一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁路信号设备系统，尤其是涉及一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统。
【背景技术】
[0002]以消息交互的方式提高联锁命令安全性的软件系统，是一种应用于联锁下位机IPS和联锁操作机MMI间保证联锁命令安全传输的办法。该办法涉及到的联锁系统包含联锁下位机IPS和联锁操作机MMI。联锁操作机MMI发给联锁下位机IPS的联锁命令，需要保证是安全正确的，否则会引起联锁设备错误操作。而传统的安全协议(如RSSP-1，RSSP-1I)实现较复杂，且MMI部分涉及到人为操作，难以避免人为操作失误。采用HILC协议，一方面可以保证消息的安全性和正确性，另一个方面HILC中的二次确认机制可以大大降低人为操作失误带来的影响。因此能够保证人为操作的联锁控制命令，安全准确地被联锁下位机IPS执行。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，通过多次消息交互，消息CRC保护以及超时判断机制，保证联锁控制命令被安全准确执行。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，包括联锁下位机IPS和联锁操作机MMI，所述的联锁下位机IPS和联锁操作机MMI通过网络连接，所述的联锁操作机MMI先发送带控制命令的请求消息给联锁下位机IPS，所述的联锁下位机IPS通过CRC检查请求消息正确性，并检查hostID和控制命令的有效性后，回复一个带SRHour的响应消息，联锁操作机MMI收到响应消息后再组包确认消息并发送给联锁下位机IPS。
[0006]所述的联锁下位机IPS在设定时间内收到确认消息，并通过CRC进行检查，若确认消息的HostID及控制码位信息与请求消息中的HostID及控制码位信息一致时，则开始执行联锁控制命令；当联锁下位机IPS完成联锁命令执行后，再次回复一个反馈消息，告诉联锁操作机丽I执行了命令。
[0007]通过消息交互，消息正确性检查，消息内容有效性多次核对，大大提高IPS和丽I之间交互的安全性。
[0008]所述的联锁下位机IPS和联锁操作机MMI均为双机热备系统。
[0009]所述的联锁操作机丽I和联锁下位机IPS各自以循环处理的方式，负责向对方发送消息或接收对方发来的消息。
[0010]所述的联锁操作机丽I负责获取操作命令，组包并发送请求消息和确认消息，接收并解析响应消息和反馈消息；
[0011]所述的联锁下位机IPS负责组包并发送响应消息和反馈消息，并接收并解析请求消息和确认消息，并根据消息正确性执行联锁命令。
[0012]该系统时序上分为四步:所述的联锁操作机MMI获取操作命令，组包请求消息；所述的联锁下位机IPS接收请求消息，并回复响应消息；所述的联锁操作机MMI接收响应消息并发送确认消息；所述的联锁下位机IPS接收确认消息、执行操作命令，并回复一个反馈消息。
[0013]所述的消息中的CRC以及HostID保证消息内容的正确性和准确性，多包消息的交互保证了联锁命令的安全性。
[0014]与现有技术相比，本发明以消息交互的方式提高联锁命令安全性的软件系统，以既有的联锁系统为基础，没有增加任何硬件上的成本，在联锁命令正确下达执行方面，摆脱了传统通信协议不够安全以及人为操作带来失误的现状；在联锁系统工作期间，可以通过一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的软件系统确保联锁命令从人工操作MMI，到通过MMI和IPS间的HILC协议，安全准确下达给IPS，并由IPS正确执行。从而保证了联锁命令从生成，到下达和执行过程中的安全性。
【附图说明】
[0015]图1为联锁系统结构示意图；
[0016]图2为内部软件消息流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0018]实施例
[0019]如图1所示，一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，在既有的联锁系统通信框架上，不额外增加硬件成本。包括:联锁下位机IPS，联锁操作机MMI。MMI先发送带控制命令的请求消息给IPS，IPS通过CRC检查消息正确性，并检查hostID，控制命令的有效性后，回复一个带SRHour的响应消息，丽I收到响应消息后再组包确认消息并发送给 IPS。
[0020]联锁下位机IPS在规定的时间内收到确认消息，并通过CRC进行检查，若确认消息和请求消息中的HostID，控制码位信息是一致的，则开始执行联锁控制命令。当联锁下位机IPS完成联锁命令执行后，再次回复一个反馈消息，告诉联锁操作机MMI是否执行了命令。IPS/MMI程序均为自主研发软件。
[0021 ] 通过消息交互，消息正确性检查，消息内容有效性多次核对，大大提高IPS和丽I之间交互的安全性，而该协议又较FSFB2等安全协议简单，可以应用于类似要求的通信领域。其联锁下位机IPS，以及联锁操作机MMI，均为双机热备系统。
[0022]从系统硬件物理配置上保留了原有车站联锁的全部设备，不需要任何硬件上的改动，只需要升级系统软件(包括联锁下位机IPS软件和联锁操作机MMI软件)，从而达到了降低成本，规避硬件改动带来风险的效果。
[0023]软件功能的在空间上可分为两块:MMI和IPS各自以循环处理的方式，负责向对方发送消息或接收对方发来的消息。MMI负责获取操作命令，组包并发送请求消息和确认消息，接收并解析响应消息和反馈消息；IPS负责组包并发送响应消息和反馈消息，并接收并解析请求消息和确认消息，并根据消息正确性执行联锁命令。时序上分为四步获取操作命令，组包请求消息；IPS接收请求消息，并回复响应消息；MMI接收响应消息并发送确认消息；IPS接收确认消息、执行操作命令，并回复一个反馈消息。消息中的CRC，以及独特的HostID保证消息内容的正确性和准确性，多包消息的交互保证了联锁命令的安全性。
[0024]如图2所示，MMI向IPS发送请求消息帧并持续发送two bit。IPS/MMI收到请求消息帧后，启动Tal并接收丽I发来的two bit，然后IPS发送SR HOUR消息给丽I。丽I收到SR HOUR消息后，通过界面获取来自人工的确认按钮，组包确认消息并发给IPS，随后持续发送two bit。IPS收到确认消息后检查0K，启动Ta3并接收two bit，随后开始执行控制命令并返回Return Code消息给MMI。
[0025]对于HMI/ATS端:1)和2)，4)和5)几乎同时开始处理；若Tbl时间内没有收到来自IPS的Req确认，弹出消息框显示这次交互失败；若Tb2时间内没有收到来自IPS的Con确认，弹出消息框显示这次交互失败。
[0026]对于IPS端:自收到Req消息开始，Tal时间内若IPS未收到来自HMI/ATS的Req控制码位，则返回失败；自收到Con消息开始，Ta3时间内若IPS未收到来自HMI/ATS的Con控制码位，则返回失败。
【主权项】
1.一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，包括联锁下位机IPS和联锁操作机MMI，所述的联锁下位机IPS和联锁操作机MMI通过网络连接，所述的联锁操作机MMI先发送带控制命令的请求消息给联锁下位机IPS，所述的联锁下位机IPS通过CRC检查请求消息正确性，并检查hostID和控制命令的有效性后，回复一个带SRHour的响应消息，联锁操作机MMI收到响应消息后再组包确认消息并发送给联锁下位机IPS。
2.根据权利要求1所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，所述的联锁下位机IPS在设定时间内收到确认消息，并通过CRC进行检查，若确认消息的HostID及控制码位信息与请求消息中的HostID及控制码位信息一致时，则开始执行联锁控制命令；当联锁下位机IPS完成联锁命令执行后，再次回复一个反馈消息，告诉联锁操作机丽I执行了命令。
3.根据权利要求1所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，通过消息交互，消息正确性检查，消息内容有效性多次核对，大大提高IPS和MMI之间交互的安全性。
4.根据权利要求1所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，所述的联锁下位机IPS和联锁操作机MMI均为双机热备系统。
5.根据权利要求1所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，所述的联锁操作机MMI和联锁下位机IPS各自以循环处理的方式，负责向对方发送消息或接收对方发来的消息。
6.根据权利要求5所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，所述的联锁操作机MMI负责获取操作命令，组包并发送请求消息和确认消息，接收并解析响应消息和反馈消息； 所述的联锁下位机IPS负责组包并发送响应消息和反馈消息，并接收并解析请求消息和确认消息，并根据消息正确性执行联锁命令。
7.根据权利要求6所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，该系统时序上分为四步:所述的联锁操作机MMI获取操作命令，组包请求消息；所述的联锁下位机IPS接收请求消息，并回复响应消息；所述的联锁操作机丽I接收响应消息并发送确认消息；所述的联锁下位机IPS接收确认消息、执行操作命令，并回复一个反馈消息。
8.根据权利要求7所述的一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，其特征在于，所述的消息中的CRC以及HostID保证消息内容的正确性和准确性，多包消息的交互保证了联锁命令的安全性。
【专利摘要】本发明涉及一种以消息交互的方式提高联锁命令安全性的系统，包括联锁下位机IPS和联锁操作机MMI，所述的联锁下位机IPS和联锁操作机MMI通过网络连接，所述的联锁操作机MMI先发送带控制命令的请求消息给联锁下位机IPS，所述的联锁下位机IPS通过CRC检查请求消息正确性，并检查hostID和控制命令的有效性后，回复一个带SRHour的响应消息，联锁操作机MMI收到响应消息后再组包确认消息并发送给联锁下位机IPS。与现有技术相比，本发明具有通过多次消息交互，消息CRC保护以及超时判断机制，保证联锁控制命令被安全准确执行等优点。
【IPC分类】H04L1-16, H04L1-22, B61L21-00, H04L1-00
【公开号】CN104843032
【申请号】CN201510209942
【发明人】杨春, 季志均, 许明旺, 陈吉余, 李卫娟, 张程
【申请人】卡斯柯信号有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月28日