《轨道交通电子设备+列车通信网络（TCN）第2-6部分：车地通信GBT+28029.7-2020》详细解读

《轨道交通电子设备列车通信网络（TCN）第2-6部分：车地通信GB/T28029.7-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义、缩略语和约定3\.1术语和定义3\.2缩略语3\.3状态图约定4车地通信系统架构contents目录4\.1概述4\.2要求4\.3移动通信网络架构4\.4系统分解结构(SBS)4\.5功能分解结构(FBS)4\.6移动通信网关4\.7移动通信冗余4\.8列车组成改变contents目录4\.9信息安全5通信框架5\.1概述5\.2MCG代理服务架构5\.3寻址概念5\.4用于T2G通信的数据类型5\.5通信协议5\.6通信服务contents目录6MCG服务和接口6\.1说明6\.2概述6\.3服务提供6\.4MCG/GCG系统服务描述7GCG服务和接口7\.1GCG概述7\.2GCG寻址7\.3GCG实现contents目录7\.4GCG服务附录A(规范性附录)消息表示附录B(规范性附录)远程监视数据编码和排序参考文献011范围规定了车地通信系统的功能要求和性能指标适用于新建和既有线路的列车通信网络升级适用于列车与地面之间的通信设备和系统1范围022规范性引用文件行业规范引用在制定车地通信的具体技术要求时，参考了铁路行业的通行规范和最佳实践，以确保标准的实用性和可操作性。国际标准引用本部分在制定过程中，参考并引用了国际电工委员会(IEC)的相关标准，确保与国际轨道交通电子设备通信技术的接轨和兼容性。国家标准引用为了符合我国轨道交通的实际情况和发展需求，本部分还引用了多个国家标准，包括但不限于列车通信网络的基础标准和接口标准。2规范性引用文件033术语、定义、缩略语和约定术语和定义为了方便表述和阅读，标准中使用了大量的缩略语。这部分提供了这些缩略语的解释，帮助读者更好地理解标准内容。缩略语约定为了保证标准的一致性和准确性，该部分对标准中使用的一些表述方式、符号等进行了约定。读者需要遵循这些约定来理解和实施标准。该部分详细列出了轨道交通电子设备列车通信网络中所涉及的专用术语及其定义，确保读者能够准确理解标准中使用的专业词汇。3术语、定义、缩略语和约定043.1术语和定义车地通信指列车与地面设备之间的数据通信，用于实现列车运行状态、控制指令等信息的传输。3.1术语和定义列车通信网络（TCN）是一种在轨道交通车辆上使用的通信网络，用于实现车内各电子设备之间的数据交换和控制。电子设备在轨道交通车辆上，用于实现各种功能的电子装置，如控制系统、传感器、执行器等。这些设备通过TCN进行连接和通信。053.2缩略语B/T可能是指某种特定的通信技术或标准，但在此上下文中没有具体说明，需要根据具体文档或领域知识进行解读。如果是笔误，可能为“GB/T”，表示中国国家标准。TCN列车通信网络（TrainCommunicationNetwork）的缩写，是指列车上各个电子设备之间进行数据通信的网络系统。ECMEngineControlModule的缩写，即引擎控制模块，是汽车发动机的控制系统。但在此标准中，可能指代某种电子控制模块，具体含义需结合上下文理解。3.2缩略语063.3状态图约定3.3状态图约定状态转换标准中详细规定了从一个状态转换到另一个状态的条件和触发事件。例如，当车地通信设备检测到通信故障时，系统会自动从正常通信状态转换为通信中断状态。状态处理机制针对不同的状态，标准中提供了相应的处理机制和恢复策略。在通信中断状态下，系统会尝试重新建立连接，若连接失败，则会触发相应的故障处理流程，确保列车运行的安全和稳定。状态表示在列车通信网络（TCN）车地通信的状态图中，不同的状态被清晰定义，并通过图形化方式表示。这些状态包括正常通信、通信中断、故障等，以便于运维人员快速识别系统当前状态。030201074车地通信系统架构系统组成车地通信系统主要由车载设备和地面设备两部分组成。车载设备负责收集和处理列车运行数据，而地面设备则负责接收这些数据并进行分析和管理。01.4车地通信系统架构数据传输车地通信通过网络进行数据传输，确保信息的实时性和准确性。该网络具有高可靠性、低延迟等特点，以满足列车运行中对通信质量的严苛要求。02.接口与协议车地通信系统采用标准化的接口和协议，以实现不同设备之间的互联互通。这不仅降低了系统的复杂性，还提高了系统的可扩展性和可维护性。03.084.1概述4.1概述标准背景与意义B/T28029.7-2020是轨道交通电子设备列车通信网络（TCN）的一部分，专注于车地通信。此部分标准的制定对于确保列车与地面设备之间的通信安全、稳定、高效具有重要意义。主要内容与适用范围本标准规定了车地通信的协议、接口、数据传输等方面的要求，适用于所有采用TCN网络的轨道交通列车。它确保了不同厂商的设备能够互相兼容，从而实现信息的顺畅传输。与其他部分的关联作为TCN标准的第2-6部分，本部分与TCN的其他部分相互关联，共同构成了一个完整的列车通信网络体系。094.2要求4.2要求通信接口与协议标准化车地通信系统应遵循统一的接口和协议标准，确保不同厂商的设备能够互联互通，提高系统的兼容性和可扩展性。数据传输的可靠性与实时性车地通信应保证数据传输的可靠性和实时性，以满足列车运行过程中对信息传输的高要求。这包括在高速移动环境下保持信号的稳定传输，以及确保数据包的完整性和准确性。安全性与抗干扰能力车地通信系统应具备良好的安全性和抗干扰能力，以防止外部恶意攻击和电磁干扰对列车运行造成不良影响。系统应采取加密、认证等安全措施，确保通信内容不被窃取或篡改。同时，系统还应具备在强电磁干扰环境下正常工作的能力，以保障列车运行的安全和稳定。104.3移动通信网络架构负责将移动用户和核心网连接起来，主要包括基站和控制器子系统。无线接入网承载着用户的通信数据和信令信息，包括移动交换中心、数据网关、传输网关等关键节点。核心网提供计费、用户管理和增值业务等后台支持功能。业务支持系统4.3移动通信网络架构010203114.4系统分解结构(SBS)车地通信系统的层次划分：车地通信系统作为列车通信网络（TCN）的一部分，在SBS中具有明确的层次结构。这包括物理层、数据链路层、网络层和应用层，每一层都有其特定的功能和协议，确保数据的准确和高效传输。各层次的功能定义：物理层负责传输原始比特流，提供电气、机械和定时接口；数据链路层负责在相邻节点间无差错地传送以帧为单位的数据，并进行流量控制；网络层负责为分组交换网络上的不同主机提供通信服务，并通过选择合适的路由将数据传送到目标地址；应用层则为用户提供网络应用接口，如文件传输、电子邮件等。与列车控制系统的关联：车地通信系统在SBS中的位置和作用与列车控制系统紧密相连。它不仅要实现列车与地面设备之间的数据传输，还要确保这些数据能够在列车控制系统中得到正确的处理和应用，从而保障列车的安全、高效运行。4.4系统分解结构(SBS)124.5功能分解结构(FBS)4.5功能分解结构(FBS)车地通信接口定义这一部分详细定义了列车与地面设备之间的通信接口，包括物理层、数据链路层和应用层等，确保信息的准确传输。数据传输与处理安全与可靠性措施描述了数据的传输机制，包括数据的封装、解封装、错误检测和纠正等，以及地面设备对接收数据的处理方法。为保证车地通信的稳定性和安全性，标准中提出了多重安全验证机制、数据加密和冗余设计等措施。134.6移动通信网关4.6移动通信网关数据转换与传输移动通信网关在列车通信网络中扮演着数据转换和传输的重要角色。它能够接收列车上各种电子设备的数据，将其转换成适合移动通信网络传输的格式，然后通过移动通信网络将这些数据发送到地面控制中心。实时监控与远程控制通过移动通信网关，地面控制中心可以实时监控列车及其各种电子设备的状态，确保列车安全、高效运行。同时，地面控制中心还可以通过移动通信网关对列车进行远程控制，如调整列车运行速度、控制车门开关等。故障诊断与预警移动通信网关能够实时传输列车的故障信息，帮助地面控制中心及时发现并处理故障。此外，它还可以根据预设的故障预警模型，提前发现潜在故障并发出预警，从而减少列车运行中的安全隐患。144.7移动通信冗余在轨道交通中，车地通信的稳定性和可靠性至关重要。为了确保在主要通信设备故障时，列车仍能与地面保持通信，移动通信冗余设计成为必不可少的一环。冗余设计的必要性4.7移动通信冗余通常，冗余设计通过配置备用通信设备或通信路径来实现。当主通信设备或路径发生故障时，系统会自动切换到备用设备或路径，确保通信的连续性。冗余实现方式在实施冗余设计后，需要进行严格的测试和验证，以确保在主设备故障时，备用设备能够迅速、准确地接管通信任务。这包括对备用设备的性能测试、切换机制的可靠性测试等。冗余系统的测试和验证154.8列车组成改变动态调整网络配置当列车编组发生变化时，TCN网络需要能够动态地调整其配置，以适应新的列车组成。这包括自动识别新加入的车辆，并将其纳入网络管理中。保持通信连续性更新网络拓扑结构4.8列车组成改变在列车组成改变过程中，TCN网络应确保通信的连续性，避免因列车编组变化而导致的通信中断或数据丢失。这要求网络具有高度的灵活性和可靠性。随着列车编组的改变，TCN网络的拓扑结构也需要相应更新。这包括重新分配网络地址、调整数据传输路径等，以确保整个网络的稳定运行。164.9信息安全4.9信息安全安全审计与日志记录为了及时检测和响应安全事件，实施安全审计和日志记录是必要的。通过对网络活动进行实时监控和记录，可以迅速发现异常行为并采取相应的应对措施。此外，日志记录还可以为事后分析提供有价值的线索，帮助改进安全措施。身份验证与访问控制为确保只有授权的设备和人员能够接入列车通信网络，实施严格的身份验证和访问控制机制是关键。这包括对接入设备的认证、用户身份的验证以及访问权限的管理。通过这些措施，可以有效地防止非法接入和恶意攻击。数据加密与完整性保护车地通信过程中，对传输的数据进行加密是确保信息安全的重要手段。通过采用先进的加密算法，可以防止未经授权的访问和数据泄露。同时，数据的完整性保护也是必不可少的，以防止数据在传输过程中被篡改。175通信框架01通信协议定义了车地通信过程中使用的协议和标准，确保信息传输的准确性和可靠性。这些协议包括物理层、数据链路层、网络层和应用层等，每一层都有明确的功能和规定。通信接口规定了列车与地面设备之间的通信接口，包括硬件接口和软件接口。硬件接口确保物理连接的正确性和稳定性，而软件接口则定义了数据传输的格式和规则。通信流程详细说明了车地通信的整个流程，包括建立连接、数据传输、断开连接等步骤。这个过程需要确保数据的完整性和安全性，同时优化传输效率，以满足列车运行中的实时性需求。5通信框架0203185.1概述为了满足列车通信网络在车地通信方面的需求，提高列车运行的安全性和效率，制定了本标准。标准制定的背景和目的本标准规定了车地通信的协议、接口、数据格式等，适用于轨道交通领域中的列车通信网络。标准涉及的范围和内容本标准是《轨道交通电子设备列车通信网络（TCN）》的第2-6部分，与其他部分共同构成了完整的列车通信网络标准体系。与其他部分的关系5.1概述195.2MCG代理服务架构代理服务架构概述在轨道交通电子设备列车通信网络（TCN）的车地通信部分中，MCG（MasterCellGroup）代理服务架构扮演着关键角色。这一架构负责管理和协调车地之间的通信，确保数据能够高效、准确地传输。核心组成与功能MCG代理服务架构由多个核心组件构成，包括代理服务器、通信接口和数据处理模块等。这些组件协同工作，实现对车地通信数据的接收、转发和处理，从而保障列车与地面系统之间的顺畅通信。技术特点与优势MCG代理服务架构采用了先进的技术手段和协议，确保数据传输的高效性和安全性。同时，该架构具有良好的可扩展性和灵活性，能够适应不同场景下的通信需求，为轨道交通系统的稳定运行提供有力支持。5.2MCG代理服务架构205.3寻址概念5.3寻址概念地址分配与识别在列车通信网络中，每个设备或节点都需要一个唯一的地址来进行识别和通信。寻址概念确保了信息的准确传递，避免了混淆和冲突。01地址结构与层次地址结构通常采用分级或层次化的设计，以便于管理和扩展。这种结构能够清晰地表示出设备在列车通信网络中的位置和角色。02动态与静态地址根据网络配置和需求，地址可以是动态的，也可以是静态的。动态地址允许设备在加入网络时自动获取地址，而静态地址则需要手动配置。在列车通信网络中，通常采用静态地址以确保通信的稳定性和可靠性。03215.4用于T2G通信的数据类型5.4用于T2G通信的数据类型控制指令由地面系统发送给列车的控制指令，如调整列车运行速度、改变列车运行方向等。这些指令对列车运行安全至关重要，因此要求T2G通信具备高可靠性和低延迟特性。非实时数据包括列车配置信息、乘客计数、能源消耗等，这些数据不需要实时传输，但对于列车运营管理和维护具有重要意义。通过定期上传至地面系统，可用于分析列车性能、优化运营策略。实时数据这类数据主要包括列车运行状态、位置信息、故障报警等，需要实时传输以确保地面系统能够准确掌握列车情况，做出相应的调度和控制决策。225.5通信协议协议标准化该标准明确了车地通信的协议规范，确保不同厂商的设备能够按照统一的标准进行信息交互，提高了系统的兼容性和可扩展性。数据传输效率通信协议的设计充分考虑了数据传输的效率，通过优化数据包结构和传输机制，减少了传输延迟，提高了数据的实时性和准确性。安全可靠协议中包含了多种安全措施，如数据加密、身份验证等，确保车地通信过程中的数据安全和可靠性，防止数据被篡改或窃取。5.5通信协议235.6通信服务服务类型与定义本部分详细定义了列车与地面之间的通信服务，包括但不限于数据传输、远程控制、状态监测等。这些服务旨在确保列车运行的安全与效率，同时提供必要的运营信息。5.6通信服务通信协议与接口为实现上述服务，标准规定了具体的通信协议和接口要求。这些协议和接口必须满足实时性、可靠性和安全性的需求，以保障列车与地面系统之间的顺畅通信。服务质量（QoS）参数为确保通信服务的质量，标准中明确了QoS参数，如延迟、吞吐量、丢包率等。这些参数有助于评估和优化通信性能，从而满足列车运营的各种需求。246MCG服务和接口提供人机界面编程接口MCGS编程接口允许开发者使用VBA技术进行自定义编程，实现对HMI设备的控制和监控。支持多种设备通信MCGS能够与多种PLC、数据库以及其他外部设备进行通信，实现数据交换与同步。丰富的功能库提供控件操作、数据处理、通信控制以及调试与测试等多种功能，增强HMI设备的交互性和自定义性。6MCG服务和接口256.1说明6.1说明标准背景与意义GB/T28029.7-2020是中国国家标准化管理委员会发布的关于轨道交通电子设备列车通信网络的标准之一。该标准的第2-6部分专门规定了车地通信的要求和规范，对于确保列车运行的安全、可靠以及提高轨道交通系统的整体效率具有重要意义。主要内容和范围此部分标准详细描述了车地通信的协议、接口、数据传输速率、误码率等关键技术指标，以及车地通信系统的组成、功能要求和性能测试方法。它适用于轨道交通系统中列车与地面设备之间的通信，包括但不限于列车控制系统、信号系统、乘客信息系统等。与其他部分的关联作为TCN标准体系的一部分，第2-6部分与TCN的其他部分（如第2-5部分的以太网列车骨干网ETB、第2-7部分的基于电台的无线列车骨干网WLTB等）相互关联，共同构成了一个完整的列车通信网络标准体系。这些部分之间的协调与配合，确保了整个轨道交通系统的稳定运行和高效管理。266.2概述背景随着城市轨道交通的快速发展，车地通信成为确保列车安全、高效运行的关键环节。目的本标准旨在规范列车通信网络（TCN）中车地通信的技术要求和测试方法，提高列车通信的可靠性和稳定性。6.2概述276.3服务提供6.3服务提供车地通信服务是指在列车与地面设备之间进行数据传输和信息交换的服务。它确保了列车在运行过程中能够与地面系统进行实时、准确的通信，从而保障列车运行的安全和效率。车地通信服务的定义车地通信服务需要满足多种功能要求，包括但不限于列车位置报告、信号系统信息传输、乘客信息系统更新等。这些功能要求车地通信系统具备高可靠性、低延迟和强抗干扰能力，以确保信息的及时、准确传递。服务的功能与要求车地通信服务的实现依赖于先进的通信技术，如无线通信、网络技术等。通过这些技术，车地通信系统能够在列车与地面设备之间建立稳定的通信链路，实现数据的双向传输。同时，系统还需采用加密、校验等技术手段，确保通信的安全性和数据的完整性。服务的实现方式010203286.4MCG/GCG系统服务描述MCG/GCG系统服务概述：MCG/GCG系统服务是列车通信网络（TCN）中的重要组成部分，负责管理和控制列车的通信过程，确保数据在列车各个设备之间准确、高效地传输。MCG/GCG系统服务的重要性：MCG/GCG系统服务在列车通信网络中扮演着至关重要的角色。如果该系统服务出现故障或异常，将会导致列车通信网络的中断或数据丢失，严重影响列车的安全和正常运行。因此，对于MCG/GCG系统服务的稳定性和可靠性有着极高的要求。MCG/GCG系统服务功能：该系统服务具有多种功能，包括数据传输、数据处理、数据同步等。它能够接收和发送数据，对数据进行必要的处理，并确保数据在各个设备之间保持同步，从而维持列车通信网络的稳定运行。6.4MCG/GCG系统服务描述297GCG服务和接口要点三GCG服务定义GCG（GroundCommunicationGateway，地面通信网关）服务是指列车与地面系统之间的数据交互服务。它负责处理车地通信中的数据转发、协议转换和安全管理等功能，确保车载系统与地面应用之间的顺畅通信。接口标准化为了确保不同厂商的设备能够互联互通，GB/T28029.7-2020标准规定了GCG服务的接口标准。这包括物理接口、数据接口和协议接口等，使得车载与地面系统能够通过统一的接口进行数据交换。安全性保障在车地通信过程中，安全性是至关重要的。GCG服务通过加密、认证和访问控制等手段，确保数据在传输过程中的安全性和完整性。同时，标准还规定了安全相关数据通信的协议和流程，以防止未经授权的访问和数据泄露。7GCG服务和接口010203307.1GCG概述7.1GCG概述GCG（车地通信设备）是轨道交通电子设备列车通信网络（TCN）中实现车地通信的关键设备，它负责列车与地面设备之间的数据传输和信息交换。GCG定义与功能在列车运行过程中，GCG确保了列车与地面控制系统、信号系统等关键设备之间的实时通信，对于保障列车运行安全、提高运营效率具有重要意义。GCG的重要性GCG通常采用高性能的通信技术和可靠的数据传输协议，以确保在复杂多变的轨道交通环境中实现稳定、高效的数据传输。同时，GCG还具备较高的抗干扰能力和安全防护措施，以保障通信的可靠性和安全性。GCG的技术特点317.2GCG寻址7.2GCG寻址在列车通信网络中，GCG寻址指的是通过特定的地址信息，准确地找到网络中的某个设备或节点，以实现数据的传输和通信。在TCN的车地通信中，GCG寻址可能采用多种方式进行，包括但不限于物理地址、逻辑地址或者是网络中的唯一标识符等。这些方式能够确保数据准确、高效地传输到目标设备。寻址技术的准确性对于列车通信网络至关重要。它确保了数据能够正确无误地传输到指定的设备，从而维持整个网络系统的稳定性和可靠性。在轨道交通中，这种精确寻址的能力对于保障列车运行的安全和效率具有不可替代的作用。寻址概念寻址方式重要性与应用327.3GCG实现7.3GCG实现GCG（GatewayControlGroup，网关控制组）功能定义：在列车通信网络（TCN）中，GCG负责管理和控制车载设备与地面设备之间的通信。它确保数据在车载和地面系统之间正确、高效地传输。GCG实现方式：根据B/T28029.7-2020标准，GCG的实现需要遵循特定的通信协议和规范。这包括数据包的格式、通信接口的定义、数据传输速率等。通过这些规定，确保车载与地面系统之间的稳定通信。GCG在安全性方面的作用：除了基本的通信功能外，GCG还承担着确保通信安全的重要任务。它需要对传输的数据进行加密和认证，以防止未经授权的访问和数据泄露。同时，GCG还需要监控通信状态，及时发现并处理潜在的通信故障或安全问题。337.4GCG服务7.4GCG服务GCG服务定义GCG（GeneralCallGateway）服务是列车通信网络中用于车地通信的一种特殊服务，它允许列车上的设备与外部系统（如地面控制系统、信号系统等）进行数据交换。GCG服务功能GCG服务主要承担列车与地面系统之间的信息传递，包括列车状态信息、控制指令等。通过GCG服务，列车能够及时接收地面系统的指令，并将列车的运行状态等信息反馈给地面系统，以实现安全、高效的列车运营。GCG服务实现方式在列车通信网络中，GCG服务通过特定的通信协议和数据格式来实现信