[發明專利]一種鐵路信號系統安全通信連接動態切換方法

有效

• 申請號: 202011155447.8
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112455496B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 宋鵬飛;張琦;趙宏濤;王濤;張濤;桂樂芹;周曉昭;白利潔;曹楨;苗長俊;張海峰;李濤;楊濤;宋孝燕;唐彬;張海林;劉文博;周宏偉
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司通信信號研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京華鐵信息技術有限公司;北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司
• 主分類號: H04L1/22
• 分類號: H04L1/22;B61L7/08
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

本發明公開了一種鐵路信號系統安全通信連接動態切換方法，在不增加硬件的基礎上，利用現有的CTC設備及網絡，在CTC與SIL4級設備建立安全通信連接后，主備倒切時安全連接無需中斷，實現動態漂移，新主機順利接管安全連接，保證CTC與SIL4級設備數據傳輸的穩定。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種鐵路信號系統安全通信連接動態切換方法。

背景技術

CTC系統(鐵路信號調度集中系統)目前廣泛應用于鐵路軌道交通領域，是中高速鐵路必備的信號系統之一，負責對全線列車的調度指揮及集中控制。CTC系統需要與其他信號系統進行接口通信，互相傳遞所需要的信息數據，比如CTC需與TSRS(臨時限速服務器)、RBC(無線閉塞系統)、ATO(列車自動駕駛系統)+TSRS系統等進行通信交互數據。這部分信號系統均是SIL4級的鐵路信號安全設備(以下簡稱“SIL4系統或SIL4設備”)，CTC與它們通信時，為了確保信息安全傳輸，需要使用鐵路信號安全協議RSSP-II，即CTC系統與SIL4設備以TCP方式建立網絡傳輸通道(套接字socket)后，需要在通道之上依照鐵路信號安全協議要求，建立“安全通信連接”(簡稱“安全連接”)，數據只有通過安全通信連接的傳輸，經過安全校驗后方可處理使用。

中國的RSSP-II安全協議，源于歐盟ETCS系統中鐵路信號安全協議中的Subset-098及Subset-037系列，可視為等價標準。CTC系統通過接口機與SIL4信號系統通信時，遵循RSSP-II協議，包括：CTC接口機的主機、備機均與對方建立多條TCP方式網絡通道，但只有CTC主機與對方建立安全通信連接，雙方之間的信息在此安全通信連接上冗余傳輸。

CTC系統接口機硬件為普通的PC服務器，操作系統一般為Windows Server或Linux，雙機熱備。接口機一般要求具備4塊網卡，其中2塊網卡為內網卡與內部通信使用，2塊為外網卡與對外設備接口。CTC接口機A機、B機同時與對方建立TCP連接。之后根據具體的接口種類，比如CTC與TSRS系統接口時，由CTC主機主動發起申請，嘗試建立安全連接，或者與RBC接口時，CTC開啟本地的監聽端口，等待對方連入并接收對方的數據建立安全連接。無論本地是主動發起或被動等待，總體安全通信連接的建立流程、安全協議傳輸基本相同，均是由主機完成。CTC設備與SIL4設備接口示意如圖1所示。

目前鐵路行業內，CTC按照RSSP-II協議與SIL4設備通信時，只有主機與對方的主機建立一個安全連接，備機不建立。這是因為，對方系統在同一時刻只能接受一臺CTC機器發來的安全連接申請，并完成安全連接的建立。之后即使CTC端備機主動嘗試建立另外一條安全連接，對方系統不會接受此嘗試。從而當CTC端主備發生倒機時，需要原主機需主動切斷安全連接，之后備機重新嘗試與對方建立新的安全連接。這會導致倒機過程中CTC與該系統一般會有6-60秒不等的中斷現象。目前CTC側暫時沒有廠家實現安全連接漂移的策略。

另一方面，TSRS、RBC等SIL4設備，可以實現主備倒機時安全連接的無縫切換。經了解，SIL4系統的服務器一般為專用的硬件設備，對外接口時，安全接口功能多由獨立的“安全接口板”實現，服務器與安全接口板相連，實現服務器對安全接口功能的獨立；或者2臺接口服務器內部通過CAN總線或專用的安全數據網進行內部通信。某SIL4設備內部的連接方案如圖2所示。但是，SIL4級信號系統中服務器所使用的硬件為專門的設備，而非通用服務器，另外專門的安全接口板、插卡式的接口服務器、CAN總線方式內部通訊、安全數據網內部通訊等模式，既有CTC系統無法使用借鑒使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種鐵路信號系統安全通信連接動態切換方法，在CTC接口機主備機切換時安全通信連接可動態漂移無縫切換，不會發生通信中斷，無需重新建立新的安全通信連接。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鐵路信號系統安全通信連接動態切換方法，包括：