合GB50174的相关规定。5.3标载通信网络5.3.1网络连接模式5.3.1.1连接方式终端与平台数据交互基于标载通信网络实现，网络连接应采用按需连接方式。5.3.1.2连接步骤当平台需要与终端建立连接时，按以下步骤执行：a)远程启动与握手：1)平台应使用北斗短报文向终端发送远程启动命令；2)命令发出后，若超过3min未收到终端的登录确认命令，平台应重发远程启动命令。重发次数不应超过3次，每次重发间隔宜为3min；3)若达到最大重发次数仍未收到终端登录确认命令，平台应生成报警信息，并终止本次连接建立流程；4)若平台在重试过程中收到终端的登录确认命令，则视为成功，继续执行步骤b)。b)终端设备启动：终端收到远程启动命令后，应启动工控机、视频摄像头、固态雷达等设备以及标载通信网络，建立网络连接。c)连接维持与数据交互：1)终端应通过北斗短报文向平台发送登录确认命令；2)连接建立后，终端应定时向平台发送心跳命令以维持连接状态。心跳间隔默认值为5min，可根据实际需求在1min～10min范围内调整；3)连接存续期间，平台与终端进行数据交互；4)出现以下任一情况时，结束此次连接：——终端向平台发送登出请求命令并得到平台应答；——平台通过北斗短报文向终端发出远程关闭命令。5.3.2通信协议终端与平台间通信协议宜采用TCP或UDP，并应满足以下要求：a)使用预置的平台IP地址和服务端口号进行通信。平台IP地址和端口号在终端启用前完成预置；变更时由平台通过远程配置指令（如北斗短报文）提前更新，更新后终端重新建立连接。通过北斗短报文更新时，符合GB/T44087的相关规定。b)TCP/UDP服务端口号取值范围为1024～65535，避免与IANA规定的端口（0～1023）冲突，并通过访问控制列表限制非法IP接入，仅允许预置的合法IP地址访问。6数据交互模式T/CIN120—202646.1终端向平台传输数据终端与平台建立网络连接后，终端应通过该网络实时传输监控视频流、雷达回波强度数据、航标工作状态与环境状态等数据。6.2平台向终端发送命令平台通过标载通信网络向终端发送操控命令，应采用请求-应答模式，按以下步骤执行：a)命令发送：1)平台向终端发送操控命令（如设备参数设置、打开/关闭视频摄像头、雷达等）；2)平台发送操控命令后，若30s内未收到应答报文，应重新发送；3)平台连续发送3次操控命令仍未收到终端应答报文，则判定为通信故障，平台应生成报警信息，并停止继续重发。b)终端执行与应答：终端收到操控命令后执行相应操作，完成后向平台返回应答报文。7报文格式7.1报文总体结构报文由报文头、报文体以及报文尾组成，见图2。图2报文总体结构7.2报文头格式报文头是每个报文必要的公共部分，描述了每个报文的基本信息；字段依次为报文起始标志、报文总长度、命令类型代码、数据类型标识、报文流水号等。报文头格式定义见表1。表1报文头格式定义64标识该报文是发起请求还是请求应答的命令类型，在命令求类型报文的命令码最高位为0，请求应答类型报文的命令48取值范围从0x00至0xFF，报文流水号标识发送方发出的每一次报文请求。如8T/CIN120—2026586标识该报文的协议版本与加密内容等情况。其中高三位为说明本报文的加密情况，0：未加密，1：采用SM4，2取值范围从0x0000至0xFFFF,编码规则应符报文头的所有数据CRC16校验的结果值，验表2命令类型代码081923表3时间戳7455667.3报文体格式7.3.1概述报文体包括参数配置信息、控制命令信息及各类交互数据内容等。7.3.2远程启动命令报文体远程启动命令报文头中“命令类型代码”为0，无需报文体。7.3.3登录确认命令报文体登录确认命令报文头中“命令类型代码”为8。报文体格式定义见表4。表4登录确认命令报文体格式定义为防止非法接入并确保终端合法性，平台与终端之间应实施双向认证机制。平台采用终端序列号作为终端的唯一业务标识，采用IMEI与IMSI组合作为终端网络设备的唯一物理标识。平台应建立终端序列号与网络设备标识（IMEI与IMSI组合）的一对一绑定关系。仅在终端上报的序列号与网络设备标识均正确时，判定该终端为合法终端并允许接入；否则，应拒绝连接并记录异常。7.3.4远程关闭命令报文体远程关闭命令报文头中“命令类型代码”为1，无需报文体。7.3.5心跳命令报文体心跳命令报文头中“命令类型代码”为9，无需报文体。T/CIN120—202667.3.6登出请求命令报文体登出请求命令报文头中“命令类型代码”为2。报文体格式定义见表5。表5登出请求命令报文体格式定义27.3.7登出应答命令报文体登出应答命令报文头中“命令类型代码”为10。无需报文体。7.3.8操控指令请求命令报文体操控指令请求命令用于平台向终端发送各类控制命令，报文头中“命令类型代码”为3。报文体格式定义见表6。表6操控指令请求命令报文体格式定义4表7视频流参数2设置视频编码格式：0：H.264，1：高12位用于设置水平像素数，低12位用于设置垂直像素数，如0111100000008777表8雷达参数3887.3.9操控指令应答命令报文体操控指令应答命令用于终端向平台发送各类控制或参数设置命令的应答，报文头中“命令类型代码”为11。报文体格式定义见表9。表9操控指令确认命令报文体格式定义T/CIN120—20267427.3.10雷达回波强度数据报文体报文头中“命令类型代码”为15且“数据类型标识”为0时，传输雷达强度回波数据。报文体格式定义见表10。表10雷达回波强度数据报文体格式定义CAT-240块参考EUROCONTROL发布的ASTERIXCategory240规范第5章数据块格式雷达回波强度可视化图像，采用JPEG/PNG格式，分辨率与7.3.11监控视频流数据报文体报文头中“命令类型代码”为15且“数据类型标识”为1时，传输监控视频流数据。报文体格式定义见表11。表11视频流传输报文体格式定义40:视频关键帧(IDR)；1:视频非关键帧(P/B视频数据,应为标准H.264/H.2657.3.12航标工作状态数据报文体报文头中“命令类型代码”为15且“数据类型标识”为2时，传输航标工作状态数据。报文体格式定义见表12。表12航标状态数据报文体格式定义T/CIN120—20268表13设备编号74667表14工作灯器3取值范围：0~7。1：独立工作；2：主备模式；33取值范围：0~7。1：主；2：备；3：应急；4：87753取值范围：1~7。1：GP；2：BD；3：GL；4：GA），），888329），6取值范围：0~30。62：超范围；63：默认值；其余值V，分辨率：0.01V72取值范围：0~3。1：是；2：否；22取值范围：0~3。1：正常；2：不正常；33977取值范围：0~6000。8090：超范围；8191：默认值T/CIN120—20269取值范围：0~6000。8090：超范围；8191：默认值h9992取值范围：0~3。1：正常；2：不正常；2取值范围：0~3。1：正常；2：不正常；2取值范围：0~3。1：正常；2：不正常；表15备用灯器描述928729），7表16能源状态描述8779取值范围：0~400。510：超范围；511：默认值；其表17AIS设备状态8取值范围：0~180。254：超范围；255：默认值；其余值保留。单位：V,分2取值范围：0~3。1：正常；2：异常；2取值范围：0~3。1：正常；2：异常；2取值范围：0~3。1：正常；2：异常；2取值范围：0~3。1：正常；2：异常；表18雷达状态T/CIN120—20266），），2取值范围：0~3。1：正常；2：异常；表19摄像头工作状态62取值范围：0~3。1：可见光摄像头；2：红外摄像头；3：默认值；其余值保留取值范围：-90°~+90°。-67108863），），2取值范围：0~3。1：正常；2：异常；表20工作设备887取值范围：-90°~+90°。-67108863：默认值；其余值保留。最高位表示），），8取值范围：0~200。255：默认值；其53取值范围：0~7。1：光控；2：时控；3：强开；4：强关；7：默认值；其余796取值范围：0~30。63：默认值；其余9取值范围：0~400。511：默认值；其余值保留。单位：V，9取值范围：0~400。511：默认值；其余值保留。单位：V，8取值范围：0~200。255：默认值；其余值保留。单位：8取值范围：0~200。255：默认值；其余值保留。单位：表21备用设备887379），69取值范围：0~400。511：默认值；其余值保留。单位：V，T/CIN120—20269取值范围：0~400。511：默认值；其余值保留。单位：V，8取值范围：0~200。255：默认值；其余值保留。单位：8取值范围：0~200。255：默认值；其余值保留。单位：表22能源参数8879取值范围：0~400。511：默认值；其余值保留。单位：V，9取值范围：0~400。511：默认值；其余值保留。单位：V，9取值范围：0~500。511：默认值；其余值保留。单位：V，8取值范围：0~200。255：默认值；其余值保留。单位：表23工作模式48取值范围：1~240。60：默认值；255：不可用/未变更；其余值保留。单位：67.3.13环境状态数据报文体报文头中“命令类型代码”为15且“数据类型标识”为3时，传输环境状态数据。报文体格式定义见表24。表24环境状态数据报文体格式定义3风单位：s9项目数：1浪T/CIN120—2026单位：s流项目数：3（最大，平均，瞬时）*30（30项目数：3（最大，平均，瞬时）*30（30项目数：17.4报文尾格式报文尾包含校验和与结束符，见表25。表25报文尾部组成6固定值，表示报文的结束。设置为“；”7.5报文数据封装的编码规则报文数据封装的编码规则如下：a)使用6比特ASCII码；b)不足6位时用0填充；c)6比特ASCII表见附录A中表A.2。8数据传输规则及安全要求8.1报文分包依据网络条件，长报文宜采用分包方式进行数据发送。平台在收到所有分包封装的报文后，根据分包索引按顺序拼接，分包封装的报文包应使用相同报文流水号。8.2监控视频流和雷达回波强度数据传输监控视频流数据的传输协议、数据封装格式应满足GB/T28181相关要求。使用H.264或H.265编码，宜动态调整帧率或码率，帧率一般不低于25fps，码率控制为VBR（可变比特率以适应网络带宽变化。对于雷达回波强度数据，传输宜满足EUROCONTROLASTERIXCategory240要求的数据块以及同分辨率的JPEG/PNG压缩图像。8.3身份认证T/CIN120—2026平台与终端