ATS与PIS接口协议信号提供.docx

资源描述

ATS与PIS接口协议信号提供.docx

《ATS与PIS接口协议信号提供.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ATS与PIS接口协议信号提供.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

ATS与PIS接口协议信号提供.docx

ATS与PIS接口协议信号提供

编号：

BJCP-IF-0001

北京轨道交通昌平线

ATS-PIS接口协议

卡斯柯信号有限公司

2009年10月16日

修订记录

版本号

编写

日期

页码/

章节

内容

0.0.1

郭辉

16/10/2009

All

创建全文

0.0.2

田丰

19/10/2009

更正“北京地铁昌平线”为“北京轨道交通昌平线”

更正“旅客向导系统”为“乘客信息系统”

更正签署页“站台显示屏”为“乘客信息系统”

0.0.3

郭辉

20/10/2009

增加了备用控制中心的接口安装位置说明

删除停车场信息

将4.2.8中“有相同值的字节”修改为“有相同值的字符”

3.1安装位置5

5.1.3ACK信息9

概述

1.1目的

本文档是为了描述北京轨道交通昌平线自动列车监控系统（ATS）和乘客信息系统（PIS）之间的接口关系。

本文档由以下内容组成：

ØATS与PIS之间的接口方式

Ø接口控制和接口数据传输格式

Ø接口内容及接口内容的具体消息格式。

1.2系统范围

北京轨道交通昌平线共有11个车站。

并且在定泗路设停车场一座，在十三陵设车辆段一个。

1.3接口描述

SIG-PIS接口是信号系统与乘客信息系统之间的信息通道，属于非安全接口。

信号系统向PIS系统发送ATS检测到的列车配置及当前位置信息（正线），PIS不向信号系统发送任何应用信息。

SIG-PIS接口如下图所示：

Figure1:

SIG-PIS接口描述

1.4串口描述

RS-422标准全名是平衡电压数字接口电路的电气特性（ANSI/TIA/EIA-422-B-98），最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。

1.5应用文档

APP

Document

Reference

[APP1]

北京轨道交通昌平线信号系统合同

Table1:

应用文档

1.6定义与缩写

缩写Abbreviation

英文English

中文Chinese

PIS

PassengerInformationSystem

乘客信息系统

ATS

AutomaticTrainSupervision

自动列车监控系统

SIG

SignalSystem

信号系统

OCC

OperationControlCentre

控制中心

Table2:

定义与缩写

2设计约束

考虑到北京轨道交通昌平线分段开通的具体情况，ATS-PIS接口必须具备足够容量以满足线路延伸的要求。

3物理接口

3.1安装位置

3.1.1控制中心OCC

SIG-PIS接口的安装位置在控制中心，连接方式如下图所示：

Figure2:

控制中心SIG-PIS连接方式

图中红色虚线上方为ATS侧设备，红色虚线下方为PIS侧设备，PIS铺设一根串口通信电缆至ATS设备配线架。

3.1.2临时/备用控制中心OCC

SIG-PIS接口的安装位置在临时/备用控制中心，连接方式如下图所示：

Figure3:

临时/备用控制中心SIG-PIS连接方式

图中红色虚线上方为ATS侧设备，红色虚线下方为PIS侧设备，PIS铺设一根串口通信电缆至ATS设备配线架。

3.2连接方式

在控制中心、临时/备用控制中心，ATS通过5芯屏蔽电缆（色谱）连接到PIS侧指定端口。

ATS与PIS之间的连接采用RS-422串口通信方式，其中ATS侧为DB9Male，PIS侧为DB9Female。

通信连接使用5条线：

Tx+,Tx-,Rx+,Rx-,GND。

具体接线方式如下表所示：

ATS端DB9引脚

PIS端DB9引脚

TxD+（B）

RxD+（B）

TxD-（A）

RxD-（A）

RxD+（B）

TxD+（B）

RxD-（A）

TxD-（A）

GND

Table3:

422串口引脚

4协议层

4.1传输配置

端口配置如下：

配置

参数

速率

38400bps

起始位

数据位

校验位

无

停止位

Table4:

传输配置

ATS和PIS之间的通信模式采用点对点全双工模式。

通信建立后，如果有信息要发送的话，双方立即发送信息。

数据位发送从最低位开始到最高位止。

数据字节的发送也是从最低字节到最高字节（注：

采用X86系列CPU处理字码的方式）。

例如两个字节的发送按照以下方法：

Figure4:

2个字节的发送方法

4.2信息帧

ATS和PIS之间的信息交换通过相互发送消息完成，消息封装在信息帧中，帧数据格式如下：

信息头

目的地址

源地址

序列域

控制域

数据域

校验域

1字节

0-2400字节

2字节

Table5:

信息帧格式

帧分成7个区域，除数据域外，其它采用固定的长度。

4.2.1信息头

为1个字节长度。

用SOH（0x7e）代表信息帧的开始标志。

4.2.2目的地址

为1字节长度。

表明了信息发送的目的地。

接收方通过地址知道是否信息属于自己。

任何一个信息被发给其他方，都必须填写目的地址。

目的地址有两种类型，如下表所列：

值

描述

0xA0

ATS端地址，表明该帧是由PIS发送至ATS。

0x0A

PIS端地址，表明该帧是由ATS发送至PIS。

Table6:

目的地址定义

4.2.3源地址

为1字节长度，表明了信息是从哪里发出来的，任何信息在发送时都必须填上源地址，接收方可以凭借此地址判断消息的来源是否正确。

比如PIS可以判断出其接收到的消息是否来自控制其接口的ATS。

PIS到ATS的信息，源地址是Table6目的地址定义表中PIS的地址0x0A；

ATS到PIS的信息，源地址是Table6目的地址定义表中ATS的地址0xA0。

4.2.4序列域

为1字节长度。

这个字节分为两部分：

接收序列号和发送序列号。

位0-3：

接收序列号，从0到15循环使用，这是最后一次接收到对方正确信息帧的序号。

位4-7：

发送序列号，从0到15循环使用，这是最后一次发送的信息帧的序号。

发送序号和接收序号有以下作用：

避免丢失消息和重复处理消息。

发送方的发送序号（接收方的接收序号）：

系统用这个序号确认从发送方发出的信息没有丢失，并且没有从发送方来的信息被处理两次。

发送方的接收序号（接收方的发送序号）：

系统使用该序号确认发送方从接收方正确接收到的最后一帧数据。

发送序号和接收序号必须在通信会话开始时初始化为零。

然后，发送序号必须且仅当在一个STX信息被发出时增加1，接收序号必须且仅当一个STX信息被收到时增加1。

发送方

发送方发送序号

接收方

接收方接收序号

通信会话开始

发送序号＝0

通信会话开始

接收序号＝0

发送方发送的第一个STX信息

发送序号＝1

接收方接收的第一个STX信息

接收序号＝1

下一个STX信息

发送序号＝2、3、…15、0、1…

下一个STX信息

接收序号＝2、3、…15、0、1…

Table7:

序列域的变化

4.2.5控制域

为1字节长度，表明了所发送的信息帧的类型。

对于不同的信息，它有以下类型：

类型

值

描述

DC2（设备控制）

0x12

要求开始通信会话（只用于ATS）

DC3（设备控制）

0x13

通信会话的开始确认（只用于PIS）

ACK（确认）

0x06

确认信息

NACK（非确认）

0x15

非确认信息（校验错信息）

STX（正文）

0x02

数据发送

Table8:

控制域定义

4.2.6数据域

最大长度为2400字节。

它仅用于数据信息，包含发送方发送给接收方的全部数据信息。

这个域的构成和说明见下表：

长度

控制状态

信息标志

数据内容

2字节

1字节

N字节

Table9:

数据域定义

长度区为2个字节，定义了包括控制状态区、信息标志区、数据内容区在内，共有多少字节数据信息。

控制状态代表了是主控还是备用，1个字节，该字节为备用，其值为0x00；

信息标志为1个字节长度，定义了数据区中信息的信息类型。

4.2.7校验域

为2个字节长度，用于接收方检查所接收到的数据帧是否正确，采用CRC校验算法，其生成多项式为G（X）=X16+X12+X5+1（ISO3309）。

计算的字节包括从目的地地址字节到数据域的最后一个字节中的每一个字节。

CRC校验运算的初始值是0。

4.2.8数据透明

从目的地址到CRC校验的全部字符中，任何与SOH（0x7E）有相同值的字符将被发送两次。

5信息类型

5.1用于通信控制的信息

5.1.1DC2信息

这种信息用于要求另一端的系统打开通信，仅用于ATS，PIS只是接收该信息。

PIS和ATS在通讯话路的建立方面是不对等的，ATS是通讯的发起方，PIS不能是通讯的发起方。

DC2信息在ATS程序启动或通讯中断后由ATS发送。

信息DC2结构如下：

FIELDSDESCRIPTIONOFTHEMESSAGE

Designation

Size

（BYTE）

Type

Range

Min

Range

max

Enumeratedvalues

Quantum

Unit

Optionalfield

Description

Header

Integer

0x7e

N/A

SOH

DestinationAddress

Integer

0x0A

0x0A=PISAddress.

N/A

Destinationofthisframe.

SourceAddress

Integer

0xA0

0xA0=ATSAddress;

N/A

Sourceofthisframe.

SerialDomain

Integer

0/0

N/A

Bit0-3:

ReceivingSerialNumber;Bit4-7:

SendingSerialNumber.

ControlDomain

Integer

DC2

0x12=DC2;

N/A

Typeoftheframe.

DataDomain

N/A

Notusedinthismessage.

CheckDomain

CRClow

Integer

255

N/A

CRClowdata

CRChigh

integer

255

N/A

CRChighdata

Table10:

信息DC2结构

在这一帧信息中发送序号和接收序号是0，当另一端的系统（PIS）收到这一信息后，也将发送序号和接收序号复位为0。

另一端的系统（PIS）将应答这一信息：

如果正确的收到这一信息并且有效打开通信口，使用DC3信息应答，表示PIS和ATS双方要求重新建立通讯连接；

如果在收到的信息中，监测到CRC校验错，用NACK信息应答；

如果不认为自己是信息的接收目的地，不应答。

5.1.2DC3信息

这种信息被PIS用于告知ATS，其已经接收到ATS重新建立通讯的请求。

信息DC3结构如下：

FIELDSDESCRIPTIONOFTHEMESSAGE

Designation

Size

（BYTE）

Type

Range

Min

Range

max

Enumeratedvalues

Quantum

Unit

Optionalfield

Description

Header

Integer

0x7e

N/A

SOH

DestinationAddress

Integer

0xA0

0xA0=ATSAddress.

N/A

Destinationofthisframe.

SourceAddress

Integer

0x0A

0x0A=PISAddress;

N/A

Sourceofthisframe.

SerialDomain

Integer

0/0

N/A

Bit0-3:

ReceivingSerialNumber;Bit4-7:

SendingSerialNumber.

ControlDomain

Integer

DC3

0x13=DC3;

N/A

Typeoftheframe.

DataDomain

N/A

Notusedinthismessage.

CheckDomain

CRClow

Integer

255

N/A

CRClowdata.

CRChigh

Integer

255

N/A

CRChighdata

Table11:

信息DC3结构

发送序号和接收序号是0。

只有PIS可以发送DC3的信息。

5.1.3ACK信息

这种信息被PIS和ATS用于确认已经接收到对方发送来的数据。

它也被ATS和PIS用于在己方超过1000ms后没有数据帧发送给对方时，确认通信正常。

一方收到另一方的ACK信息后，不需要立刻发送应答信息。

ACK信息结构如下：

FIELDSDESCRIPTIONOFTHEMESSAGE

Designation

Size

（BYTE）

Type

Range

min

Range

max

Enumeratedvalues

Quantum

Unit

Optionalfield

Description

Header

Integer

0x7e

N/A

SOH

DestinationAddress

Integer

0x0A

0xA0

0xA0=ATSAddress;0x0A=PISAddress;

N/A

Destinationofthisframe.

SourceAddress

Integer

0x0A

0xA0

0xA0=ATSAddress;0x0A=PISAddress;

N/A

Sourceofthisframe.

SerialDomain

Integer

255

N/A

Bit0-3:

ReceivingSerialNumber;Bit4-7:

SendingSerialNumber.

ControlDomain

Integer

ACK

0x06=ACK;

N/A

Typeoftheframe.

DataDomain

N/A

Notusedinthismessage.

CheckDomain

CRClow

Integer

255

N/A

CRClowdata.

CRChigh

Integer

255

N/A

CRChighdata.

Table12:

信息ACK结构

发送序号不增加，接收序号是最后一次正确接收到对方数据信息的发送序号。

5.1.4NACK信息

这种信息被PIS和ATS用于确认发现了CRC校验错的信息。

NACK信息结构如下：

FIELDSDESCRIPTIONOFTHEMESSAGE

Designation

Size

（BYTE）

Type

Range

min

Range

max

Enumeratedvalues

Quantum

Unit

Optionalfield

Description

Header

Integer

0x7e

N/A

SOH

DestinationAddress

Integer

0x0A

0xA0

0xA0=ATSAddress;0x0A=PISAddress;

N/A

Destinationofthisframe.

SourceAddress

Integer

0x0A

0xA0

0xA0=ATSAddress;0x0A=PISAddress;

N/A

Sourceofthisframe.

SerialDomain

Integer

255

N/A

Bit0-3:

ReceivingSerialNumber;Bit4-7:

SendingSerialNumber.

ControlDomain

Integer

NACK

0x15=NACK;

N/A

Typeoftheframe.

DataDomain

N/A

Notusedinthismessage.

CheckDomain

CRClow

Integer

255

N/A

CRClowdata.

CRChigh

Integer

255

N/A

CRChighdata.

Table13:

信息NACK结构

发送序号不增加，接收序号是最后一次正确接收到对方数据信息的发送序号。

5.1.5STX信息

这种信息被系统用来发送数据信息。

STX信息结构如下：

信息头

目的地址

源地址

序列域

控制域

数据域

校验域

1字节

N字节

2字节

SOH

PIS地址/ATS地址

ATS地址/PIS地址

*/*

STX

长度

控制状态

信息标志

数据内容

校验低

校验高

Table14:

信息STX结构

发送序号被增加1，接收序号为前次正确接收信息的发送序号。

其中数据域中长度不包括本身2个字节。

关于STX的具体信息所代表的内容被包含在信息标志中，如列车位置信息等。

5.1.5.1控制状态

此字段保留，内容为0x00。

5.1.5.2信息标志

信息标志为1字节长度，下表列出所有信息标志的取值：

从

至

信息标志

值

描述

ATS

PIS

ATS_PIS_TRAIN_PIS_INFO

0X21

PIS信息。

Table15:

信息标志定义

5.2ATS到PIS的信息

5.2.1PIS信息

ATS向PIS发送每个站台预计的至多下4班列车（0~4班）到站时间、列车跳停信息、末班车信息。

PIS与ATS恢复连接时，ATS立即给PIS发送每个站台的PIS信息，在双方通信建立期间，ATS每隔20秒发送一次所有站台的PIS信息，站台PIS信息中任意一项列车运行信息有变化时，ATS立即以站台为单位发送该站台的PIS信息。

每一个PIS消息帧至多发送10个站台的数据，例如共有60个站台，那么所有站台的PIS信息将通过6帧消息发送，每次发送10个。

消息内容中包含所有ATS系统中的计划车和头码车，不包含其它属性的列车，消息结构如下：

FIELDSDESCRIPTIONOFTHEMESSAGE

Designation

Size

（BYTE）

Type

Range

min

Range

max

Enumeratedvalues

Quantum

Unit

Optionalfield

Description

Header

Integer

0x7e

N/A

SOH

DestinationAddress

Integer

0x0A

0x0A=PISAddress;

N/A

Destinationofthisframe.

SourceAddress

Integer

0xA0

0xA0=ATSAddress;

N/A

Sourceofthisframe.

SerialDomain

Integer

255

N/A

Bit0-3:

ReceivingSerialNumber;Bit4-7:

SendingSerialNumber.

ControlDomain

Integer

STX

0x02=STX;

N/A

Typeoftheframe.

DataDomain

Length

Integer

2400

N/A

LengthofControl_Status,Message_FlagandDataContent.

Control_Status

Integer

0x00

0x00=Reserved.

N/A

Message_Flag

Integer

0x21

0x21=ATS_PIS_TRAIN_PIS_INFO

N/A

DataContent

Platform_cnt

Integer

展开阅读全文