危险化学品汽车运输安全监控系统车载终端与通信中心间数据接口协议和数据交换技术规范

ICS13.320中华人民共和国安全生产行业标准AQ××××—××××危险化学品汽车运输安全监控系统-车载终端与通信中心间数据接口协议和数据交换技术规范Monitoringsystemfordangerouschemicalsinroadtransport–interfaceprotocolanddataexchangestandardbetweenTCUandCCPC××××-××-××发布××××-××-××实施国家安全生产监督管理总局发布AQAQ××××—××××I前言本标准将规定危险化学品汽车运输监控系统中，车载终端与通信控制处理中心间数据接口协议及数据传输的技术规范，该标准主要包含危险化学品汽车运输监控系统中车载终端采集的各种状态信息的数据结构，车载终端与通信控制处理中心间的数据传输格式，以及数据接口协议等技术要求；适用于危险化学品汽车运输安全监控系统的开发厂商针对车载终端与通信中心间数据传输的接口设计。本规范由国家安全生产监督管理总局提出，全国安全标准化技术委员会化学品安全标准化分技术委员会归口。本标准负责起草单位：***、***、***。本标准主要起草人：***、***、***、***、***。AQ××××—××××1危险化学品汽车运输安全监控系统车载终端与通信中心间数据接口协议和数据交换技术规范1范围本规范规定了危险化学品汽车运输监控系统中，车载终端与通信控制处理中心间经移动通信网络进行无线数据传输和数据交换的通信接口协议。本规范适用于危险化学品汽车运输安全监控系统的各车载终端和通信中心的开发厂商；其他汽车安全运输监控系统开发商，可参照本技术规范。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。AQ3003-2005危险化学品汽车运输安全监控系统通用规范AQ3004-2005危险化学品汽车运输安全监控车载终端3GPPTS04.11V7.1.0：PointtoPointShortMessageServicesupportonmobileradiointerface3术语、定义和缩略语3.1术语和定义术语见AQ3003—2005和AQ3004—2005。报文datagram/datapackage在通信网络中从源通信实体传输至目的通信实体的数据块。大字节序big-endian一种大值的一端，即列中更典型值存在最小的存储地址前面的顺序。电源管理策略ASAP电源管理策略与机制保证系统最高效的节能，系统分为：运行,空闲,休眠三种运行模式，保证系统始终处于最少的能耗状态。唤醒wake-up/surfacingTCU由休眠工作模式进入可进行无线通信的工作模式。客户端连接标识clientconnectionid系统对客户端应用程序进行唯一标识的16比特编号。受控输出controlledoutputAQ××××—××××2车载终端设备中可远程控制的输出端口。通过通信网络，受控输出的状态能够被查询或改变。字节byte8位二进制数据位/比特位bit一个位/比特位拥有一个值，0或1。3.2缩略语本标准使用的缩略语符合国标GB/T19391和GB/T19392的规定。传输控制协议transportcontrolprotocolTCP车载终端设备telematicscontrolunitTCU承载容量信息单元bearercapabilityinformationelementBCIE电路交换数据业务circuit-switcheddataCSD短消息服务shortmessageserviceSMS短消息中心shortmessageservicecenterSMSC短消息二进制编码模式protocoldescriptionunitPDU多用途的网际邮件扩充协议multipurposeinternetmailextensionprotocolMIME低位优先leastsignificantbitLSBGPS里程表值vehicleodometervalueofgpsODO高位优先mostsignificantbitMSBAQ××××—××××3接入点accesspointnodeAPN检测网络设备可访问性的方法packageinternetgroperPing空中数据传输overtheairOTA码分多址技术（简称C网）codedivisionmultipleaccessCDMA全球定位系统globalpositioningsystemGPS全球移动通信系统（简称G网）globalsystemformobilecommunicationsGSM通信控制处理中心communicationcontrolprocessingcenterCCPC通用分组无线业务generalpacketradioserviceGPRS用户数据报协议UserDatagramProtocolUDP由TCU发送的消息（上行）mobileoriginatedMO由TCU接收的消息（下行）mobileterminatedMT中国移动点对点协议chinamobilepeertopeerCMPP4要求危险化学品汽车运输监控系统中TCU通过移动通信网络传输车辆的位置和状态信息至通信控制处理中心，即CCPC。TCU使用移动公网G网的GPRS或C网的CDMA1X或G/C网的SMS作为主要的通信方式，G/C网的SMS或G网的CSD可作为备份通信方式。AQ××××—××××4本规范规定了危险化学品汽车运输监控系统中，通信接口的通用结构和处理过程，它包括通信接口消息有效载荷的结构、编码和加密。4.1一般要求通信接口协议包括两类工作方式：a.车载终端发送消息至通信控制处理中心，此类消息也称MO消息；b.通信控制处理中心发送消息至车载终端，此类消息也称MT消息。4.1.1信息分类规定在通信接口处进行交换的信息分类如下：4.1.1.1配置类信息TCU在工作过程中相对稳定的信息,如固件版本，存储器容量，输入端口等。TCU的配置不能动态的进行更改，只有当TCU无其他工作时才可进行升级或更改。但可以动态的通过通信网络对配置信息进行查询。4.1.1.2工作参数类信息在不同的工作模式下，车载终端不同的工作参数值。常用的工作参数有：CCPC地址，TCU上报频率等等。通信控制处理中心能够访问或更改TCU工作模式的信息4.1.1.3状态类信息反映某一时刻TCU所处外部环境的信息，包括车辆的地理位置，速度，方向，时间，行驶路线等等。TCU应能自动地周期性上报状态信息，也可由通信控制处理中心向TCU发出请求以即时获取。状态信息是对事实的反映，不能被CCPC更改。4.1.1.4事件类信息状态的改变称为事件，一部分特定的事件被归为告警。可通过TCU配置工作模式，规定TCU实时上报某些事件。4.1.1.5输出类信息通信控制处理中心用于访问或更改TCU输出端口状态的信息。一个TCU应具备多个受控输出端口。4.1.2接口协议要求4.1.2.1功能要求接口协议应支持下列操作：4.1.2.1.1上报TCU的配置4.1.2.1.2上报TCU的工作参数4.1.2.1.3改变TCU的工作参数4.1.2.1.4上报TCU的状态AQ××××—××××54.1.2.1.5上报告警和约定的需上报事件4.1.2.1.6向TCU发送OTA指令4.1.2.2质量要求接口协议应具备以下能力：4.1.2.2.1在通过移动公网传输数据前，对数据进行加密4.1.2.2.2为每个TCU提供不同的密钥，保障数据安全4.1.2.2.3可扩展能力4.1.2.3系统要求在移动通信网络环境下，对系统有以下要求：4.1.2.3.1支持可变长度报文的上下行双向传输其中，基于SMS传输模式上下行传输的报文长度上限均为160个字节。4.1.2.3.2网络中的每一点都具有唯一的不重复的地址每个报文只有一个目的地址。4.1.2.3.3可获取接收报文的长度4.1.2.3.4可获取接收报文的源地址4.1.2.4基于GPRS和CDMA1X模式数据传输要求4.1.2.4.1连接管理CCPC和TCU间的UDP/IP连接状态转换过程如图1所示，通信过程见图2。AQ××××—××××6图1UDP/IP连接状态图2一般通信过程连接管理应保证：a.在进行连接时，TCU首先打开一个GPRS链路，然后向CCPC发出Ping数据包，并等待ACK应答。若未收到应答，将重新发送Ping数据包，相关规定见4.1.2.4.2；b.收到ACK应答后，TCU转换为已连接状态；c.如无法建立连接，经过连接建立重试周期后，TCU将进行重试。重试周期默认为3分钟。如果重试仍失败，TCU进入连接失败状态，并使用SMS模式传输数据包。连接建立重试机制见4.1.2.4.2；d.进入连接失败状态后，经过连接启动周期后，TCU将再次重复建立连接的过程。连接启动周期默认30分钟；e.如果TCU收到新的UDP/IP连接设置，它将断开连接，并使用新的设置重新启动连接；f.如果TCU在没有连接的情况下收到APN或UDP设置，应立刻启动连接建立过程；g.进入连接失败状态后，TCU应该发送UDP状态报告。在终端复位后需要重新发送错误报告。4.1.2.4.2报文发送连接建立后，通信进入已连接状态，在该状态下的数据包传输过程见图3。AQ××××—××××7图3UDP/IP数据报的发送传输协议应该保证：a.如果一个UDP包在发送重试TO内没有收到确认，该UDP包将被重发；b.应当使用智能重发机制；c.连接管理应首先向首选IP地址发送，如果不成功，TCU将在一段时间后向备用IP地址发送；如果还不成功，TCU将再次向备选IP地址发送，仍然不成功将视为连接失败。4.2消息处理要求报文消息数据由二进制8比特数据包构成。将二进制数据包构建成最终用于移动通信传输的数据报文的过程由以下5个步骤组成：1a.构建二进制消息包；b.消息包加密；c.消息包MIME-Base642编码；d.消息包SMS-PDU编码；e.消息包添加报文标记，生成数据报文。1注：GPRS或CDMA1X或CSD将不含（d）的数据处理过程；2注：本算法详细定义见RFC1521MIME报文构建处理过程规定如下：3（1）构建消息包，其结构如下：[类型][子类型][数据][校验和]（2）加密：消息包加密处理[………….…加密后消息包内容………….…]（3）编码：加密后消息包内容进行MIME-Base64编码处理[………….…加密后消息包内容………….…]处理成[xxxxxx00][xxxxxx00][xxxxxx00][xxxxxx00]…（4）SMS-PDU编码：MIME-base64编码后消息包内容进行PDU编码处理[xxxxxx00][xxxxxx00][xxxxxx00][xxxxxx00]…处理成[xxxxxxo0][xxxxxxo0][xxxxxxo0][xxxxxxo0]…（5）添加报文标记，规定为3个字节“*”，即占用3个字节，完成添加后提交给移动通信处理单元：[*][*][*][xxxxxxox][xxxxxoxx][xxxxoxxx][xxxoxxxx]…AQ××××—××××83注：经过（1）和（2）处理后，数据由8-bit字节构成，基于SMS的传输最长允许信息包长度是117个该类型字节；经过（3）处理后，数据由6-bit字节构成，基于SMS的传输最长允许信息包长度是156个该类型字节；经过（4）处理后，数据由7-bit字节构成，基于SMS的传输最长允许信息包长度是156个该类型字节；经过（5）处理后，数据由8-bit字节构成，117个8-bit字节的数据经过（1）至（5）的处理后，共140个8-bit字节。基于SMS二进制模式传输的消息内容长度至多由117个8比特字节组成。G网的GPRS、G网的CSD和C网的CDMA1X传输中的数据报文大小不受限