《數(shù)字交通 隧道機(jī)電設(shè)備互聯(lián)互通接口協(xié)議規(guī)范》

ICS93.080.30

CCSR85

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ITS0231-XXXX

數(shù)字交通隧道機(jī)電設(shè)備互聯(lián)互通接口協(xié)議

規(guī)范

Intelligenttransportationsystemspecificationfortunnelelectromechanical

equipmentinterconnectionandinterworkinginterfaceprotocol

（征求意見(jiàn)稿）

本稿完成日期：2023年7月28日

在提交反饋意見(jiàn)時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上

20**-**-**發(fā)布2023-**-**實(shí)施

中國(guó)智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布I

T/ITS0231-XXXX

數(shù)字交通隧道機(jī)電設(shè)備互聯(lián)互通接口協(xié)議規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了基于數(shù)字交通體系的隧道機(jī)電系統(tǒng)總體框架、機(jī)電設(shè)備互聯(lián)接口的術(shù)語(yǔ)和定義、技術(shù)

要求。

本文件適用基于數(shù)字交通體系的隧道機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證；適用于公路隧道的建設(shè)、管理、

養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營(yíng)等相關(guān)信息化系統(tǒng)的物聯(lián)機(jī)電設(shè)備建設(shè)領(lǐng)域；也可以為基于數(shù)字交通體系的公路機(jī)電設(shè)備的

設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證提供參考。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

T/ITS0229-XXXX數(shù)字交通隧道機(jī)電設(shè)備物模型規(guī)范

T/ITS0230-XXXX數(shù)字交通隧道機(jī)電設(shè)備交互式控制器規(guī)范

T/ITS0232-XXXX數(shù)字交通隧道智能機(jī)電系統(tǒng)互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)

3.1術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1.1

智能機(jī)電設(shè)備intelligentelectromechanicalfacilities

基于32位或更高性能的處理器，具有計(jì)算能力，可與物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)、其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行信息交互，

并可OTA升級(jí)軟件的機(jī)電設(shè)備。

3.1.2

北向接口northboundinterface

機(jī)電設(shè)備對(duì)接各種物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的接口，通常在系統(tǒng)架構(gòu)圖的位置靠上，即連接上層應(yīng)用的接口。

3.1.3

南向接口southboundinterface

智能機(jī)電設(shè)備連接到非智能設(shè)備的接口，通常在系統(tǒng)架構(gòu)圖中位置靠下，即連接底層傳感器、執(zhí)行

設(shè)備的接口。

3.1.4

1

T/ITS0231-XXXX

東西向接口east-westinterface

智能機(jī)電設(shè)備之間的接口。

3.1.5

通風(fēng)機(jī)ventilationfan

依靠輸入的機(jī)械能,提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械,它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。

3.1.6

一氧化碳和能見(jiàn)度檢測(cè)器carbonmonoxideandvisibilitydetector

可檢測(cè)給定點(diǎn)的一氧化碳濃度。

3.1.7

風(fēng)向風(fēng)速檢測(cè)傳感器winddirectionandspeeddetectionsensor

鴻蒙化設(shè)備連接到非鴻蒙化設(shè)備的接口，通常在系統(tǒng)架構(gòu)圖中位置靠下，即連接底層傳感器、執(zhí)行

設(shè)備的接口。

3.1.8

分布式軟總線distributedsoftbus

分布式軟總線是一種智能機(jī)電設(shè)備間通信的技術(shù)方案，基于Wi-Fi、藍(lán)牙、Ethernet等物理通道，

實(shí)現(xiàn)智能機(jī)電設(shè)備間統(tǒng)一的分布式通信管理能力，提供不區(qū)分鏈路的設(shè)備間發(fā)現(xiàn)連接、組網(wǎng)和傳輸能力。

3.2縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件

ADC：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog-to-DigitalConverter)

DA；設(shè)備接入（DeviceAccess）

DI:數(shù)字輸入(DigitalInput)

DO:數(shù)字輸出(DigitalOutput)

IOT：物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）

Modbus：Modbus通訊協(xié)議,是一種基于串行鏈路(RS232C或RS485)的通信協(xié)議（Modbus）

OBU：車載單元（OnBoardUnit）

OTA:空中下載技術(shù)（Over-the-AirTechnology）

RTU：遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RemoteTerminalUnit）

UART:異步收發(fā)傳輸器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)

4總體框架

隧道機(jī)電設(shè)備互聯(lián)總體架構(gòu)見(jiàn)圖1，以智能機(jī)電設(shè)備在總體架構(gòu)中的位置，將互聯(lián)接口分為以下三

種：

a)北向接口：智能機(jī)電設(shè)備接入云平臺(tái)的接口。

b)南向機(jī)電設(shè)備接口：各類非智能機(jī)電設(shè)備通過(guò)此接口接入機(jī)電系統(tǒng)。如各類傳感器可上報(bào)傳感

數(shù)據(jù)，機(jī)電類設(shè)備可接受云平臺(tái)的控制命令等。

2

T/ITS0231-XXXX

c)東西向接口：智能機(jī)電設(shè)備之間的接口協(xié)議，例如：控制器與控制器之間的應(yīng)急場(chǎng)景，控制器

與運(yùn)維平板之間的交互。

圖1隧道機(jī)電設(shè)備互聯(lián)總體架構(gòu)圖

5北向接口技術(shù)規(guī)范

5.1接口要求

接口具體要求如下：

a)應(yīng)采用統(tǒng)一的通信方式，可采用以下方式：http、MQTT。

b)應(yīng)采用可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)格式，可采用以下格式：XML、JSON。

5.2技術(shù)要求

5.2.1

北向接口交互的設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)采用物模型規(guī)范，相關(guān)物模型詳見(jiàn)《T/ITS0229-2022數(shù)字交通隧

道機(jī)電設(shè)備物模型規(guī)范》。

5.2.2

智能機(jī)電設(shè)備應(yīng)能通過(guò)北向接口向云平臺(tái)提供狀態(tài)查詢類、設(shè)備控制類等服務(wù)，并上報(bào)事件內(nèi)容，

包括且不限于運(yùn)行狀態(tài)、屬性狀態(tài)、硬件參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)、日志、心跳、OTA反饋、查詢命令錯(cuò)誤反饋、

控制命令錯(cuò)誤等事件。

5.2.3

北向接口承載著智能機(jī)電設(shè)備與物聯(lián)云平臺(tái)之間的信息交互，在雙方建立通信時(shí)應(yīng)對(duì)通訊雙方實(shí)施

雙向身份認(rèn)證，對(duì)通訊進(jìn)行必要的加密處理，能夠防范網(wǎng)絡(luò)攻擊和中間人攻擊，應(yīng)符合以下要求：

a)對(duì)傳輸信息實(shí)施安全保護(hù)策略，對(duì)傳輸信息進(jìn)行分級(jí)保護(hù)。

3

T/ITS0231-XXXX

b)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。通過(guò)使用數(shù)字證書(shū)的方式進(jìn)行身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)完整

性校驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)的不可篡改性和保密性。

6南向接口技術(shù)規(guī)范

6.1接口要求

智能機(jī)電設(shè)備應(yīng)通過(guò)南向接口屏蔽所連接機(jī)電設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)，對(duì)云平臺(tái)或其他智能機(jī)電設(shè)備提供

統(tǒng)一的機(jī)電設(shè)備的邏輯資源訪問(wèn)接口，其硬件接口需符合以下條件：

a)應(yīng)支持DI、DO、ADC、UART等接口中的一種。

b)串行接口應(yīng)支持RS-232全雙工通信、RS-422全雙工通信、RS-485半雙工通信中的一種。

南向接口所適用的通信協(xié)議類型見(jiàn)表1。

表1南向接口通信協(xié)議類型

機(jī)電設(shè)備類型機(jī)電設(shè)備接口對(duì)應(yīng)主控接口通信協(xié)議

照明DI、DOGPIO開(kāi)關(guān)量

風(fēng)機(jī)DI、DOGPIO開(kāi)關(guān)量

車道指示牌DI、DOGPIO開(kāi)關(guān)量

卷簾門DI、DOGPIO開(kāi)關(guān)量

洞口光強(qiáng)AIADC無(wú)

COVIRS485UARTModBus

風(fēng)向風(fēng)速RS485UARTModBus

液位檢測(cè)RS485UARTModBus

6.2接口需求與功能說(shuō)明

6.2.1風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)設(shè)備控制接口宜支持2個(gè)DI口2個(gè)DO口，應(yīng)支持正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等功能。

6.2.2照明

照明設(shè)備控制接口宜支持1個(gè)DI口1個(gè)DO口，應(yīng)支持照明燈開(kāi)、照明燈關(guān)等功能。

6.2.3信號(hào)燈

信號(hào)燈控制接口宜支持4個(gè)DI口4個(gè)DO口，宜支持橫向信號(hào)燈。

6.2.4車道指示牌

車道指示牌宜支持4個(gè)DI口4個(gè)DO口，宜支持橫向車道指示牌。

6.2.5情報(bào)板

情報(bào)板宜支持RJ45接口，具體協(xié)議采用TCP。

6.2.5卷簾門

4

T/ITS0231-XXXX

卷簾門宜支持2個(gè)DI口2個(gè)DO口，應(yīng)支持上升、下降等功能。

6.2.6一氧化碳和能見(jiàn)度檢測(cè)器

一氧化碳和能見(jiàn)度檢測(cè)器宜支持RS485接口，支持modbus-rtu協(xié)議。

6.2.7風(fēng)向風(fēng)速

風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器宜支持RS485接口，支持modbus-rtu協(xié)議。

6.2.8液位檢測(cè)

液位檢測(cè)器宜支持RS485接口，支持modbus-rtu協(xié)議。

7東西向接口技術(shù)規(guī)范

7.1接口要求

7.1.1

本接口為智能機(jī)電設(shè)備之間的接口，應(yīng)基于分布式軟總線技術(shù)，屏蔽常見(jiàn)南向通信芯片（如2.4G/5G）

的差異，向業(yè)務(wù)應(yīng)用提供發(fā)現(xiàn)、連接、組網(wǎng)和傳輸能力：

a)發(fā)現(xiàn)連接能力應(yīng)能通過(guò)設(shè)備間不同的物理鏈路通信，發(fā)布即注冊(cè)并告知其他設(shè)備其自身能力，

以實(shí)現(xiàn)設(shè)備基于一定規(guī)則的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并建立安全連接。如基于WIFI、藍(lán)牙、以太網(wǎng)網(wǎng)線等通信

方式均可提供發(fā)現(xiàn)連接能力。

b)組網(wǎng)能力應(yīng)支持物理異構(gòu)組網(wǎng)，如不同的智能機(jī)電設(shè)備分別以WiFi和藍(lán)牙方式接入組網(wǎng)。

7.1.2

智能機(jī)電設(shè)備應(yīng)可突破公路場(chǎng)景下單設(shè)備的能力局限，通過(guò)分布式軟總線提供“多設(shè)備協(xié)同”式的

業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

7.1.3

分布式軟總線橋接了多個(gè)智能機(jī)電設(shè)備的內(nèi)外資源、模塊、通信等接口，加速數(shù)據(jù)在多個(gè)智能機(jī)電

設(shè)備間順暢的流動(dòng)，提供完整、一致和便捷的分布式體驗(yàn)，應(yīng)具備以下關(guān)鍵特征：

a)分布式：系統(tǒng)中多個(gè)智能機(jī)電設(shè)備之間具備分布式互聯(lián)能力。

b)透明性：智能機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)資源被多個(gè)智能機(jī)電設(shè)備共享使用。

c)同一性：多個(gè)智能機(jī)電設(shè)備可相互協(xié)作完成任務(wù)。

7.2分布式軟總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

以下內(nèi)容僅對(duì)智能機(jī)電設(shè)備與其他智能機(jī)電設(shè)備之間分布式軟總線通訊進(jìn)行定義說(shuō)明。分布式軟總

線接口協(xié)議分為發(fā)現(xiàn)與發(fā)布、認(rèn)證組網(wǎng)和傳輸三大模塊進(jìn)行描述。

7.3分布式軟總線發(fā)現(xiàn)連接

軟總線應(yīng)支持IP和藍(lán)牙模式廣播。其在IP模式通過(guò)Coap協(xié)議進(jìn)行廣播，智能化機(jī)電設(shè)備接收到廣播

數(shù)據(jù)包后，將對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行響應(yīng)。

Coap協(xié)議基于UDP通訊協(xié)議開(kāi)發(fā)而來(lái)，Coap協(xié)議報(bào)文格式如表2。

5

T/ITS0231-XXXX

表2Coap協(xié)議報(bào)文格式

VerTTKLCodeMessageID

Token（如果存在）

Options（如果存在）

0xFFPayload（如果存在）

分布式軟總線coap廣播數(shù)據(jù)報(bào)文格式如表3。

表3分布式軟總線Coap廣播數(shù)據(jù)報(bào)文格式

字段名長(zhǎng)度含義

Ver2bit版本號(hào)，值為01

T2bit報(bào)文類型,值為01

TKL4bit標(biāo)簽token的長(zhǎng)度

Code8bit請(qǐng)求應(yīng)答方式,0.02

MessageID2Byte報(bào)文序號(hào)

TKL4bit標(biāo)簽token的長(zhǎng)度

Token4Bytetoken值，由TKL決定

Options4Byte選項(xiàng)

0xFF1Byte分隔符

6

T/ITS0231-XXXX

表3（續(xù)）

字段名長(zhǎng)度含義

傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容：{

deviceId:{UDID:設(shè)備UDID值}

devicename:設(shè)備名稱

type:設(shè)備類型

hicomversion:hm.1.0.0",

mode:發(fā)現(xiàn)模式

deviceHash:賬戶hash值

serviceData:{port:認(rèn)證端口}

PayLaod/

extendServiceData:{sn:SN號(hào),擴(kuò)展服務(wù)數(shù)據(jù)，可

不填充}

wlanIp:廣播設(shè)備的ip地址

capabilityBitma:設(shè)備發(fā)布的能力值

bType:業(yè)務(wù)類型，可選

bData:業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可選

coapUri:{coap:coap資源uri}

}

分布式軟總線coap響應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)格式如表4。

表4分布式軟總線Coap響應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)格式

字段名長(zhǎng)度含義

Ver2bit版本號(hào)，值為01

T2bit報(bào)文類型,值為00

7

T/ITS0231-XXXX

表4（續(xù)）

字段名長(zhǎng)度含義

TKL4bit標(biāo)簽token的長(zhǎng)度

Code8bit請(qǐng)求應(yīng)答方式,0.02

MessageID2Byte報(bào)文序號(hào)

TKL4bit標(biāo)簽token的長(zhǎng)度

Token4Bytetoken值，由TKL決定

Options4Byte選項(xiàng)

0xFF1Byte分隔符

傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容：{

deviceId:{UDID:設(shè)備UDID值}

devicename:設(shè)備名稱

type:設(shè)備類型

hicomversion:hm.1.0.0",

mode:發(fā)現(xiàn)模式

deviceHash:賬戶hash值

serviceData:{port:認(rèn)證端口}

PayLaod/

extendServiceData:{sn:SN號(hào),擴(kuò)展服

務(wù)數(shù)據(jù)，可不填充}

wlanIp:廣播設(shè)備的ip地址

capabilityBitma:設(shè)備發(fā)布的能力值

bType:業(yè)務(wù)類型，可選

bData:業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可選

coapUri:{coap:coap資源uri}

}

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分布式軟總線藍(lán)牙廣播報(bào)文長(zhǎng)度為29字節(jié)，具體內(nèi)容如表5。

表5分布式軟總線藍(lán)牙廣播報(bào)文

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（字節(jié)）6112718

數(shù)據(jù)說(shuō)明設(shè)備地址報(bào)文長(zhǎng)度廠商自定數(shù)據(jù)廠商ID廠商數(shù)據(jù)設(shè)備SN號(hào)

分布式軟總線藍(lán)牙響應(yīng)報(bào)文內(nèi)容如表6。

表6分布式軟總線藍(lán)牙響應(yīng)報(bào)文

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（字節(jié)）61N

數(shù)據(jù)說(shuō)明設(shè)備地址報(bào)文長(zhǎng)度設(shè)備名稱

7.3.1分布式軟總線組網(wǎng)認(rèn)證

分布式軟總線組網(wǎng)認(rèn)證是指智能化機(jī)電設(shè)備之間建立可信認(rèn)證關(guān)系，設(shè)備之間資源可以進(jìn)行安全共

享，并且設(shè)備之間所有通訊都將被加密。

分布式軟總線在智能化機(jī)電設(shè)備之間建立可信認(rèn)證關(guān)系主要工作是根據(jù)特定算法生成對(duì)稱密鑰。推

薦使用PAKE協(xié)議和STS協(xié)議。

7.3.2分布式軟總線傳輸

分布式軟總線傳輸主要分為字節(jié)(Bytes)和消息(Message)兩種傳輸類型。

客戶端發(fā)送消息類型傳輸格式如表7。

表7客戶端發(fā)送消息傳輸內(nèi)容格式

字段名長(zhǎng)度含義

type1字節(jié)

cipher1字節(jié)

ProxyMessgageHead8字節(jié)myId2字節(jié)

peerId2字節(jié)

reserved2字節(jié)

9

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表7（續(xù)）

字段名長(zhǎng)度含義

json數(shù)據(jù)格式：

{

JSON_KEY_TYPE：APP_TYPE_NORMAL

JSON_KEY_IDENTITY：IDENTITY值

JSON_KEY_DEVICE_ID：deviceID

JSON_KEY_SRC_BUS_NAME:本端sessionNmae

JSON_KEY_DST_BUS_NAME:對(duì)端sessionName

JSON_KEY_UID:uid

payloadJSON_KEY_PID:pid

JSON_KEY_GROUP_ID:groupID

JSON_KEY_PKG_NAME:應(yīng)用包名

JSON_KEY_SESSION_KEY：會(huì)話密鑰

JSON_KEY_ENCRYPT：加密標(biāo)識(shí)

JSON_KEY_ALGORITHM：加密算法

JSON_KEY_CRC：CRC校驗(yàn)

JSON_KEY_BUSINESS_TYPE：傳輸通道類型

}

客戶端響應(yīng)內(nèi)容如表8。

表8客戶端響應(yīng)消息傳輸內(nèi)容格式

字段名長(zhǎng)度含義

type1字節(jié)

cipher1字節(jié)

ProxyMessgageHead8字節(jié)myId2字節(jié)

peerId2字節(jié)

reserved2字節(jié)

10

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表8（續(xù)）

字段名長(zhǎng)度含義

json數(shù)據(jù)格式：

{JSON_KEY_IDENTITY：IDENTITY值

JSON_KEY_DEVICE_ID：deviceID

JSON_KEY_HAS_PRIORITY：bool值

JSON_KEY_UID:uid

payloadJSON_KEY_PID:pid

JSON_KEY_PKG_NAME:應(yīng)用包名

JSON_KEY_ENCRYPT：加密標(biāo)識(shí)

JSON_KEY_ALGORITHM：加密算法

JSON_KEY_CRC：CRC校驗(yàn)

}

客戶端發(fā)送字節(jié)類型傳輸內(nèi)容格式如表9。

表9客戶端發(fā)送字節(jié)傳輸內(nèi)容格式

字段名長(zhǎng)度含義

magicNumber4字節(jié)

module4字節(jié)

packetHead24字節(jié)seq8字節(jié)

flags4字節(jié)

dataLen4字節(jié)

11

T/ITS0231-XXXX

表9（續(xù)）

字段名長(zhǎng)度含義

json格式數(shù)據(jù)：

{

CODE:1

API_VERSION:API_V2

BUS_NAME:會(huì)話名稱

GROUP_ID:groupID值

UID:uid

datadataLenPID:pid

SESSION_KEY:密鑰

PKG_NAME:應(yīng)用包名

CLIENT_BUS_NAME:應(yīng)用本地使用的會(huì)話名

AUTH_STATE:認(rèn)證狀態(tài)

MSG_ROUTE_TYPE:連接類型

BUSSINESS_TYPE:傳輸通道類型

}

服務(wù)端握手響應(yīng)內(nèi)容格式如表10。

表10服務(wù)端握手響應(yīng)字節(jié)類型格式

字段名長(zhǎng)度含義

magicNumber4字節(jié)

module4字節(jié)

packetHead24字節(jié)seq8字節(jié)

flags4字節(jié)

dataLen4字節(jié)

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T/ITS0231-XXXX

表10（續(xù)）

字段名長(zhǎng)度含義

json格式數(shù)據(jù)：

{

CODE:1

API_VERSION:API_V2

DEVICE_ID:設(shè)備Id

datadataLen

UID:uid

PID:pid

PKG_NAME:應(yīng)用包名

AUTH_STATE:認(rèn)證狀態(tài)

}

7.4數(shù)據(jù)通訊報(bào)文定義

智能機(jī)電設(shè)備應(yīng)默認(rèn)使用分布式軟總線的自發(fā)現(xiàn)，自組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸功能，以下內(nèi)容僅對(duì)智能