一种可配置安全通信协议的实现方法技术

本发明专利技术公开了一种用于基于通信的列车控制系统中的可配置安全通信协议的实现方法，所述基于通信的列车控制系统包括应用层和硬件驱动层/安全层，所述方法包括：在所述应用层和所述安全层之间设置包括可配置安全通信协议栈和函数接口的可配置安全通信协议层，以使得应用层可通过调用所述函数接口来配置所述可配置安全通信协议栈以支持用于所述列车控制系统的多个组件之间的通信的多种安全通信协议。本发明专利技术的可配置安全通信协议包括了RSSP‑I和RSSP‑II等安全通信协议，同时更提供了其它一系列的安全校验方式，可以通过配置的方式，由用户定义不同的安全校验组合，以实现不更改代码实现和其它子系统既有安全通信协议对接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于通信的列车控制(CBTC)系统，更具体地，涉及CBTC系统中的可配置安全通信协议的实现方法。
技术介绍
城轨CBTC信号系统(也不仅限于该系统)的内部各子系统之间通信中已知或未知的特性会影响到各子系统的安全，各子系统间数据传输过程中可能由于受到网络延迟或干扰等原因而导致通信数据出现重复、删除、插入、重排序、损坏、延迟和伪装等威胁，而在开放式网络中，更有可能会出现非法入侵。为了避免以上安全威胁的出现，需要在通信过程中采用安全通信协议，需要增加校验机制以保证通信数据的真实性、完整性、时限性及次序性。国内通用的安全通信协议为铁路信号安全通信协议-1(RSSP-I)与铁路信号安全通信协议-2(RSSP-II)。RSSP-I通过设备识别号、16位CRC校验、32位移位时间戳保证通信安全。RSSP-II通过设备识别号、序列号、时间戳或周期戳、CRC32、3DES加密码保证系统间通信安全。对于不同的通信双方，通常需要不同的校验机制对通信数据的安全进行保证，通信校验机制的开发、测试和维护会给开发人员带来较大工作量。因此，本领域中希望解决以下问题：1、如何在不改动源码的情况下实现不同信号子系统间安全通信协议对接；2、信号子系统如何在不改动与安全通信协议接口的情况下，调用不同的安全通信协议处理过程；3、如何支持多个通信对象的连接。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。本文所述可配置安全通信协议囊括了RSSP-I和RSSP-II等安全通信协议，同时更提供了其它一系列的安全校验方式，可以通过配置的方式，由用户定义不同的安全校验组合，以实现不更改代码实现和其它子系统既有安全通信协议对接。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于基于通信的列车控制系统中的可配置安全通信协议的实现方法，所述基于通信的列车控制系统包括应用层和硬件驱动层/安全层，其特征在于，所述方法包括：在所述应用层和所述安全层之间设置包括可配置安全通信协议栈和函数接口的可配置安全通信协议层，以使得可通过调用所述函数接口来配置所述可配置安全通信协议栈以支持用于所述列车控制系统的多个组件之间的通信的多种安全通信协议。根据本专利技术的又一实施例，通过调用所述函数接口来配置所述可配置安全通信协议栈进一步包括：配置可用的通信链路数量；配置每条通信链路的安全通信参数；以及配置通信协议格式。根据本专利技术的又一实施例，所述安全通信参数包括以下中的至少一个：链路号、发送方类型、发送方识别号、接收方类型、接收方识别号、发起方/应答方/无发起应答区分、发起握手允许周期、序列号容忍数、超时周期容忍数、以及数据发送间隔。根据本专利技术的又一实施例，所述通信协议格式包括以下中的至少一个：校验手段、以及所述校验手段使用的字节在数据包中的位置。根据本专利技术的又一实施例，所述方法还包括配置各个安全通信协议所特有的配置数据。根据本专利技术的又一实施例，所述协议栈初始化包括根据所配置的协议加载所需要的通信链路的数量、参数配置、通信协议结构。根据本专利技术的又一实施例，所述方法还包括：初始化所述可配置安全通信协议栈；根据所述通信协议格式中约定的校验方式来检查由所述应用层发送给所述协议栈的数据包是否通过校验；以及响应于所述数据包通过校验，更新链路状态。根据本专利技术的又一实施例，所述校验方式包括以下中的至少一个：FFFE、CRC、发送序列号与接收序列号、EC机制、发送方/接收方、AES、DES及3DES、RSSP-I、以及RSSP-II。根据本专利技术的又一实施例，所述方法还包括：在所述协议栈中为所述应用层提供以下接口中的至少一个：链路数据应用封装接口、链路数据校验解析接口、链路状态查询接口、链路打开/关闭操作接口、以及系统间同步接口。根据本专利技术的又一实施例，所述方法还包括：将所述应用层需要发送的应用数据按照约定格式封装；以及返回封装后的数据包。本专利技术由此提供了一种可配置性较高、通用性较大的通信协议，此协议提供了一系列常用的通信安全校验机制，通过灵活配置的方式对不同校验机制进行选择、组合，从而在不修改源程序的情况下能够提供城轨CBTC信号系统城轨信号内部各子系统之间的安全通信协议。本专利技术的技术效果是：1、本专利技术包含了轨道交通常用的RSSP-I及RSSP-II安全通信协议，并可通过配置协议结构，支持大部分设备中的私有安全通信协议；2、本专利技术可以在仅修改配置文件的情况下扩展通信链路；3、本专利技术可在仅修改配置文件的情况下更改采用的安全通信协议构成或安全通信协议类型；4、本专利技术能够实现城轨信号系统的全复用，不同子系统根据通信方式和安全级别进行协议的配置选用。通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其它特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。附图说明为了能详细地理解本专利技术的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本专利技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。图1是城轨CBTC信号系统的结构示意图；图2是根据本专利技术的一个实施例的城轨CBTC信号系统的软件层次结构示意图。图3是根据本专利技术的一个实施例的图2中的可配置安全通信协议层的进一步层次结构示意图；图4是根据本专利技术的一个实施例的用于配置安全通信协议的方法的流程图；图5是根据本专利技术的一个实施例的用于通过协议栈管理模块管理各个通信链路状态的方法的流程图。具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术，本专利技术的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。图1是城轨CBTC信号系统的结构示意图。如图1中所示，列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision，简称ATS)通过系统通信总线与多个计算机联锁(ComputerInterlocking，简称CI)系统、多个区域控制器(ZoneController，简称ZC)、以及多个列车自动防护(AutomaticTrainProtection，简称ATP)/列车自动运行(AutomaticTrainOperation，简称ATO)车载设备通信地耦合。作为一个示例，图1中ATS共连接到5个CI联锁(例如，CI联锁1、……、CI联锁5)。这5个CI联锁可被物理地或逻辑地分布到两个区域中，并分别由相应地区域控制器(例如，ZC区域控制器1、ZC区域控制器2)来控制。ATS还可连接多个ATP/ATO车载设备(例如，ATP/ATO车载设备1、ATP/ATO车载设备2、……、ATP/ATO车载设备1N)。本领域技术人员可理解，此处给出的示例是非限制性的，ATS可连接任意数量的CI联锁、区域控制器、以及ATP/ATO车载设备，或适合用于城轨CBTC信号系统的任何其它组件。图2是根据本专利技术的一个实施例的城轨CBTC信号系统的软件层次结构示意图。如图2中所示，该部署层次结构可由三层组成，其中最上层为轨道交通信号系统应用层，而最底层位硬件驱动层/安全层。轨道交通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于通信的列车控制系统中的可配置安全通信协议的实现方法，所述基于通信的列车控制系统包括应用层和硬件驱动层/安全层，其特征在于，所述方法包括：在所述应用层和所述安全层之间设置包括可配置安全通信协议栈和函数接口的可配置安全通信协议层，以使得可通过调用所述函数接口来配置所述可配置安全通信协议栈以支持用于所述列车控制系统的多个组件之间的通信的多种安全通信协议。

【技术特征摘要】
1.一种用于基于通信的列车控制系统中的可配置安全通信协议的实现方法，所述基于通信的列车控制系统包括应用层和硬件驱动层/安全层，其特征在于，所述方法包括：在所述应用层和所述安全层之间设置包括可配置安全通信协议栈和函数接口的可配置安全通信协议层，以使得可通过调用所述函数接口来配置所述可配置安全通信协议栈以支持用于所述列车控制系统的多个组件之间的通信的多种安全通信协议。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过调用所述函数接口来配置所述可配置安全通信协议栈进一步包括：配置可用的通信链路数量；配置每条通信链路的安全通信参数；以及配置通信协议格式。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述安全通信参数包括以下中的至少一个：链路号、发送方类型、发送方识别号、接收方类型、接收方识别号、发起方/应答方/无发起应答区分、发起握手允许周期、序列号容忍数、超时周期容忍数、以及数据发送间隔。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通信协议格式包括以下中的至少一个：校验手段、以及所述校验手段使用的字节在数据包中的位置。5.如权利要求2所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕，唐俊同，王振强，杨晓荣，任颖，
申请(专利权)人：湖南中车时代通信信号有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43