城市公共汽电车电子站牌技术要求与通信协议.docx
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城市公共汽电车电子站牌技术要求与通信协议
城市公共交通智能化应用示范工程
技术要求
第7部分：
城市公共汽电车电子站牌
技术要求及数据通讯协议
2015年12月
目次
前言
1《城市公共交通智能化应用示范工程技术要求》分为11部分：
2——第1部分：
城市公共交通智能化应用示范工程总体技术要求；
3——第2部分：
城市公共交通管理与服务信息系统数据元；
4——第3部分：
城市公共交通管理与服务信息系统数据交换规范；
5——第4部分：
城市公共汽电车车载智能服务终端；
6——第5部分：
城市公共汽电车车载智能服务终端与调度中心间通信协议；
7——第6部分：
城市公共汽电车车载智能服务终端数据总线接口通信规范；
8——第7部分：
城市公共汽电车电子站牌技术要求及数据通讯协议；
9——第8部分：
城市轨道交通客流数据采集与传输规范；
10——第9部分：
城市公共汽电车智能调度系统技术要求；
11——第10部分：
城市公共交通出行信息服务技术要求；
12——第11部分：
城市公共交通行业监管系统技术要求。
13本部分为城市公共交通智能化应用示范工程技术要求的第7部分。
14本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。
15本部分由全国城市客运标准化技术委员会（SAC/TC529）提出并归口。
16本部分起草单位：
交通运输部公路科学研究院、福州市交通运输委员会、大连市交通局、南京通用电器有限公司、青岛海信网络科技股份有限公司、郑州天迈科技股份有限公司、厦门卫星定位应用有限公司、北京市交通信息中心、厦门蓝斯通信股份有限公司、中邮科通信技术股份有限公司、华录智达科技有限公司。
17本部分主要起草人：
杨英俊、王轶萍、肖晔、周元峰、吴雪梅、周艳芳、叶静、吴印龙、潘鑫、江振旺、陈剑桥、胡传飞、杨国胜、刘振顶、李松刚、罗明生、孙蕊、林升元、王宇、林佳明。
18
第7部分：
城市公共汽电车电子站牌技术要求及数据通讯协议
1范围
本部分规定了城市公共汽电车电子站牌设备的技术要求、检验方法及与电子站牌后台系统的通讯协议。
本部分适用于城市公共汽电车电子站牌系统的设计、开发、检验与安装。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB2312信息交换用汉字编码字符集基本集
GB2423电工电子产品基本环境试验
GB4208外壳防护等级（IP代码）
GB18030信息技术中文编码字符集
GB50009建筑结构荷载规范
GB/T9779复层建筑涂料
GB/T19853熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装
GB/T20138电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级
SJ/T11141LED显示屏通用规范
3术语、定义和缩略语
《城市客运术语第一部分：
通用术语》（GB/T报批）、本系列技术要求《城市公共交通出行信息服务技术要求》界定的以及下列术语和定义适用于本文件：
3.1术语和定义
3.1.1电子站牌后台系统Electronicbusstopboardbackgroundsystem
能够与电子站牌设备通讯的应用系统，可向电子站牌设备下发指令、显示内容等信息，并接收、处理电子站牌设备上传的信息。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
APN接入点名称（AccessPointName）
LCD液晶显示屏（LiquidCrystalDisplay）
LED点阵屏（LightEmittingDiode）
MTBF平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）
NFC近距离无线通讯技术（NearFieldCommunication）
RFID无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification）
RS485485异步串行通信接口（RecommendedStandards485）
TCP传输控制协议（TransmissionControlProtocol）
UDP用户数据报协议（UserDatagramProtocol）
WIFI基于IEEE802.11b标准的无线局域网（WirelessFidelity）
ZigBee基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议
4技术要求
4.1一般要求
4.1.1组成
电子站牌系统分为电子站牌设备、通讯网络及电子站牌后台系统三部分，系统的结构如图1所示。
图1电子站牌系统结构图
电子站牌设备包括控制设备、显示设备、供电设备、通讯设备、箱体、温度控制设备、语音设备、摄像装置、背光设备等，其中温度控制设备、语音设备、摄像装置、背光设备为可选设备，其他为必选设备。
设备组成及数据流图如图2所示。
图2电子站牌设备组成及数据流图
4.1.2结构和外观
电子站牌设备的各组件结构和外观满足以下要求：
a）各组件表面应平整、光洁、无尖锐突出部分，不应有明显的划伤、裂纹、变形、毛刺及其他机械损伤，表面涂层不应有起泡、龟裂、脱落现象；金属件应无锈迹；灌注物应无溢出；结构件与控制组件应完整；
b）防护门应开启灵活，与箱体应无摩擦及损坏涂层的现象，防护门锁安装牢固，可采用防水、防堵塞、防盗防偷保护装置，宜隐蔽安装；
c）箱体内应无螺钉、线头、铁屑等多余物品，内部走线槽及组成设备安装到位；内部导线的选用及走线与电气安装接线图相符；导线的余量应平均分布在整个行线过程中，套管尺寸应与导线匹配。
4.1.3铭牌
电子站牌设备的铭牌满足以下要求：
a）应具有清晰耐久的铭牌标志，铭牌尺寸与箱体结构尺寸相适宜；
b）铭牌可包括名称、型号及规格、制造厂名及商标、出厂年月及编号等其他相关信息。
4.1.4文字、图形和标志
电子站牌设备的文字、图形和标志满足以下要求：
a）应耐久、醒目；
b）应使用中文，根据需要也可同时使用其他文字。
4.1.5材质
电子站牌设备的材质满足以下要求：
a）材质应符合无毒害、无放射性的要求；
b）箱体材料应具备防腐性能；
c）箱体静态信息显示标识应具有化学稳定性和耐候性。
4.1.6箱体防护
箱体的抗冲击等级应达到GB/T20138中IK10等级。
4.2功能要求
4.2.1基础功能
4.2.1.1自检和预警功能
自检和预警功能应满足以下要求：
a）支持自动监测电源供电电压、箱体内温度；
b）支持对电子站牌设备内部各组成设备运行状态进行检测和自动预警；
c）支持将自检信息和预警信息发送到电子站牌后台系统。
4.2.1.2开关机控制功能
开关机控制功能应满足以下要求：
a）支持远程开关机；
b）支持多组开关机及时间设置。
4.2.1.3显示控制功能
显示控制功能满足以下要求：
a）应内置GB2312的二级汉字字库、数字、符号和全部大小写英文字母；自定义扩展字库应符合GB18030的要求；
b）应支持左移、上翻等显示方式；
c）可支持信息移动快慢及停顿时间调节；
d）应支持亮度调节；
e）应具备与控制设备的通讯接口，应支持RS232、RS485等方式，应保证连接牢固。
4.2.1.4设备维护管理功能
电子站牌设备维护管理功能应满足以下要求：
a）以远程或本地等方式对设备进行维护和管理，包括版本查询、升级、参数设置；
b）以远程或本地等方式控制电子站牌设备复位及恢复出厂设置。
4.2.1.5通讯功能
电子站牌设备应支持以下一种或几种通讯方式：
a）有线网络通讯方式；
b）移动通讯网络方式，移动通讯网络宜采用模块化设计，可独立更换；
c）WIFI等其他无线网络通讯方式接入。
4.2.1.6供电功能
电子站牌设备宜采用市电，对于无法提供24h市电的站台，宜采用后备电源，后备电源供电形式可选用电池供电、太阳能供电等。
电子站牌设备供电功能应满足以下要求：
a）当失去主电源后，启动后备电源供电，切换过程电子站牌能正常工作；
b）控制设备具备能耗管理功能。
4.2.1.7显示功能
显示功能应符合第9部分《城市公共交通出行信息服务技术要求》的4.2节相关规定。
4.2.2其他扩展功能（可选）
4.2.2.1温度控制功能
温度控制应满足以下要求：
a）支持设定温度阈值；
b）根据电子站牌设备内的温度监测情况，自动控制温度控制设备的启动或停止。
4.2.2.2语音播报功能
语音播报功能应符合第9部分《城市公共交通出行信息服务技术要求》的4.2.2.4节。
4.2.2.3视频功能
视频功能应满足以下要求：
a）根据参数设置，自动抓拍或录像；
b）支持接收后台系统指令实时抓拍或录像；
c）支持后台系统远程查看实时图像、视频或调取历史数据。
4.2.2.4背光功能
电子站牌设备灯箱和线路牌内部可布置背光设备，背光功能满足以下要求：
a）光线照射应均匀，物体和文字应显示清晰。
b）可支持多组背光灯开关及时间设置。
4.2.2.5NFC功能
宜提供与带有NFC功能智能手机终端信息交互功能。
4.2.2.6二维码服务功能
宜提供公共事务、便民服务等相关的二维码，扫描后可以获得相应的信息。
4.2.2.7WIFI共享功能
宜支持WIFI共享，无线路由设备应选用工业级，WIFI信号强度应能够覆盖整个站台。
4.2.2.8扩展通讯功能
宜支持RFID、ZigBee等通讯方式，实现与公交车辆或者其他设备间的通讯。
4.3性能要求
4.3.1整体性能
电子站牌设备及内部电器设备应满足以下性能要求：
a）设计使用寿命大于5年（电池等易损件应除外）；
b）异常断电后，在300s以内自动恢复正常工作，已存储的数据不出现丢失或修改现象。
4.3.2电气性能
电子站牌设备的电源应满足以下要求：
a）工作电源范围200V~240V；
b）电源频率（50±1）Hz。
4.3.3防雷要求
电子站牌设备的防雷应满足以下要求：
a）防雷接地电阻不大于4欧姆；
b）配置电源防浪涌保护模块，在经受浪涌的情况下，对电子站牌设备关键部分进行保护。
4.3.4防漏电要求
在人能够摸到的地方应采用绝缘措施，漏电保护电流不大于30毫安。
4.3.5防水防尘要求
电子站牌设备防水防尘应符合以下要求：
a）防水等级应不低于GB4208规定的IPX3；
b）防尘等级应不低于GB4208规定的IP5X。
4.3.6温度控制要求
电子站牌设备温度控制应符合以下要求：
a）具备设置温度控制设备启动参数功能；
b）内部工作环境温度控制在-5~55℃之内；
c）通风口宜安装空气过滤器或滤网。
4.3.7防冲击要求
防冲击应符合以下要求：
a）电子站牌设备箱体与站台紧密连接，根据当地的气象条件设置抗震等级；
b）电子站牌设备箱体抗风能力根据当地气象条件设置，作用在电子站牌上的荷载应符合GB50009的规定；
c）电子站牌设备箱体外壳防冲击等级符合GB/T20138要求，等级要求达到IK20。
4.3.8防腐蚀要求
电子站牌设备箱体内外表面应涂有防护涂层，防止酸、碱、盐对箱体的腐蚀，应具有恶劣环境的适应性，符合GB/T19853的要求。
4.3.9显示设备性能要求
4.3.9.1总体要求
显示设备宜包括综合信息显示屏和线路动态到站信息显示屏，综合显示屏宜支持分区显示，如LED显示屏或LCD显示屏，显示设备总体应符合以下要求：
a）MTBF大于5000h；
b）应满足当地最低、最高气温正常工作要求，一般工作温度：
-10~65℃；
c）存储温度：
-20~70℃；
d）工作环境相对湿度：
15~90%。
4.3.9.2LED显示屏
LED显示屏的技术要求应满足SJ/T11141要求，水平视角度应大于90度，垂直视角度应大于90度。
4.3.9.3LCD显示屏
LCD显示屏的技术要求应满足以下要求：
a）采用工业级显示屏；
b）物理分辨率不低于1366×768；
c）户外使用屏幕亮度不低于1500cd/m*2；半户外使用的屏幕亮度不低于800cd/m*2；
d）具有自动亮度控制装置（配置光度传感器），随着环境光线的强弱，自动调节亮度；
e）水平可视角度大于120度，垂直可视角度大于120度。
4.3.10摄像设备性能要求
摄像设备性能要求应满足如下要求：
a）成像像素不低于640×480；
b）红外照射距离不低于10m；
c）MTBF大于20000h；
d）支持本地视频数据存储；
e）视频存储时长不低于360h，支持循环存储。
4.4施工要求
电子站牌设备施工应满足以下要求：
a）施工前编制施工方案，通过行业主管部门批准后方可按施工方案进行施工；
b）施工进行工序检验，当上道工序合格后，下道工序方可施工；
c）所用材料具有质量保证书或者检测报告；
d）采用独立基础，地基承载力根据当地的条件设置，参照GB/T50314。
5通讯协议
电子站牌系统通讯协议详见附录A。
6检验方法
6.1检验分类
电子站牌设备的检验分为型式检验和出厂检验。
6.2型式检验
如有下列情况之一时，应对电子站牌设备进行检测：
a）产品新设计试生产或产品定型鉴定时；
b）转产或转厂；
c）停产后复产；
d）结构、材料或工艺有重大改变，可能影响产品性能时；
e）出厂检验结果与上次型式检验结果有明显差异时。
检验时需由检测人员现场对产品进行检验：
a）使用说明书。
说明书应提供详细的安装、操作、接线及维护说明等；
b）电子站牌设备2套；
c）与电子站牌设备配套使用的电子站牌后台系统软件。
可按表1检验项目、顺序表的规定进行检验，如果有一项试验不符合要求，则判定该型号产品检验不合格。
表1检验项目、顺序表
序号
检验项目
要求条款
型式检验
1号
2号
一
电子站牌设备
1.1
一般要求
4.1
√
1.2
功能要求
4.2
√
1.2.1
基础功能
4.2.1
√
1.2.1.1
自检和预警功能
4.2.1.1
√
1.2.1.2
开关机控制功能
4.2.1.2
√
1.2.1.3
显示控制功能
4.2.1.3
√
1.2.1.4
设备维护管理功能
4.2.1.4
√
1.2.1.5
通讯功能
4.2.1.5
√
1.2.1.6
供电功能
4.2.1.6
√
1.2.1.7
显示功能
4.2.1.7
√
1.2.2
其他扩展功能（可选）
4.2.2
√
1.2.2.1
温度控制功能
4.2.2.1
√
1.2.2.2
语音播报控制功能
4.2.2.2
√
1.2.2.3
视频功能
4.2.2.3
√
1.2.2.4
背光功能
4.2.2.4
√
1.2.2.5
NFC功能
4.2.2.5
√
1.2.2.6
二维码服务功能
4.2.2.6
√
1.2.2.7
WIFI共享功能
4.2.2.7
√
1.2.2.8
扩展通讯功能
4.2.2.8
√
1.3
性能要求
4.3
√
1.3.1
整体性能
4.3.1
√
1.3.2
电气性能
4.3.2
√
1.3.3
防雷要求
4.3.3
√
1.3.4
防漏电要求
4.3.4
√
1.3.5
防水要求
4.3.5
√
1.3.6
防尘要求
4.3.6
√
1.3.7
温度控制要求
4.3.7
√
1.3.8
防冲击要求
4.3.8
√
1.3.9
防腐蚀要求
4.3.9
√
1.3.10
显示设备性能要求
4.3.10
√
1.3.11
摄像设备性能要求
4.3.11
√
6.3出厂检验
出厂检验由制造商按表1检验项目、顺序表选择，其中功能要求、性能要求为必测项目。
6.4检测条件
如未标明特殊要求，所有试验均在下述条件下进行：
a）符合GB/T2423.1电工电子产品基本环境试验规程试验A:
低温试验方法；
b）符合GB/T2423.2电工电子产品基本环境试验规程试验B:
高温试验方法；
c）供电电源为设备标称电源电压。
6.5一般性检查
通过目测方式，核对电子站牌设备的组成和外观，应符合4.1.1和4.1.2的要求。
用蘸有汽油（90号以上）的干净棉布连续擦拭电子站牌设备的文字、图形和标志符号15s，试验后应符合本技术要求4.1.4的要求。
通过查验产品技术资料，核对电子站牌设备的材质，其结果应符合4.1.5的要求。
按照《外壳防护等级（IP代码）》中“第一位特征数字所表示的防止固体异物进入的实验”和“第二位特征数字所表示的防止水进入的实验”所述方法，测试电子站牌设备的防尘防水要求，测试结果应符合4.3.5的要求。
按照《GB/T2423.55电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Eh锤击试验》的所述方法，测试电子站牌的的箱体对外界机械碰撞的防护等级，测试结果应符合4.3.7的要求。
6.6功能测试
接通电子站牌设备电源后，使用测试软件以及手工测试方式测试电子站牌设备的各项功能，其功能测试结果应符合本技术要求中4.2的相关要求。
通过目测、手工测试，其结果应符合4.2.1.6所述要求，进行市电、电池供电、太阳能供电的切换时，电子站牌应能正常工作。
6.7性能测试
通过查验电子站牌设备厂商提供的产品说明书，核对其性能要求，其结果应符合本技术要求4.3所述要求。
通过查验摄像装置厂商提供的产品说明书，其结果应符合本技术要求4.3.11所述要求。
附录A
（规范性附录）
电子站牌通讯协议
A.1概述
本附录规定了电子站牌设备与电子站牌后台系统（以下简称“后台”）之间的通讯协议与数据格式。
A.2数据类型定义
电子站牌通讯协议中使用的数据类型见表A.1数据类型。
表A.1数据类型
数据类型
说明
INT8
有符号整型，1字节
BYTE（UINT8）
无符号整型，1字节
INT16
有符号整型，2字节
WORD（UINT16）
无符号整型，2字节
INT32
有符号整型，4字节
DWORD（UINT32）
无符号整型，4字节
BCD[n]
8421码，n字节
BYTE[n]
n字节
STRING
GBK编码，采用0终结符，若无数据，则放一个0终结符
A.3编号编码规则
电子站牌编号由6位BCD码组成，组成见表A.2设备编号格式。
表A.2设备编号格式
站台编号
站台类型
厂商编号
序列号
3字节
1字节
1字节
1字节
其中：
站台编号由试点城市交通运输管理部门统一分配；
厂商编号由试点工程技术支持组统一分配；
序列号由各厂商自定义维护。
站台类型定义见表A.3。
表A.3站台类型定义
设备类型代码
设备名称
0x00
首站
0x01
末站
0x02
中途站
A.4电子站牌设备与后台通讯协议及数据格式
A.4.1通讯方式
通讯协议采用TCP/UDP，规定后台为服务器端，电子站牌设备作为客户端。
客户端与服务器之间通过心跳协议来监测网络通讯链路，当网络通讯链路异常时，客户端应首先断开原链接，重新连接发送设备登录。
传输规则：
本协议中采用大端模式（big-endian）的网络字节序来传递字和双字。
字节（INT8、UINT8、BYTE、BCD）的传输约定，按照字节流的方式传输。
A.4.2消息的组成
每条消息由标识位、消息头、消息体和校验码组成，消息结构如图A.1所示：
标识位
消息头
消息体
校验码
标识位
图A.1消息结构图
标识位：
采用0x7e表示，若校验码、消息头以及消息体中出现0x7e，则要进行转义处理，转义规则定义如下：
0x7e<————>0x7d后紧跟一个0x01；
0x7d<————>0x7d后紧跟一个0x02；
转义处理过程如下：
发送消息时：
消息封装——>计算并填充校验码——>转义；
接收消息时：
转义还原——>验证校验码——>解析消息；
例：
发送一包内容为0x300x7e0x080x7d0x55的数据包，则经过封装如下：
0x7e0x300x7d0x010x080x7d0x020x550x7e。
表A.4消息头内容
起始字节
字段
数据类型
说明
0
消息ID
WORD
2
消息体属性
WORD
不包括协议包头和协议包尾的数据总长度（字节数），高字节在前，低字节在后；其他参见JT/T808-2011消息体属性定义。
4
电子站牌标识
BCD[7]
编码规则参见A.3编号编码规则
11
流水号
WORD
按发送顺序从0开始循环累加
13
消息包封装项
当标识第一字节为’0’时，无该项内容
其他参见JT/T808-2011消息包封装项定义。
流水号：
流水号由各自的发起端维护，对于需要应答的包，应答的流水号要用发起包的流水号，在回答完后，设备可以继续自己的流水号，同样设备请求的指令如需要应答，平台的回复里，也要跟上请求指令的流水号。
消息体定义参见具体命令字定义。
检验码指从消息头开始，同后一字节异或，直到校验码前一个字节，占用1个字节。
A.4.3通讯连接
A.4.3.1连接的建立
电子站牌设备与后台的数据日常连接采用TCP/UDP方式，连接建立后立即向后台发送登陆消息。
A.4.3.2连接的维持
电子站牌设备应周期性向后台发送电子站牌设备状态消息，后台收到后向电子站牌发送后台通用应答消息，发送周期由电子站牌参数指定。
这样处理的目的是为了维持连接和检测连接是否非正常断开。
A.4.3.4连接的断开
后台和电子站牌设备均可主动断开连接，双方都应主动判断连接是否断开。
后台判断连接断开的方法：
a）相同编号的电子站牌设备建立新连接，表明原连接已断开；
b）在一定的时间内未收到电子站牌设备发出的消息，如心跳。
电子站牌设备判断连接断开的方法：
a）数据通讯链路断开；
b）数据通讯链路正常，达到重传次数后仍未收到应答。
A.4.4消息处理
所有电子站牌设备向后台主发的消息均要求后台应答，后台向电子站牌设备主发的消息均要求电子站牌应答。
发送方等待应答超时后，应对消息进行重发。
应答超时时间和重传次数由后台参数指定，每次重传后的应答超时时间的计算公式见式
（1）：
TN+1=TN×（N+1）…………
（1）
式中：
TN+1——每次重传后的应答超时时间；
TN——前一次的应答超时时间；
N——重传次数。
A.4.5通讯命令
电子站牌设备与后台之间的通讯命令编号参见下表A.5所示。
表A.5电子站牌设备与平台之间通讯命令
通信类型
命令名称
命令ID
说明
上行（电子站牌到后台）
通用应答
0x0601
设备登录
0x0602
设备状态
0x0603
应答LED分区模板编码
0x0604
请求分区固定显示内容
0x0605
参数应答
0x
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