列车运行控制系统中安全通信协议的形式化分析

安全通信协议是保证基于通信的列车运行控制系统中通信安全的主要因素,其性质和最终实现正确的形式化验证具有重要意义。本文将欧洲列车运行控制系统安全通信协议规范中的一些未强制规定的要求明确化,选择分层赋时有色Petri网(CPN)对修改后的安全通信协议进行研究,综合安全层、信道与应用层模型提出无线通信系统模型的分层结构,通过改变信道与应用层模型的参数,分析修改的安全通信协议中安全连接建立的时间特性。分析结果表明:信道丢包率为0.1、0.05、0.01的情况下,修改的安全通信协议安全连接建立时间特性是符合规范要求的。     

MPLS VPN在杭甬客专铁路中的应用

随着高速铁路数据网的发展,近年来提出的采用MPLS（Multiprotocol Label Switch,多协议标记交换）技术实现VPN的方案,为铁路数据网承载的各类业务提供服务质量保证和服务等级,并具有安全性高,扩展性强的特点。结合杭甬客专工程实例,对MPLS VPN技术在高速铁路通信工程中的应用加以探讨。     

基于CANopen协议轻轨车网络监控系统

介绍了基于CANopen协议的轻轨车网络监控系统软硬件平台,详细说明了CANopen主控设备和从设备节点的硬件设计和软件设计,并利用CANalyzer软件分析CANopen网络数据流,最终验证了设计开发的轻轨车网络监控系统能够满足实际的应用控制需求。     

通信协议在铁路防灾监控系统中的应用研究

介绍了铁路防灾监控系统的架构,并对系统中的通信协议进行了详细介绍,重点分析了现有铁路防灾体系中通信协议的优缺点,结合铁路防灾监控系统中落石监测报警的需求,研究开发了一套高效可靠的通信协议。介绍了通信协议的格式、连接模式、硬件程序架构等,并展示分析了通信协议的测试结果。     

基于列车实时数据协议的以太网高速通信技术

为了满足列车通信网络中过程数据与消息数据传输的需要,在可扩展处理平台上,设计了一种基于列车实时数据协议(TRDP)的以太网网卡,并在此基础上提出一种片间总线接口方法,实现了对过程数据和消息数据的实时交互,解决了传统片间总线速率低的问题;同时利用串并联端接电阻,从硬件上改善了高速片间总线的信号完整性,保证了高速模式下过程数据与消息数据的实时交互;在所搭建的研究测试平台上,实现了TRDP对过程数据的高速传输。     

GB/T 38311-2019《城市轨道交通安全防范通信协议与接口》解读

GB/T 38311-2019《城市轨道交通安全防范通信协议与接口》主要针对城市轨道交通区域内公共安全防范系统内部的通信协议和接口做出规定,目的是从技术上根本解决城市轨道交通行业在公共安全防范上的资源共享与互联互通问题,对国内轨道交通行业的安防标准进行补充和完善。阐述了该标准编制的目的和意义、主要内容以及实施的建议。     

安全通信规范Subset-098的安全性分析

以EN50129和EN50159为依据,对欧洲列车运行控制系统（ETCS）的安全通信规范Subset-098进行分析。分析过程包括定性分析通信安全威胁的防御技术、定量计算安全码的长度,以及安全码检错的仿真实验。结果表明在非可信通信通道上,Subset-098安全通信规范可以为安全完整性等级达SIIA级的列车运行控制系统提供安全的信息传输服务,满足列车运行控制系统对通信的安全性需求。     

铁路信号安全通信协议中消息验证码算法的安全性分析和改进

通过比较TDES算法与AES和SM4算法,分析铁路信号安全通信协议(RSSP-II)中消息验证码(MAC)算法的安全性弱点,提出采用以AES和SM4为核心的MAC改进算法,并对改进的算法进行半实物仿真实验。分析和实验结果证明:改进后的算法具有更高的实时性。     

CBTC数据通信系统性能分析模型及应用研究

数据通信系统DCS(Data Communication System)是影响CBTC系统的控制精度、效率和安全性的主要因素,其通信性能的仿真、验证对于CBTC系统的研发和改进有重要意义。本文介绍利用OPNET模拟自主研发的安全通信协议和构建DCS性能仿真研究平台的方法,给出安全通信协议有限状态机模型和可配置的通信子系统节点通用模型,研究平台可用于分析安全协议在整个通信网络上的总体性能。给出利用节点模型建立整个DCS通信网络的算例和网络性能的仿真结果,实验结果表明,通信周期不完全同步可以减小报文时延,网络出现故障后,改变生成树根节点位置使最大报文时延增加近34%。     

基于Timed RAISE的高速列车RBC切换协议形式化建模及验证

在CTCS-3(Chinese Train Control System Level 3)级列控系统中,RBC(Radio Block Center)切换是影响列车安全高效运行的重要环节,现阶段对RBC切换协议进行验证分析所使用的形式化方法还存在状态爆炸或描述性质单一等问题。基于Timed RAISE的形式化方法,结合域的模型,在对RBC切换流程分析的基础上,构建状态转移图,得到切换协议的形式化模型,使用等价和推断的推理规则对模型的正确性和实时性进行推理验证,得到的结果表明,RBC切换协议满足规范标准对正确性与实时性的要求,将验证结果与其他文献的结论进行比较分析,说明该方法具有通用性,对于推广其在列控系统场景验证中的应用有一定的实际意义。