[发明专利]一种铁路信号系统安全通信连接动态切换方法

说明书

本发明公开了一种铁路信号系统安全通信连接动态切换方法，在不增加硬件的基础上，利用现有的CTC设备及网络，在CTC与SIL4级设备建立安全通信连接后，主备倒切时安全连接无需中断，实现动态漂移，新主机顺利接管安全连接，保证CTC与SIL4级设备数据传输的稳定。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种铁路信号系统安全通信连接动态切换方法。

背景技术

CTC系统(铁路信号调度集中系统)目前广泛应用于铁路轨道交通领域，是中高速铁路必备的信号系统之一，负责对全线列车的调度指挥及集中控制。CTC系统需要与其他信号系统进行接口通信，互相传递所需要的信息数据，比如CTC需与TSRS(临时限速服务器)、RBC(无线闭塞系统)、ATO(列车自动驾驶系统)+TSRS系统等进行通信交互数据。这部分信号系统均是SIL4级的铁路信号安全设备(以下简称“SIL4系统或SIL4设备”)，CTC与它们通信时，为了确保信息安全传输，需要使用铁路信号安全协议RSSP-II，即CTC系统与SIL4设备以TCP方式建立网络传输通道(套接字socket)后，需要在通道之上依照铁路信号安全协议要求，建立“安全通信连接”(简称“安全连接”)，数据只有通过安全通信连接的传输，经过安全校验后方可处理使用。

中国的RSSP-II安全协议，源于欧盟ETCS系统中铁路信号安全协议中的Subset-098及Subset-037系列，可视为等价标准。CTC系统通过接口机与SIL4信号系统通信时，遵循RSSP-II协议，包括：CTC接口机的主机、备机均与对方建立多条TCP方式网络通道，但只有CTC主机与对方建立安全通信连接，双方之间的信息在此安全通信连接上冗余传输。

CTC系统接口机硬件为普通的PC服务器，操作系统一般为Windows Server或Linux，双机热备。接口机一般要求具备4块网卡，其中2块网卡为内网卡与内部通信使用，2块为外网卡与对外设备接口。CTC接口机A机、B机同时与对方建立TCP连接。之后根据具体的接口种类，比如CTC与TSRS系统接口时，由CTC主机主动发起申请，尝试建立安全连接，或者与RBC接口时，CTC开启本地的监听端口，等待对方连入并接收对方的数据建立安全连接。无论本地是主动发起或被动等待，总体安全通信连接的建立流程、安全协议传输基本相同，均是由主机完成。CTC设备与SIL4设备接口示意如图1所示。

目前铁路行业内，CTC按照RSSP-II协议与SIL4设备通信时，只有主机与对方的主机建立一个安全连接，备机不建立。这是因为，对方系统在同一时刻只能接受一台CTC机器发来的安全连接申请，并完成安全连接的建立。之后即使CTC端备机主动尝试建立另外一条安全连接，对方系统不会接受此尝试。从而当CTC端主备发生倒机时，需要原主机需主动切断安全连接，之后备机重新尝试与对方建立新的安全连接。这会导致倒机过程中CTC与该系统一般会有6-60秒不等的中断现象。目前CTC侧暂时没有厂家实现安全连接漂移的策略。

另一方面，TSRS、RBC等SIL4设备，可以实现主备倒机时安全连接的无缝切换。经了解，SIL4系统的服务器一般为专用的硬件设备，对外接口时，安全接口功能多由独立的“安全接口板”实现，服务器与安全接口板相连，实现服务器对安全接口功能的独立；或者2台接口服务器内部通过CAN总线或专用的安全数据网进行内部通信。某SIL4设备内部的连接方案如图2所示。但是，SIL4级信号系统中服务器所使用的硬件为专门的设备，而非通用服务器，另外专门的安全接口板、插卡式的接口服务器、CAN总线方式内部通讯、安全数据网内部通讯等模式，既有CTC系统无法使用借鉴使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路信号系统安全通信连接动态切换方法，在CTC接口机主备机切换时安全通信连接可动态漂移无缝切换，不会发生通信中断，无需重新建立新的安全通信连接。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路信号系统安全通信连接动态切换方法，包括：