基于冗余编码系统的循环冗余校验方法

提出了一种基于冗余编码系统的循环冗余校验(CRC)方法。该方法应用于轨道交通信号控制系统中可解决冗余编码系统与其他类型冗余编码或非冗余编码系统的通信问题,通过将冗余码校验信息融合到CRC计算过程中,在无故障的情况下得出的冗余码CRC与标准CRC完全一致,保证了系统与外界系统的正常通信功能;在系统发生故障的情况下能够将错误信息反馈到冗余码CRC中,外界冗余/非冗余系统可校验出故障信息,提高了系统的安全性和故障可检测率。     

面向接触网状态监测的无线传感网络循环冗余校验多项式性能研究

为满足接触网状态在线监测中无线传感模块传输数据的校验要求，保障无线传感网络节点通信的高可靠性，研究循环冗余校验（CRC）多项式的校验性能。首先，对含x+1因式的CRC多项式进行残余误差概率计算，比较不同CRC多项式之间的残余误差概率，确定影响残余误差概率的主要因素；然后，提出1种可定量评估CRC多项式性能的简单计算方法，适用于任意数据位长校验时性能更优多项式的精确选取；最后，以无线传感模块中数据位长为256 bit的待校验数据为验证对象，针对无法通过简化计算直接比较性能优劣的CRCANSI多项式和CRC-CCITT多项式，采用近似残余误差概率与位出错漏检率精确计算的方式，实现对2种多项式性能的定量评估。结果表明：多项式残余误差概率与待校验数据位长、最小汉明距离、CRC校验码位数和字节出错概率直接相关；待校验数据位长为256 bit时，16位CRC多项式更为适用；总数据位长为272 bit （含16 bit校验位）、BSC信道下位出错概率小于5.422×10-3时，CRC-CCITT多项式总体检错性能优于CRC-ANSI多项式。     

应答器报文硬件和软件CRC校验对比分析

应答器（Balise）作为点式信息传递通道,广泛应用在我国高铁领域.在了解报文结构及FFFS编码策略的基础上,进一步研究了报文硬件和软件CRC校验的实现方法;分析了2种方法在校验时间、占用资源和实时性的差异.在实际应用中,应该根据应用场合的不同,合理的选择相适应的校验方法,以达到系统的最优化设计.     

欧洲应答器编码策略的安全性研究

应答器信息在车-地间进行无线传输过程中的安全可靠性对于保障列控系统的安全十分重要。我国列车控制系统(CTCS)已将应答器作为CTCS-1及以上级别系统的关键设备,用于向运行列车传输列控安全信息。本文分析了应答器信息在传输和接收过程中可能存在的随机突发错误、异步传输错误、长短帧报文误译及报文切换时错译等各种错误模式。为保证信息传输和接收过程的安全可靠性,研究了欧洲应答器编码策略中采用的CRC循环冗余码及同步信息码校验、10到11 bit字转换、整形约束条件检查等防护措施在编、译码过程中对以上错误模式的防范能力,从理论上论证得到:欧洲应答器编码策略有效保证了应答器信息在传输和接收过程中的安全性,对于我国研制适用于CTCS的应答器具有借鉴作用。     

基于子矩阵移位法的大围数LDPC码设计

通过分析LDPC码在Tanner图中的环在校验矩阵中形状的基础上,提出了四环、六环的检验算法。针对LDPC码的短环对码性能有重要影响,提出了1种围数为8的LDPC码的设计。算法首先对3个不同的子矩阵分别进行移位运算,每1个子矩阵与它们移位后生成的新的子矩阵共同组合生成1个新的子矩阵,然后将新生成的3个子矩阵组合成1个矩阵,最后将该矩阵转置后用单位矩阵以及单位矩阵的移位矩阵随机扩展即可得到校验矩阵。利用本文提出的校验矩阵所对应的生成矩阵对随机信息进行编码,在AWGN信道下的仿真结果表明具有逼近随机LDPC码的误码率性能。     

轨道交通信号系统安全信息传输中的循环冗余校验软件实现

分析城市轨道交通安全信息传输中常用的循环冗余校验(CRC)的编码和检纠错原理。提出单个比特错误、两个比特错误、奇数个比特错误和并发错误四种情况下选择多项式的原则。在此基础上给出详细的软件算法与软件实现。以减少运算量来达到减小处理时间的目的。     

欧洲应答器编码策略的安全性研究

应答器信息在车-地间进行无线传输过程中的安全可靠性对于保障列控系统的安全十分重要。我国列车控制系统（CTCS）已将应答器作为CTCS-1及以上级别系统的关键设备，用于向运行列车传输列控安全信息。本文分析了应答器信息在传输和接收过程中可能存在的随机突发错误、异步传输错误、长短帧报文误译及报文切换时错译等各种错误模式。为保证信息传输和接收过程的安全可靠性，研究了欧洲应答器编码策略中采用的CRC循环冗余码及同步信息码校验、10到11bit字转换、整形约束条件检查等防护措施在编、译码过程中对以上错误模式的防范能力，从理论上论证得到：欧洲应答器编码策略有效保证了应答器信息在传输和接收过程中的安全性，对于我国研制适用于CTCS的应答器具有借鉴作用。     

FSFB/2协议在LEU系统中的应用研究

LEU通过S接口使用FSFB/2安全协议与列控中心(TCC)进行通信。线性反馈移位寄存器(LFSR)是FSFB/2安全协议实现安全编码的重要手段。首先从形式化角度分析LFSR的数学表达与基本数学性质;之后借助这些数学工具,以TSD报文数据编解码为例,分析LEU系统中FSFB/2安全协议的编码保护机制。分析表明,FSFB/2安全协议能够将该时间戳序列、安全数据的CRC校验、系统关键字、源标识符等系统安全关键信息融合在一起,有效的保证数据的完整性、真实性、时效性和可靠性。     

RS编码器的FPGA设计和实现

RS码是一种线性分组循环码，具有极强的随机错误和突发错误纠正能力。基于有限域乘法算法，设计了一种RS（128，124）编码器，同时给出了编码器的仿真结果，并进行了FPGA硬件仿真验证。     

复数旋转码的迭代译码研究

基于置信传播(BP)迭代译码的Turbo码和LDPC码能非常地接近Shannon限,迭代译码算法的研究成为编码界的热点问题。本文研究了复数旋转码的BP迭代译码。复数旋转码的BP译码效果与差集循环码和有限几何码非常接近,优于类似参数的LDPC码。针对BP迭代译码算法复杂度较高的缺点,根据复数旋转码的特点提出了两种低复杂度的迭代译码方法,与BP译码方法相比,这两种译码算法复杂度大为降低。     

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。     

开放通信系统安全码的生成和应用

安全码被认为是安全相关通信中的最关键技术,而在开放通信系统中,安全码技术除了需要保证安全信息的完整性之外,也要负责接入保护、检测非授权接入设备产生的伪装消息。首先以EN50159-2为依据,分析基于开放通信系统的安全信息传输需求,阐述利用安全码、时间戳、序列号等技术满足这些需求的过程与机理。然后,描述开放通信系统安全码在保密性能和检错能力方面的需求,在给定的系统SIL等级要求下,给出开放通信系统安全码的选择原则与生成过程。最后,以CTCS-3级列控系统车-地无线安全通信的安全码技术为例说明,通过应用3DES消息认证码作为开放通信系统的安全码,实现了对安全相关消息损坏的防御,以及对安全相关消息的认证。     

既有线改造中列车LKJ(电务类)基础数据的测量方法

在分析传统列车LKJ(电务类)基础数据测量方法误差大的基础上,探索、总结出能够确保列车LKJ(电务类)基础数据正确的方法——参照物法.它能够通过路局电务部门既有正确的数据检查所测量数据的正确性,适用于既有线信号工程改造列车LKJ(电务类)基础数据的测量.     

光伏逆变器半实物仿真平台实现

选择了dSPACE实时仿真器作为光伏逆变器半实物仿真系统的实现平台,采用CPU＋FPGA的硬件结构分别建立CPU和FPGA仿真模型,并通过光伏逆变器低电压穿越的半实物仿真波形与实际波形的对比,验证了所建半实物仿真平台的正确性和合理性。     

基于蒙特卡罗仿真的CRC检错能力验证

通过蒙特卡罗仿真方法,对CRC检错及漏检能力进行验证。     

基于离散元理论的粗粒土三轴试验细观模拟

基于三维离散元颗粒流理论,综合考虑颗粒间黏结力,确定颗粒接触本构关系,建立有黏结材料工程性质的数值仿真模型,实现对粗粒土工程力学特性的模拟。根据某粗粒土室内三轴试验结果和大量数值试验,对颗粒流数值模型进行标定,精确再现室内试验的加载曲线。基于标定后的颗粒流模型,针对不同的试样加载过程,分析不同应力路径下的力学响应。通过对颗粒流试样细观参数的进一步分析,研究试样的颗粒间的摩擦系数、细观连接强度以及孔隙率对宏观力学特性的影响。揭示模型细观参数对宏观力学响应的影响,研究结果表明：通过控制细观参数可实现对宏观力学响应的调整,并据此给出细观参数选取的若干建议,为今后的颗粒流模拟试验提供参考。     

铁路工程智慧工地管理信息系统设计与实现

采用“互联网+工程管理”的模式,研究施工工地上对人员、机械设备、技术工法、环保、安全和质量等方面的信息化监管问题。通过扫描二维码,快速检索和查询工程资料、技术法规等信息;应用人脸识别和比对技术,检查进出隧道的人员合法性,并进一步校验人员安全交底和培训教育情况。结果表明,智慧工地中二维码的应用,将工点现场传统式的张贴宣传图板,变革为信息化扫描、触摸展示,展示信息量至少可提升10倍;隧道口人脸识别,能提高隧道作业人员的身份验证准确性,基本可以杜绝人为影响因素,能提升安全交底和培训的监管力度。