XFT 545.3-2025 消防车辆动态信息管理系统 第3部分：上装系统输出信息通信协议标准立项发展报告

消防车辆动态信息管理系统第3部分：上装系统输出信息通信协议标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FireVehicleDynamicInformationManagementSystemPart3:CommunicationProtocolforOutputInformationofUpperMountedSystem摘要随着我国消防装备现代化建设进程的持续推进，消防车辆上装系统的信息化、智能化水平已成为影响灭火救援效能的关键因素。当前，各地消防救援队伍配备的消防车辆种类繁多，上装系统（包括消防泵、消防炮、举高臂架、水罐/泡沫罐等）的输出信息格式不统一、通信协议互不兼容的问题日益突出，严重制约了消防车辆动态信息的实时感知、跨系统共享与协同调度，"信息孤岛"现象在实战场景中尤为明显。为破解这一瓶颈，应急管理部消防救援局组织制定了行业标准XF/T545《消防车辆动态信息管理系统》系列标准，其中第3部分《上装系统输出信息通信协议》于2025年4月30日由应急管理部正式发布（标准编号：XF/T545.3-2025），并将于2025年11月1日起实施。本标准确立了消防车辆上装系统输出信息的统一通信协议架构，规定了数据帧格式、通信接口、传输规则、数据项编码及扩展机制等核心技术内容，实现了上装系统输出信息的标准化表达与可靠传输，为消防车辆动态信息管理系统的互联互通和深度应用奠定了坚实基础。本报告系统阐述了该标准的立项背景、编制原则、核心技术内容、预期效益及推广应用前景，以期为标准的实施落地和后续系列标准的研制提供参考与借鉴。关键词：消防车辆；上装系统；通信协议；动态信息管理；标准化；数据接口；互联互通Keywords:Firevehicles;Uppermountedsystem;Communicationprotocol;Dynamicinformationmanagement;Standardization;Datainterface;Interoperability一、引言1.1研究背景随着国家综合性消防救援队伍的改革转制和职能拓展，消防救援任务日趋复杂艰巨，对消防装备的智能化水平提出了更高要求。消防车辆作为灭火救援行动的核心装备载体，其上装系统涵盖消防泵系统、消防炮系统、举高系统、供水系统、泡沫比例混合系统等多个功能子系统，涉及的运行参数包括泵出口压力、流量、转速、液罐液位、臂架角度、伸展高度、倾角姿态等多维动态信息。这些上装系统的实时运行数据，不仅是车辆自身状态监测和安全控制的基础，更是各级消防指挥中心进行力量调度、态势研判和辅助决策的重要依据。然而，由于我国消防车辆生产厂家众多、技术路线各异，各厂家上装系统的电气接口、数据格式和通信方式千差万别，缺乏统一的行业标准加以规范，导致消防车辆上装系统输出信息难以实现标准化采集和互联互通。实践中，同一消防站配备的不同品牌消防车辆往往需要配备不同的数据采集终端和通信适配设备，数据接入消防车辆动态信息管理系统时需要逐一进行协议转换和定制开发，不仅增加了系统建设成本，也延长了建设周期、加大了运维难度。更为突出的是，在跨区域增援和多队伍联合作战场景中，不同厂家、不同型号的消防车辆上装数据无法统一汇聚和分析，严重影响指挥调度的精确性和时效性，制约了信息化手段在灭火救援实战中效能的充分释放。1.2标准体系概述为系统解决上述问题，应急管理部消防救援局组织制定了XF/T545《消防车辆动态信息管理系统》系列标准，旨在构建覆盖消防车辆动态信息采集、传输、处理和应用的综合性标准化技术体系。该系列标准按照信息系统分层架构进行划分，各部分的相互关系如下：-第1部分：规定了消防车辆动态信息管理系统的总体框架、功能组成和技术要求，确立了车载终端、通信网络和中心平台的三层体系架构；-第2部分：针对车载终端部分，规定了消防车辆动态信息采集终端的技术要求和试验方法，明确了终端设备的硬件性能指标和功能要求；-第3部分（本标准）：聚焦于上装系统输出信息的通信协议，规定了上装系统各传感器和执行机构输出的动态信息的标准化表达与传输方法，是连接上装系统与车载终端的关键纽带；-第4部分：针对通信链路部分，规定了车载终端与中心平台之间的数据传输协议与通信要求。其中，第3部分作为连接物理装备层与信息应用层的核心接口标准，在整个标准体系中发挥着承上启下的关键作用——它直接面向消防车辆上装系统这一数据源头，通过统一通信协议界定了数据"从哪来"和"怎么传"的基础规则，其技术方案的科学性和可操作性直接影响着上层系统能否获得完整、准确、实时的车辆状态信息。1.3编制目的与意义本标准的编制旨在实现以下目标：第一，统一上装系统输出信息的表达格式。通过制定统一的通信协议框架和数据帧格式，规范上装系统各类运行参数的编码方式、数据传输规则和接口定义，从根本上消除因厂家差异导致的"数据方言"问题。第二，实现跨厂家、跨车型的互联互通。建立通用的通信机制和数据字典，使不同厂家生产的各类消防车辆上装系统能够以统一的方式向车载终端或管理系统输出信息，实现"即插即用"式的数据接入能力。第三，支撑智能化指挥调度体系建设。为上装系统实时数据的高效采集和可靠传输提供标准化通道，支撑消防车辆动态信息管理系统在力量调度、状态监测、安全预警和辅助决策等方面的深度应用。二、编制原则与依据2.1编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（一）科学性原则。充分调研国内外相关技术标准和行业实践，广泛征求生产企业、使用单位、科研机构和检测机构等各方意见，确保标准技术内容的科学性、合理性和可行性。协议设计立足消防车辆上装系统的实际工作环境和运行特征，充分考虑电磁兼容性、环境适应性和长期运行可靠性等工程约束。（二）兼容性原则。标准制定过程中充分参考和借鉴国内外已有的技术标准成果，包括但不限于GB/T19001质量管理体系标准、GB7956系列消防车通用技术条件标准、SAEJ1939商用车辆通信协议、ISO11898CAN总线通信标准等，在技术架构和协议设计上尽量采用成熟的技术方案和通用的技术范式，兼顾与现有装备技术的衔接和过渡。（三）可扩展原则。通信协议设计充分考虑消防车辆上装系统技术发展和功能扩展的需要，通过预留扩展字段、定义自定义数据区、建立灵活的数据项编码机制等方式，确保标准具有良好的可扩展性和前瞻性，能够适应新型上装设备和新功能模块的持续接入。（四）实用性原则。标准编制立足我国消防救援队伍实际装备情况和实战需求，充分兼顾不同地区、不同层级消防救援队伍的装备差异和信息化建设水平差异，确保标准实施的可操作性和经济性，避免过度设计和不必要的技术门槛。三、标准主要内容3.1范围界定本标准规定了消防车辆上装系统输出信息通信协议的术语定义、通信架构、数据帧结构、数据项编码、传输规则及安全要求等技术内容。适用于消防车辆上装系统与车载终端（或等效的数据采集设备）之间的信息通信，包括但不限于水罐消防车、泡沫消防车、举高喷射消防车、云梯消防车、登高平台消防车、抢险救援消防车等各类消防车辆的上装系统输出信息通信。3.2规范性引用文件本标准在编制过程中引用了以下规范性文件：GB/T3453数据通信基本型控制规程、GB/T9387.1信息技术开放系统互连基本参考模型、GB7956（所有部分）消防车、GB/T19097等标准，确保标准的技术内容与现行有效的国家标准和行业标准保持协调一致。3.3术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：-消防车辆上装系统：安装于消防车辆底盘之上，用于实现灭火、救援等特定功能的成套设备及其控制系统的总称，包括消防泵系统、消防炮系统、举升系统、管路系统、液罐系统及其相关控制装置等。-输出信息：由上装系统产生并向外传输的反映系统运行状态、工作参数和故障信息的各类数据。-通信协议：通信双方为实现信息交换而共同遵守的规则和约定的集合，包括数据格式、传输时序、差错控制和流量控制等内容。-数据帧：通信协议中定义的基本数据传输单元，由帧头、地址域、控制域、数据域、校验域和帧尾等字段按照规定的格式组成。-车载终端：安装于消防车辆上，用于采集、处理、存储和传输车辆动态信息的电子设备。3.4技术要求3.4.1通信架构标准规定了上装系统输出信息通信的两种基本架构模式：模式一：点对点直接通信模式。上装系统通过标准通信接口直接与车载终端连接，按本标准规定的协议格式周期性或事件触发方式输出运行数据。该模式适用于上装系统具备较强数据处理和通信能力的场景。模式二：总线式通信模式。上装系统各组成部分通过车载总线网络（如CAN总线）互联，按照本标准规定的应用层协议进行数据交互，车载终端作为总线节点获取所需的上装运行数据。该模式适用于上装系统由多个分布式子系统组成的复杂场景。两种模式均支持标准的物理层接口定义，包括接口类型、引脚定义、电气特性等内容，确保不同厂家设备在物理层面的互联互操作性。3.4.2数据帧结构标准规定数据帧采用统一的帧格式，在CAN数据帧的基础上，定义了符合消防车辆上装系统特点的应用层协议数据单元（APDU），其主要字段包括：-帧起始标志：标识一帧数据的开始，采用特定的起始字节或位模式进行标识；-版本号：标识通信协议的版本信息，便于系统兼容性管理和协议升级演进；-地址域：包含源地址和目标地址信息，用于标识数据的发送方和接收方，上装系统各子系统分配有标准定义的地址编码；-控制域：包含帧类型、数据长度、帧序号等控制信息，支持数据帧、命令帧、应答帧、故障帧等多种帧类型；-数据域：承载具体的数据内容，由若干个数据项按规定的编码格式排列组成，用于传输上装系统的各项运行参数；-校验域：采用CRC校验算法生成校验码，确保数据传输的完整性和准确性；-帧结束标志：标识一帧数据的结束。3.4.3数据项编码标准的核心内容之一是建立了统一的上装系统输出信息数据字典。数据项编码采用"分类码+功能码+序号"的结构化编码方案，将上装系统输出信息划分为若干大类，主要包括：-运行状态信息：包括消防泵启停状态、消防炮射击状态、举升系统动作状态、阀组开闭状态等；-运行参数信息：包括泵出口压力、泵流量、泵转速、发动机取力器转速、液罐液位、泡沫罐液位、混合比例等；-安全监测信息：包括臂架角度、工作幅度、额定载荷百分比、倾斜角度、风速风向、支腿状态、限位开关状态等；-故障诊断信息：包括各子系统的故障码、报警信息、维护保养提示等诊断类数据。每个数据项均定义了明确的数据类型、数据长度、分辨率、量纲、取值范围和更新周期等属性，确保数据含义的唯一性和无歧义性。3.4.4传输规则标准规定了通信的时序要求、优先级机制和差错处理策略。在总线式通信模式下，定义了基于标识符的优先级仲裁机制，确保安全关键数据（如臂架限位状态、超载报警等）能够在网络拥堵时优先传输。同时，标准规定了上装系统的信息输出速率、数据更新周期和响应时间要求，满足实时监控和远程调度的时效性需求。差错处理方面，标准规定了CRC校验失败时的重传机制和故障上报机制，确保数据传输的可靠性。3.4.5安全要求考虑到消防车辆上装系统直接关系到灭火救援行动的安全性和有效性，标准对通信安全和功能安全提出了明确的技术要求。一方面，规定了数据访问控制机制、身份认证机制和防篡改要求，防止非授权设备接入系统或非法篡改数据；另一方面，要求通信协议的设计满足功能安全要求，确保在通信中断、数据异常或设备故障等情况下，系统能够安全降级运行，避免因信息通信异常导致安全事故。四、主要参与单位介绍4.1应急管理部上海消防研究所应急管理部上海消防研究所（以下简称"上海所"）是本标准编制的牵头单位和核心技术支持单位。上海所成立于1965年，是我国消防领域成立最早、综合实力最强的国家级消防科研机构之一，长期从事消防装备技术、消防信息化技术、火灾防治技术等领域的科学研究、技术开发和标准制定工作。上海所依托其下属的消防装备研究室、消防信息化研究室和标准化研究室，组建了涵盖机械工程、电气工程、通信工程、计算机科学、消防工程等多学科背景的标准编制团队，为本标准的研制提供了坚实的理论基础和技术保障。在消防车辆技术领域，上海所积累了数十年的研究经验和数据资源，先后主持或参与制修订了GB7956《消防车》系列标准、XF/T545-2025系列标准等数十项国家和行业标准，建立了一套较为完善的消防车辆技术标准体系。依托国家消防装备质量检验检测中心（上海）这一国家级检验平台，上海所具备国内领先的消防车辆性能和通信协议符合性检测验证能力，能够为标准的技术验证和试验验证提供权威的检验支撑。在XF/T545.3-2025标准的研制过程中，上海所充分发挥其在消防车辆技术领域的深厚积累，负责标准框架设计、通信协议架构定义、核心数据字典编制、技术指标论证以及征求意见汇总处理等关键工作，为标准的科学性、先进性和可操作性提供了有力保障。4.2其他参与单位本标准在编制过程中还得到了以下单位的大力支持和积极参与：应急管理部消防救援局（现国家消防救援局）负责标准的组织管理和政策指导；部分省市消防救援总队作为使用单位代表，从实战需求出发为标准的技术内容提供了重要的需求输入和应用反馈；国内主要消防车辆制造企业（包括部分行业龙头企业）作为装备生产方，在标准的技术可行性和可实施性方面提供了工程实践经验。五、标准实施预期效益5.1提升应急救援指挥效能本标准实施后，各级消防指挥中心可实时获取灭火救援现场消防车辆上装系统的精确运行数据，包括消防泵的工作压力与流量、举高车辆的臂架状态与额定载荷、液罐剩余灭火剂容量等关键信息。指挥人员可根据这些实时数据精确评估车辆作战能力、科学制定力量部署方案、合理安排增援调度和战勤保障，有效提升指挥决策的科学性和时效性。5.2促进消防装备信息化建设标准为各消防车辆制造企业提供了统一的上装系统通信协议设计规范，使得新出厂消防车辆的上装系统能够实现标准化信息输出。这不仅降低了车载终端设备协议适配的复杂度、简化了系统集成工作，也有利于老旧车辆加装信息化改造的规范化推进，加快消防装备信息化建设的整体进程。5.3降低系统建设和运维成本标准实施前，消防车辆动态信息管理系统建设项目中，针对不同品牌消防车辆的协议适配开发往往占系统建设总成本的20%~30%。标准实施后，统一的通信协议将显著减少定制开发工作量，缩短系统建设周期，降低建设成本和后期运维复杂度。同时，统一协议也有利于设备的市场化竞争，促进行业良性发展。六、结论与展望XF/T545.3-2025《消防车辆动态信息管理系统第3部分：上装系统输出信息通信协议》的发布实施，填补了我国消防车辆上装系统通信协议领域标准的空白，是消防装备信息化标准化建设的一项重要阶段性成果。该标准在科学制定原则指导下，充分兼顾技术前瞻性与工程实用性，通过统一上装系统输出信息的通信协议和数据编码，为消防车辆动态信息管理系统的互联互通、数据共享和深度应用奠定了坚实的技术基础，将在提升应急