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国家科技支撑计划课题国家科技支撑计划课题国家科技支撑计划课题国家科技支撑计划课题光纤铁路环境静态安全监测设备及应用示范光纤铁路环境静态安全监测设备及应用示范光纤铁路环境静态安全监测设备及应用示范光纤铁路环境静态安全监测设备及应用示范集成管理平台集成管理平台集成管理平台集成管理平台与与与与各各各各子系统子系统子系统子系统间的间的间的间的交互响应交互响应交互响应交互响应机制机制机制机制与与与与通信协议通信协议通信协议通信协议规范规范规范规范（（（（V1.2））））中铁二院工程集团有限责任公司二0一三年十二月目目目目录录录录1一般性说明一般性说明一般性说明一般性说明..................................................................................................................12交互响应机制交互响应机制交互响应机制交互响应机制..............................................................................................................12.1系统初始化系统初始化系统初始化系统初始化............................................................................................................12.1.1用户信息验证用户信息验证用户信息验证用户信息验证.................................................................................................12.1.2初始化自检初始化自检初始化自检初始化自检.....................................................................................................12.1.3初始化交互初始化交互初始化交互初始化交互.....................................................................................................22.2数据采集数据采集数据采集数据采集................................................................................................................42.2.1采集单位采集单位采集单位采集单位.........................................................................................................42.2.2采样周期采样周期采样周期采样周期.......................................................................................................152.2.3采集方法采集方法采集方法采集方法.......................................................................................................162.3数据传输及存储数据传输及存储数据传输及存储数据传输及存储..................................................................................................172.3.1数据一致性要求数据一致性要求数据一致性要求数据一致性要求...........................................................................................172.3.2数据传输内容及格式数据传输内容及格式数据传输内容及格式数据传输内容及格式...................................................................................182.3.3数据存储内容及格式数据存储内容及格式数据存储内容及格式数据存储内容及格式...................................................................................182.3.4数据传输机制数据传输机制数据传输机制数据传输机制...............................................................................................192.3.5数据存储机制数据存储机制数据存储机制数据存储机制...............................................................................................212.4阈值同步阈值同步阈值同步阈值同步..............................................................................................................222.4.1阈值同步格式阈值同步格式阈值同步格式阈值同步格式...............................................................................................222.4.2阈值上传同步阈值上传同步阈值上传同步阈值上传同步...............................................................................................222.4.3阈值下载同步阈值下载同步阈值下载同步阈值下载同步...............................................................................................233数据通信协议数据通信协议数据通信协议数据通信协议............................................................................................................233.1指令信息包指令信息包指令信息包指令信息包..........................................................................................................243.2初始化结果数据包初始化结果数据包初始化结果数据包初始化结果数据包..............................................................................................253.3子系统信息报警数据包子系统信息报警数据包子系统信息报警数据包子系统信息报警数据包.....................................................................................253.4阈值更新数据包阈值更新数据包阈值更新数据包阈值更新数据包..................................................................................................263.5监测结果数据包监测结果数据包监测结果数据包监测结果数据包..................................................................................................26集成管理平台与各子系统间的交互响应机制与通信协议规范V1.0一般性说明一般性说明一般性说明一般性说明“光纤铁路环境静态安全监测系统”由集成管理平台和路基沉降监测、桥梁形变监测、隧道温度监测三个子系统构成。其中，各子系统完成其所属传感器网络的数据采集、分析、处理和存储等过程，并负责向集成管理平台上传数据（该数据为子系统处理后的本地待存储的监测数据），同时也要对集成管理平台发出的指令做出相应的响应。为了明确集成管理平台和子系统的通信数据传输格式和交互响应动作，根据课题研究实施大纲（以下简称“大纲”）及相关文件要求，课题总体组特制订集成管理平台与各子系统间的交互响应机制与通信协议规范。望各研发参与单位仔细阅读本规范，严格遵守规范中的约束和条例，以实现集成管理平台与各子系统互联互通，并保证数据通信传输的有效性和可靠性。2交互响应机制交互响应机制交互响应机制交互响应机制根据课题研究的最终成果目标，可将子系统待实现的功能划分为以下6个部分：系统初始化、数据采集、数据传输、数据存储、阈值同步和人工交互。由于子系统的人工交互完全是本地操作，所以下文只针对前面5个功能模块，依次详细描述子系统的工作机制以及子系统与集成管理平台的交互响应动作。2.1系统初始化系统初始化系统初始化系统初始化子系统初始化过程由用户信息验证、初始化自检和初始化交互三部分组成，其各自的具体过程如下。2.1.1用户信息验证用户信息验证用户信息验证用户信息验证为保证系统的安全运行，子系统启动运行后，应首先对登录用户、登录密码等授权信息进行验证。若该用户非法登录，则系统暂停运行，直至用户信息输入完全正确；若用户信息联系3次输入错误，子系统软件则自动关闭。2.1.2初始化自初始化自初始化自初始化自检检检检在用户合法安全登录后，子系统开始检测本地的系统组件，主要包括传感器网络、数据库、网络通信模块等。在初始化自检过程中，子系统应按照以下先后次序进行检测，并根据检测结果自动完成对应的交互响应动作，具体如下：集成管理平台与各子系统间的交互响应机制与通信协议规范V1.0网络通信模块检测：若子系统无法连接至系统通信专网，则保持离线状态并本地报警，直至故障消失或修复；本地系统组件检测：主要指网络通信正常时的本地传感器网络和数据库连接状况的检测。若本地系统组件可正常运行，则将本地组件状态标识置为“SSDS”（ASCII码字符串，无字符串结束标志，下述类同）；否则根据不同的组件检测结果更新状态标识并报警。本地系统组件状态标识位于子系统初始化自检结果数据包中（详见表3-2），其字段内容及其含义如表2-1所示；表2-1子系统本地组件检测结果及其状态标识序号检测结果状态标识运行状态标识字段含义1所有关键组件自检成功SSDSSystemSelfDetectSucceed（系统自检成功）2传感器网络断开或某节点无连接SNDFSensorNetworksDetectFailure（传感器网络检测失败）3本地数据库连接失败DLDFDatabaseLinkDetectFailure（本地数据库连接失败）4所有关键组件自检失败（暂定）SSDFSystemSelfDetectF