CN112286715A - 基于编码技术的安全输出方法及装置 - Google Patents

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陈宜航
夏伟
朱爱鹏
张辉
耿进龙
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Abstract

本发明涉及一种基于编码技术的安全输出方法及装置，该方法包括以下步骤：步骤1、准备安全数据：通道1准备当前周期本通道的安全数据；通道2准备当前周期本通道的安全数据；步骤2、计算校验码：通道1根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_1；通道2根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_2；步骤3、交互双通道的校验码：通道1和通道2分别将步骤2中计算的本通道校验码传给对方通道；步骤4、计算安全码；步骤5、生成输出消息；步骤6、对外输出消息。与现有技术相比，本发明具有以下优点：设计更紧凑的机笼，降低系统成本，增强了系统的可配置性等。

Description

基于编码技术的安全输出方法及装置
技术领域
本发明涉及列车控制系统中的安全消息处理领域，尤其是涉及一种基于编码技术的安全输出方法及装置。
背景技术
列车控制系统在正常运营过程中广泛涉及到安全消息的处理，一般是使用冗余编码技术对安全消息中的数据进行保护。消息发送方以安全输出数据为基础，附加数据的校验码(比如，循环冗余校验CRC码、消息摘要算法md5值)。消息接收方通过检查校验码，可以判断所收数据的完整性。
安全控制系统普遍采用二乘二取二的安全架构，通常一系配置为两块逻辑运算板(或称为通道)和一块通信板。一系中的两个逻辑运算板负责独立地生成本通道的输出数据(含校验码)，传给通信板，再由通信板负责将两个逻辑运算板的输出数据合成为一份输出数据，发送给外部通信设备。
由此可见，在这种安全控制系统中，既需要配置逻辑运算板，还应配置通信板。当机笼空间有限或者需要降低系统成本时，整个控制系统可能需要考虑缩减板卡数量。逻辑运算板是构成二乘二取二安全架构的核心板卡，属于系统的必备板卡，无法减少。如果通信板的两个主要功能，对外通信和合成输出数据，可以在逻辑运算板上实现，则通信板可被精简掉。
一般来说，逻辑运算板上配置了以太网或串口，可实现对外通信。但是，通信板上既有的输出数据生成方法，无法在逻辑运算板上实施。因为按照独立性的安全原理，一个逻辑运算板不能知道另一个逻辑运算板上的安全数据。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于编码技术的安全输出方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于编码技术的安全输出方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、准备安全数据：通道1准备当前周期本通道的安全数据；通道2准备当前周期本通道的安全数据；
步骤2、计算校验码：通道1根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_1；通道2根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_2；
步骤3、交互双通道的校验码：通道1和通道2分别将步骤2中计算的本通道校验码传给对方通道；
步骤4、计算安全码：通道1根据本通道的校验码CODE_1和对方通道的校验码CODE_2，生成安全码SCODE_1；通道2根据本通道的校验码CODE_2和对方通道的校验码CODE_1，生成安全码SCODE_2；
步骤5、生成输出消息：通道1根据本通道的安全数据和安全码SCODE_1生成输出消息；通道2根据本通道的安全数据和安全码SCODE_2生成输出消息；
步骤6、对外输出消息：根据具体的对外连接方式，将通道1或通道2的输出消息发给外部通信设备。
作为优选的技术方案，所述的步骤4中的通道1的校验码CODE_1通过编码技术生成安全码SCODE_1。
作为优选的技术方案，所述的编码技术包括按位或运算。
作为优选的技术方案，所述的步骤4中的通道2的校验码CODE_2通过编码技术生成安全码SCODE_2。
作为优选的技术方案，所述的编码技术包括按位或运算。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于编码技术的安全输出装置，其特征在于，该装置包括：
安全数据准备模块，用于通道1准备当前周期本通道的安全数据，以及通道2准备当前周期本通道的安全数据；
校验码计算模块，用于通道1根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_1；通道2根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_2；
双通道校验码交互模块，用于通道1和通道2分别将校验码计算模块中计算的本通道校验码传给对方通道；
安全码计算模块，用于通道1根据本通道的校验码CODE_1和对方通道的校验码CODE_2，生成安全码SCODE_1，以及通道2根据本通道的校验码CODE_2和对方通道的校验码CODE_1，生成安全码SCODE_2；
输出消息生成模块，用于通道1根据本通道的安全数据和安全码SCODE_1生成输出消息；通道2根据本通道的安全数据和安全码SCODE_2生成输出消息；
输出消息对外模块，用于根据具体的对外连接方式，将通道1或通道2的输出消息发给外部通信设备。
作为优选的技术方案，所述的安全码计算模块中的通道1的校验码CODE_1通过码技术生成安全码SCODE_1。
作为优选的技术方案，所述的编码技术包括按位或运算。
作为优选的技术方案，所述的安全码计算模块中的通道2的校验码CODE_2通过编码技术生成安全码SCODE_2。
作为优选的技术方案，所述的编码技术包括按位或运算。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、实现了在逻辑运算板上生成安全输出消息和对外输出，可适应列车控制系统因物理空间或成本所限而需要精简通信板的工作场景，有助于设计更紧凑的机笼，降低系统成本；
2、设计了任何一个通道的安全数据都被两个通道的校验码所保护，保证任何一个通道的数据在传输过程中的任何错误都可以被接收方检测出来；
3、系统可以选择任意一个通道的安全输出消息作为输出，增强了系统的可配置性。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2是本发明方法的数据处理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种基于编码技术的安全输出方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、每个通道分别准备本通道的安全输出数据：
通道1通过逻辑运算，得到当前周期本通道的安全数据；
通道2通过逻辑运算，得到当前周期本通道的安全数据。
步骤2、每个通道分别计算本通道的校验码：
通道1根据本通道的安全数据、时间戳、通道标识等信息，通过校验码算法，计算本通道安全数据的校验码(记为CODE_1)；
通道2根据本通道的安全数据、时间戳、通道标识等信息，通过校验码算法，计算本通道安全数据的校验码(记为CODE_2)。
步骤3、每个通道分别获取两个通道的校验码：
通道1将本通道计算的校验码CODE_1发送给通道2。同样地，通道2将本通道计算的校验码CODE_2发送给通道1；
通道1接收通道2的校验码CODE_2。通道2接收通道1的校验码CODE_1。如果当前周期未收到对方通道的校验码，则本通道应导向安全侧。
步骤4、每个通道分别计算本通道的安全码：
通道1根据本通道的校验码CODE_1和对方通道的校验码CODE_2，通过编码技术(比如，按位或运算)，生成本通道的安全码SCODE_1；
通道2根据本通道的校验码CODE_2和对方通道的校验码CODE_1，通过编码技术，生成本通道的安全码SCODE_2。
步骤5、每个通道分别生成本通道的输出消息：
通道1将步骤4中得到的安全码SCODE_1作为校验域，与本通道的安全输出数据一起组成本通道的输出消息；
通道2将步骤4中得到的安全码SCODE_2作为校验域，与本通道的安全输出数据一起组成本通道的输出消息。
步骤6、根据系统具体的对外连接方式，可以将通道1或通道2的输出消息发给外部通信设备。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于编码技术的安全输出方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、准备安全数据：通道1准备当前周期本通道的安全数据；通道2准备当前周期本通道的安全数据；
步骤2、计算校验码：通道1根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_1；通道2根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_2；
步骤3、交互双通道的校验码：通道1和通道2分别将步骤2中计算的本通道校验码传给对方通道；
步骤4、计算安全码：通道1根据本通道的校验码CODE_1和对方通道的校验码CODE_2，生成安全码SCODE_1；通道2根据本通道的校验码CODE_2和对方通道的校验码CODE_1，生成安全码SCODE_2；
步骤5、生成输出消息：通道1根据本通道的安全数据和安全码SCODE_1生成输出消息；通道2根据本通道的安全数据和安全码SCODE_2生成输出消息；
步骤6、对外输出消息：根据具体的对外连接方式，将通道1或通道2的输出消息发给外部通信设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于编码技术的安全输出方法，其特征在于，所述的步骤4中的通道1的校验码CODE_1通过码技术生成安全码SCODE_1。
3.根据权利要求2所述的一种基于编码技术的安全输出方法，其特征在于，所述的编码技术包括按位或运算。
4.根据权利要求1所述的一种基于编码技术的安全输出方法，其特征在于，所述的步骤4中的通道2的校验码CODE_2通过编码技术生成安全码SCODE_2。
5.根据权利要求4所述的一种基于编码技术的安全输出方法，其特征在于，所述的编码技术包括按位或运算。
6.一种基于编码技术的安全输出装置，其特征在于，该装置包括：
安全数据准备模块，用于通道1准备当前周期本通道的安全数据，以及通道2准备当前周期本通道的安全数据；
校验码计算模块，用于通道1根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_1；通道2根据本通道的安全数据计算对应的校验码CODE_2；
双通道校验码交互模块，用于通道1和通道2分别将校验码计算模块中计算的本通道校验码传给对方通道；
安全码计算模块，用于通道1根据本通道的校验码CODE_1和对方通道的校验码CODE_2，生成安全码SCODE_1，以及通道2根据本通道的校验码CODE_2和对方通道的校验码CODE_1，生成安全码SCODE_2；
输出消息生成模块，用于通道1根据本通道的安全数据和安全码SCODE_1生成输出消息；通道2根据本通道的安全数据和安全码SCODE_2生成输出消息；
输出消息对外模块，用于根据具体的对外连接方式，将通道1或通道2的输出消息发给外部通信设备。
7.根据权利要求6所述的一种基于编码技术的安全输出装置，其特征在于，所述的安全码计算模块中的通道1的校验码CODE_1通过编码技术生成安全码SCODE_1。
8.根据权利要求7所述的一种基于编码技术的安全输出装置，其特征在于，所述的编码技术包括按位或运算。
9.根据权利要求6所述的一种基于编码技术的安全输出装置，其特征在于，所述的安全码计算模块中的通道2的校验码CODE_2通过编码技术生成安全码SCODE_2。
10.根据权利要求9所述的一种基于编码技术的安全输出装置，其特征在于，所述的编码技术包括按位或运算。
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