RSSP-I 铁路信号安全通信协议

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611102652.1(22)申请日 2016.12.05(71)申请人 河南辉煌科技股份有限公司地址 450001 河南省郑州市高新技术产业开发区科学大道74号(72)发明人 赵海东　王晓帅　程建兵　(74)专利代理机构 郑州德勤知识产权代理有限公司 41128代理人 黄红梅　白毅明(51)Int.Cl.H04L 29/06(2006.01)(54)发明名称一种RSSP-I铁路信号安全通信协议的实现方法(57)摘要本发明提供一种RSSP-I铁路信号安全通信协议的实现方法，它利用面向对象的C++编程语言，封装了一个协议类HH_RSSP_I和一个负责数据处理的纯虚类DataInterface，HH_RSSP_I类负责安全通讯协议的建立、维护，DataInterface类负责底层数据的接收、发送与业务数据处理。

DataInterface类中的纯虚函数SendData 、ReceData、PushData需要用户结合自己的实际软硬件环境实现，实现后通过实例化对象，将对象通过HH_RSSP_I中的Init(DataInterface *pDI)传入HH_RSSP_I类中，用此方法将协议类HH_RSSP_I与数据处理类DataInterface联系运行起来。

该实现方法具有通用性好、稳定性高、结构清晰的优点。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 106850537 A 2017.06.13C N 106850537A1.一种RSSP-I铁路信号安全通信协议的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，数据发送端和数据接收端各自封装一个协议类HH_RSSP_I和一个用户接口类DataInterface，在HH_RSSP_I类中封装安全通信协议初始化函数Init、链接建立与维护函数DoReceWork、重连请求函数SendSSE和重建链接响应函数SendSSR；在DataInterface类中封装底层接收纯虚函数ReceData、底层发送纯虚函数SendData、业务数据处理纯虚函数PushData；步骤2，数据发送端的HH_RSSP_I类调用底层发送纯虚函数SendData发送原始数据；步骤3，数据接收端的底层接收纯虚函数ReceData接收原始数据；步骤4，数据接收端将原始数据传送给HH_RSSP_I类，HH_RSSP_I类通过分析原始数据中的校验位及时间戳记号判断原始数据是否丢失、是否完整、是否有时效、是否正确，若原始数据完整、有时效且正确，则将原始数据中的业务数据剥离出来，传送给DataInterface类中的业务数据处理函数进行处理。

铁路信号安全协议设计及实现铁路信号安全协议是保障铁路交通安全的重要组成部分，它通过合理的设计和实施，确保列车在铁路上行驶时能够准确、及时地接收到正确的信号，从而避免事故的发生。

本文将介绍铁路信号安全协议的设计原理和实现方法，以及相关技术的应用。

一、设计原理铁路信号安全协议的设计原理包括以下几个方面：1.1 信息传输安全性铁路信号协议需要保证信息的传输安全性，防止信息被篡改、截获或仿冒。

为此，可以采用加密算法对信号信息进行加密处理，确保只有合法的接收方能够解密并获取正确的信号内容。

1.2 时间同步性铁路信号协议需要确保各个信号设备之间的时间同步性，即信号的发送和接收时间要保持一致，以避免因时间不同步而导致的误解或错误判断。

为了实现时间同步，可以使用网络时钟同步协议或者GPS定位系统来提供准确的时间参考。

1.3 故障容错性铁路信号协议需要具备故障容错性，即在设备故障或通信中断的情况下，能够及时发现并采取相应的补救措施，以确保列车的安全行驶。

为了实现故障容错，可以采用冗余设计和备份通信线路，确保即使一部分设备发生故障，其他设备仍然能够正常工作。

二、实现方法铁路信号协议的实现方法主要包括以下几个步骤：2.1 系统需求分析需要对铁路信号系统的需求进行详细分析，包括信号类型、信号传输速率、安全性要求等。

根据需求分析的结果，确定信号协议的基本设计方案。

2.2 协议设计根据系统需求，设计信号协议的帧结构、数据格式和传输方式。

在设计过程中，需要考虑到信号的安全性、可靠性和实时性等因素。

2.3 实现和测试根据协议设计的结果，开发相应的软件和硬件设备，并进行测试和验证。

在测试过程中，需要模拟实际的运行环境，对协议的性能和可靠性进行评估。

2.4 部署和运维在测试通过后，将信号协议部署到实际的铁路信号系统中，并进行运维和管理。

在运维过程中，需要对设备进行定期检查和维护，确保协议的正常运行。

三、相关技术应用铁路信号安全协议的设计和实现离不开一些相关的技术应用，如：3.1 数据加密技术为了保证信号信息的安全传输，可以采用数据加密技术对信号进行加密和解密处理。

铁路信号安全协议-1Railway Sig nal Safety Protocol - I（报批稿）XXXX -XX - XX 发^XXXX -XX - XX 实施布中华人民共和国铁道部发布I类协议规范。

本规范为首次发布，应用于铁路信号安全通信的本规范由北京全路通信信号研究设计院提出并归口。

本规范由北京全路通信信号研究设计院负责起草。

本规范主要起草人：岳朝鹏、叶峰、郭军强1范围本规范规定了铁路信号安全设备之间进行安全相关信息交互的安全层功能结构和协议。

范应与以本规范扩展定义的其它接口规范，共同构成完整的应用规范。

本规范适用于封闭式传输系统，以实现铁路信号安全设备间的安全数据通信。

本安全层规2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

EN-50159-1:2001 Railway applicati ons —Commun icati on, sig nail ing and Process ing systems —Part 1: Safety-related com muni cati on in closed tran smissi on systems 铁道应用：圭寸闭式传输系统中安全通信要求EN-50159-2:2001 Railway applicati ons —Commun icati on, sig nail ing and Process ing systems —Part 2: Safety-related com muni cati on in ope n tran smissi on systems 铁道应用：开放式传输系统中安全通信要求EN-50128:2001 EN-50129:2003 Railway applications —Communications, signalling and processing systems —Software for railway con trol and protect ion systems 铁道应用:铁路控制和防护系统软件Railway applications —Communication, signalling and processing systems —Safety related electronic systems for signalling 铁道应用：安全相关电子系统3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

铁路信号安全通信协议V0.52008年12月1. 修订历史2. 目录1. 修订历史 .......................................................................................................... 错误！未指定书签。

2.目录 .................................................................................................................. 错误！未指定书签。

3.简介 .................................................................................................................. 错误！未指定书签。

3.1目的及范围....................................................................................... 错误！未指定书签。

3.2参考文献 .......................................................................................... 错误！未指定书签。

3.3术语和定义....................................................................................... 错误！未指定书签。

3.4缩略语 .............................................................................................. 错误！未指定书签。

RSSP-I铁路信号安全通信协议的测试研究袁天弋(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)摘要：鉴于RSSP-I铁路安全通信协议在国内高速铁路中的广泛应用，开展RSSP-I安全协议测试方法的研究。

对R S S P-I安全通信协议实现机制进行介绍，提出针对安全通信协议实现的技术要求，详细说明其测试方法。

通过测试方法的研究，便于研发人员可根据具体场景增加相应的防护技术，同时进一步完善RSSP-I铁路安全通信协议的测试方法。

关键词：接口；RSSP-I；安全通信协议；测试方法中图分类号：U285.4 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2020)10-0014-05Research on Test ofRSSP-1 Railway Signal Safety Communication ProtocolYuan Tianyi（CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd, Beijing 100070, China）Abstract: In consideration of the wide application of RSSP-I safety communication protocol in China high-speed railway, the RSSP-I test method is studied. In this paper, the implementation mechanism of RSSP-I is introduced, the technical requirements for RSSP-I is put forward, and the test method of RSSP-I is described. Through study of the test method, R&D personnel can easily add the corresponding protection technology according to the concrete application scenario, and further improve the test method of RSSP-I.Keywords: interface; RSSP-I; safety communication protocol; test methodDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2020.10.0041　概述随着国内高速铁路的十年发展，已全面迈入高铁时代。

• 4•本文阐述了基于UDP/IP 的《RSSP1铁路信号安全通信协议（V1.0）》的优势，介绍了采用安全通信协议的互联互通CBTC 系统车地安全通信解决方案。

从此系统的设计原理出发，结合研发过程和项目实施，本文总结了此通信系统的一般调试方法。

目前，我国各信号厂商，对于城市轨道交通的车-地通信信号系统，大多采用自家的私有设计，通信协议和网络传输接口等都不尽相同。

为了促进中国城市轨道交通的建设和发展，满足经济适用、资源共享以及可持续发展的目标，中国城市轨道交通协会提出，应建立一套可以满足城市轨道交通互联互通的系统，从需求、产品、工程、运营和维护等各个方面，整体规划，由点及面的分步实施，最终实现城市轨道交通网络化、共享化运营，线网建设资源共享。

1 互联互通CBTC系统服务于城市轨道交通的互联互通CBTC 系统，旨在解决装备有不同信号厂家设备的列车，可以行驶在装备有不同信号厂家轨旁设备的交通线路上，可以从一条线路无缝的跑到另一条线路，或者另几条线路，不会出现通信、定位和信号控制的问题。

为了达到上述目标，互联互通信号系统应该采用一种可靠且统一的无线通信系统作为车-地信息传输的通道。

1.1 传输层协议TCP 是整个TCP/IP 协议族中最重要的协议之一，它在IP 协议提供的不可靠数据服务的基础上，采用了重发技术，为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。

TCP 协议一般用于传输数据量比较少，且对可靠性要求高的场合。

UDP 是一种不可靠的、无连接的协议，可以保证应用程序进程间的通信，与TCP 相比，UDP 是一种无连接的协议，它的错误检测功能要弱得多。

可以这样说，TCP 有助于提供可靠性，而UDP 则有助于提高传输速率。

UDP 协议一般用于传输数据量大，对可靠性要求不是很高，但要求速度快的场合。

1.2 通信安全协议铁路信号安全通信协议包括基于TCP/IP 的《RSSP-II 铁路信号安全通信协议（V1.0）》和基于UDP/IP 《RSSP-I 铁路信号安全通信协议（V I.0）》。

RSSP-I铁路信号安全通信协议（V1.0）2010年4月目录1.简介 (3)1.1目的及范围 (3)1.2参考文献 (3)1.3术语和定义 (3)1.4缩略语 (4)2.参考结构 (6)2.1综述 (6)2.2系统结构及接口 (8)3.安全防御技术 (10)3.1序列号 (10)3.2时间戳 (10)3.3超时 (10)3.4源标识 (11)3.5反馈报文 (11)3.6双重校验 (11)4.报文定义 (12)5.安全通信交互协议 (16)5.1安全数据交互原则 (16)5.2安全校验过程 (19)6.参数配置要求 (22)1.简介1.1目的及范围1.1.1.1.本规范规定了信号安全设备之间通过封闭式传输系统进行安全相关信息交互的功能结构和协议。

1.1.1.2.本规范适用于铁路信号安全设备之间的安全通信接口。

1.2参考文献[1]GB/T24339.1—2009 轨道交通通信、信号和处理系统第1部分：封闭式传输系统中的安全相关通信[2]GB/T24339.2—2009 轨道交通通信、信号和处理系统第2部分：开放式传输系统中的安全相关通信[3]EN-50128:2001 Railway applications –Communications,signalling and processing systems – Software forrailway control and protection systems 铁道应用:铁路控制和防护系统软件[4]EN-50129:2003 Railway applications–Communication, signallingand processing systems–Safety related electronicsystems for signalling铁道应用：安全相关电子系统1.3术语和定义本文件中使用了标准GB/T 24339.1和GB/T 24339.2的定义，并附加使用了以下术语。

RSSPI铁路信号安全通信协议RSSPI是铁路信号系统中使用的一种安全通信协议，它为铁路运输提供了可靠的信号传输和数据通信功能。

本文将介绍RSSPI协议的原理、特点以及在铁路信号系统中的应用。

一、RSSPI协议的原理1. 数据格式RSSPI协议采用二进制格式传输数据，具有高效的数据压缩和传输能力。

数据包由头部和数据体组成，头部包含了数据包的标识和长度信息，数据体则是具体的信号数据。

2. 数据加密为了确保通信的安全性，RSSPI协议使用了数据加密技术。

在传输过程中，数据经过加密算法处理，只有合法的接收方才能解密并获取数据内容，避免数据被非法篡改或窃取。

3. 可靠性传输RSSPI协议通过使用数据校验码和确认应答方式，实现了可靠的数据传输。

发送方在发送数据包时，会附加校验码，接收方通过比对校验码来验证数据的完整性。

如果数据包损坏或丢失，接收方会要求发送方重新发送，以确保数据的正确传递。

二、RSSPI协议的特点1. 实时性铁路信号系统对数据的实时传输要求非常高，RSSPI协议通过采用高速传输通道和优化的数据处理算法，确保数据可以实时准确地传输到目标设备。

2. 可扩展性RSSPI协议设计灵活，具有良好的可扩展性。

它支持多种数据类型的传输，可以适应不同类型的信号设备和通信系统，便于系统的升级和添加新功能。

3. 安全性铁路信号传输系统对数据的安全性要求很高，RSSPI协议通过加密技术和校验码验证等手段，保证数据传输过程中的安全性，防止数据被非法访问和篡改。

三、RSSPI协议在铁路信号系统中的应用1. 信号灯控制RSSPI协议可以用于控制铁路信号灯的状态。

通过发送特定的数据包，可以实现信号灯的变色和闪烁等操作，确保列车安全行驶。

2. 路口监控铁路信号系统需要监控路口的实时情况以保证列车通行安全。

RSSPI协议可以传输路口监控设备的数据，例如道口状态、车辆数量等，为信号系统提供准确的路况信息。

3. 列车位置报告铁路运输需要及时了解列车的位置信息，以协调列车的运行。