铁路数据通信网智能流量分析系统研究

网络安全威胁的破坏力和传播能力与日俱增,仅依靠传统的防范措施已无法满足铁路数据通信网的安全需求,精确检测分析和预警成为安全防护的关键.针对铁路数据通信网运用智能流量分析技术,可以对数据网流量流向进行深度检测.研究了智能流量分析系统及其应用方案,从链路及业务两个层次监测网络,及时发现异常流量,保障网络运行安全,为铁路数据...     

基于eBPF和ConvLSTM的5G-R网络安全审计系统研究

在铁路5G专网快速发展的背景下,铁路网络信息安全关系到铁路运行安全等方面。但当前成熟的铁路网络安全设备多是针对可能存在的非法入侵、外网干预等外部安全隐患,对于内部使用不当或通信异常带来的安全问题,还未有系统性的检测方法。因此,提出一种可同时进行网络内外异常检测、集流量抓取和数据分析为一体的实时性较强的网络安全审计系统成为迫切需要。设计从网络安全审计的三大关键技术出发,分别对应本系统的数据采集、数据解析、流量识别三个模块,并说明系统在网络中部署的环境与位置。具体运用了eBPF技术抓取网络流量数据包,利用深度学习的数据预处理方法提取其中特征信息,并导入已训练好的ConvLSTM模型中进行预测,最终判断是否出现异常流量。通过两个数据集的实验验证并与传统算法进行对比,此网络安全审计系统针对外部攻击流量的预测准确率可以达到0.97,针对内部通信异常预测准确率为0.96,实现了对外部或内部因素导致的网络流量异常问题的监测与排查,以便快速反应采取进一步措施。针对5G-R场景进行的网络安全审计系统设计和研究可以为未来铁路面临的网络安全挑战提供技术支撑和帮助。     

企业铁路智能运输调度平台的关键流程

企业铁路智能运输调度平台主要由调度计划管理子系统、计算机联锁子系统、调度集中控制子系统、调度监督子系统、物流自动跟踪子系统、机车无线作业信息子系统以及车号识别子系统构成,并与企业ERP系统通过运调接口服务器相联。调度作业计划在通过计算机网络传送给计算机联锁子系统的同时,通过集群无线传输方式传送给机车信息平台,进而传输给司机、调车员和连接员。在计算机联锁的基础上,根据机车运行的起始与目标地点,由智能运输调度平台按照特定的规则自动确定机车的行驶路径,预排进路,并经人工确认后,实现自动调度机车到达目的地。基于轨道电路和车号识别技术建立企业铁路物流自动跟踪子系统,根据作业计划,及时准确掌握站场内的存车信息以及同步反映货车所装载的货物信息。企业铁路智能运输调度平台于2004年8月在宝钢集团上海梅山钢铁公司成功投入使用。     

浩吉铁路智能关键技术试验

为推动我国重载铁路智能化发展、支撑浩吉铁路智能货运示范线建设,中国国家铁路集团有限公司在浩吉铁路组织开展了包括三大类七项内容的货运铁路智能关键技术试验。阐述浩吉铁路智能技术试验设计,对试验结果进行综合分析。试验表明,基于LKJ的货运列车辅助驾驶系统和分布式动力机车无线同步操控系统实现了设计功能,并可根据运行计划实时自动调整列车运行速度等级。同时,基于浩吉铁路运输生产数据集,验证了智能综合调度系统调整决策功能、轨道几何和接触网几何病害的智能识别算法、电务设备运维评价方法;获得了铁路真实环境条件下新型大容量无线通信传输技术特性,探索了北斗定位技术在新型列控系统应用的可行性。     

铁路智能货检作业模式优化设计研究

货检作业是保障铁路货物运输安全的重要作业环节,为进一步提升货检作业效率及安全水平,在分析铁路货检作业现状及影响因素的基础上,以实现信息对称为目标,提出以信息流程优化设计、作业岗位优化设计、业务流程优化设计为主的智能货检作业模式优化设计;探讨铁路智能货检关键技术支撑,利用北斗卫星定位服务构建以人员定位为核心的主数据链,基于人工智能技术实现人检与机检作业融合,研究系统接口、图像智能识别、作业行为安全防控等关键技术,为铁路智能货检作业优化设计提供支撑。     

高速列车司机超视距监控预警系统应用研究

当铁路沿线突发自然灾害时，若高速列车临近灾害发生点，司机不能及时获知前方危情信息，无法及时采取应急措施，可能造成重大安全事故。研究提出高速列车司机超视距监控预警新型方法，设计由铁路灾害监测无线高速共享专网子系统、铁路防洪视频监控子系统、车载灾害视频监控子系统、铁路灾害危情智能识别子系统组成的高速列车司机超视距监控预警系统。对高速列车在隧道等复杂环境下车地高速数据传输、铁路灾害车地协同监控预警、铁路灾害危情自动识别预警等关键技术进行阐述，并完成车地协同监控灾害技术验证。结果表明，该系统可提升高速列车司机面对突发灾害的应急处置技术水平，增强铁路突发灾害的应对和防灾减灾能力，有效避免司乘人员伤亡，有助于推进铁路防洪点无人化值守进程。总结该系统的应用与验证情况，可为我国铁路防洪防灾工作提供参考。     

应对供应链攻击的铁路企业网络SDP部署方案研究

在铁路企业信息系统日益开放、拓展互联的过程中,供应链攻击成为当前铁路企业网络安全面临的主要挑战之一。而云计算、移动互联的快速发展导致铁路企业网络的传统内外网边界模糊,传统网络安全防护模式越来越难以应对各种复杂多变的攻击手段。文章基于零信任理念,结合铁路企业网络攻防演练实践,探讨将软件定义边界（SDP,Software Defined Perimeter）模型应用于防范供应链攻击;SDP控制器部署在铁路网络安全管理中心区域,主要由流量检测模块、规则控制模块、流量时间特性分析模块构成;SDP控制器通过这3个模块协同工作,辅助统一日志管理平台完成对铁路信息系统与外部系统的细粒度动态访问控制,以有效应对供应链攻击,构建更加安全的铁路企业网络安全防护体系。     

基于5G传输的铁路基础设施监测方案研究

随着铁路基础设施监测技术智能化、信息化的高速发展,现有铁路通信技术难以满足铁路基础设施监测大容量、低时延的传输需求,亟需新技术提供支撑。利用铁路5G通信技术的大带宽、低时延、海量连接等特性,可解决铁路基础设施监测相关通信需求。针对铁路基础设施监测需求,对5G和互联网协议安全虚拟专网（IPSec VPN）、虚拟专用拨号网络（VPDN）、数据网络名称（DNN）等网络技术进行研究,并分析基于不同网络接入方式的铁路基础设施智能监测技术方案及其适用场景,为铁路基础设施监测相关工作提供参考。     

铁路信息系统安全体系研究

分析中国铁路信息系统的安全现状和面临的信息安全威胁,提出铁路信息安全系统的顶层建设构思,构建基于铁路安全管理中心和PKI/CA认证中心支持下的安全应用环境子系统、区域边界防护子系统、通信网络防护子系统三重防护技术体系,以客票系统为例检验该体系的适用性。     

铁路信号集中监测系统安全隔离机制研究

随着铁路信息化的快速发展,铁路多个系统之间实现了互联互通、信息共享和协同工作。然而不同安全等级的业务系统进行通信也带来了一系列严重的网络安全威胁。通过网络物理安全隔离技术.可以将信号集中监测系统(CSM)和列车运行控制系统(CTCS)之间的网络通信协议剥离,有效阻断网络入侵和病毒传播.保障列车运行控制系统的网络安全。     

基于LSTM的云环境异常智能检测方法研究

为提升运维人员响应速度,降低云环境异常对云上应用的影响,研究了一种基于长短期记忆(LSTM,Long Short-Term Memory)的云环境异常智能检测方法。通过将传统时间序列分析算法同LSTM神经网络相结合,实现在线预测云环境监控数据,并通过正态分布和贝叶斯推理定义预测波动范围,快速准确地判别云环境异常。在铁路云数据中心环境中进行测试验证,同其他时序预测方法的比较证明,本方法具有判别准确性高、对各种场景适用性强的优点,可为铁路大规模云数据中心智能运维实施提供一种有效的异常检测手段。     

智能铁路时代网络安全问题探讨

智能铁路的网络安全问题是迫切需要研究的问题。在分析智能铁路时代云计算等高新技术引领铁路发展带来的各种网络安全风险的基础上，阐述开展智能铁路网络安全问题研究的必要性，提出构建层次化的网络安全理念，体系化的网络安全运作模式，横向隔离、纵向认证、分区分域、等级保护的网络安全技术架构，并构建安全平台，使技术架构能够落地实现。对智能铁路网络安全规划设计具有参考价值。     

一种新型智能铁鞋管理系统

防溜铁鞋是防止铁路停留车辆发生移动和溜逸的重要工具，由于铁路线路分布范围广，停留车辆多，社会治安环境复杂，防溜铁鞋的管理成为困扰铁路作业人员的难题。如何利用现代通信信息技术解决铁路防溜铁鞋管理问题是铁路系统工程技术人员近年来不断为之努力的目标。文章介绍了铁路防溜铁鞋管理现状，提出了基于无线射频识别技术建立的智能铁鞋管理系统。该方案的目的是通过可视化的防溜铁鞋动态监控视图，实现车站管理人员对防溜铁鞋工作状态的实时监督和对铁鞋的实时管理，改变了目前人工现场管理困难的局面。     

新形势下铁路网络安全工作探索与发展展望

近年来，我国加快推进网络安全管理制度和标准建设，科学应对网络安全突出问题，不断加强网络安全治理能力建设。在全社会高度重视网络安全工作的新形势下，铁路企业积极构建网络安全纵深防御体系，全面收敛网络暴露面，大力加强网络安全监管，持续打造网络安全专业团队，多措并举提升铁路网络安全治理能力。在铁路改革发展新阶段，建设智能铁路、高度集中的大型数据中心、高度复杂的铁路信息网络，加大了铁路网络安全防控难度。面对新形势新问题，从系统性、整体性角度进行统筹考虑，研究提出加强铁路网络安全管理、提升铁路网络安全防护能力的若干策略，主要包括:加强顶层设计，推动制度机制体系完善、责任制落实，坚持分级分类、分区分域、纵深防御、重点突出，强化主动收敛暴露面、主动防护、实时全面态势感知、智能监测预警，加强应急演练、攻防对抗演练，注重技术储备、经验积累和人才培养。     

高速铁路智能调度集中系统构想及关键技术

我国高速铁路调度集中系统已达到较高信息化和集成化水平，是高速铁路高效调度指挥、列车有序运行的关键支撑，但其智能化程度依然不高，存在列车运行计划调整效率较低、非正常情况下过度依赖人工操作、应急处置响应不够迅速、列车与调车作业协同困难等问题。针对高速铁路行车调度指挥现实需求，提出高速铁路智能调度集中系统构想，通过构建高速铁路行车信息大数据共享平台，实现车、机、工、电、辆等专业部门间信息共享和业务协同，可由计算机自动完成列车运行计划调整，实现列车运行图执行模拟与分析，以及列车和调车进路智能安全卡控；初步探讨基于物联网、大数据和云计算的信息共享及智能分析、列车运行计划的协调与优化、列车运行计划执行模拟与分析、不同等级列车共线运行条件下自恢复和自适应机制、基于可信动态感知的调度智能协同等关键技术，以期推动高速铁路调度集中系统的智能化发展。     

铁路外部环境安全隐患开放式智能管控平台研究与实现

铁路外部环境安全是铁路运输安全的基础.针对铁路外部环境隐患治理难点,调研安全隐患管控现状,从"人防"、"技防"、"物防"建设入手,探索隐患监控手段,研究有效管控措施,规范完善整治流程.通过综合利用卫星遥感、车载实景拍摄、无人机、及移动信息采集等技术,基于地理信息系统(GIS,Geographic Information...     

铁路网络与信息安全风险管理研究

本文建立了三维结构的铁路网络与信息安全管理体系,分别从技术要素、管理要素和信息安全生命周期的角度对铁路信息安全风险进行深刻剖析.技术因素主要分为环境安全、系统安全、网络安全与应用安全;管理因素主要分为人员、机构和制度;信息系统生命周期从规划、设计、实施、运维到废弃的全生命周期过程中,针对技术因素的各个方面,都从安全风险的识别、评估和控制三个层次的纵深防御体系,进行了深入的研究与分析.本文对于有效降低铁路信息安全风险,提高铁路信息系统的安全性,保障铁路网络和信息系统安全、持续、稳定运行有着积极的推动与借鉴作用.     

铁路车流推算及监测系统的设计与研究

目前铁路车流推算及监测手段自动化、智能化程度相对滞后,货物运到期限保障率较低,难以适应日益激烈的货运市场环境。为提升货运作业和车流状态的准确把握与推算能力,提高日班计划、阶段计划一体化编制水平,在阐述铁路车流推算及监测系统目标的基础上,从表示层、业务逻辑层、数据层3个方面进行总体架构设计,分析铁路车流推算及监测系统功能,即:车流推算、车流监测、流程管控、车流预警分析识别、数据统计分析等,以提升运输生产精准化和调度精细化水平,实现铁路车流推算及监测手段自动化、智能化管理。     

铁路货车技术管理信息系统平台的优化研究

针对铁路货车定检、施修、调度、技术管理等方面的工作特点,提出铁路货车技术管理信息系统(HMIS)平台。HMIS平台分为四个分平台,三个层次。根据平台网络体系、逻辑结构、数据结构进行归类分析。车间级分平台是货车技术数据的起始点,主要包括运用子系统、站修子系统、段修子系统、修配子系统、轮轴子系统。结合编码规范、系统特点及现场情况,提出故障略层快速定位算法。     

智能客站设备大数据运维服务平台的设计与实现

针对如何对铁路客运车站(简称:客站)设备进行更高效、全方位、多角度地进行管理的问题,搭建了智能客站设备大数据运维服务平台,介绍了其功能架构和设备健康状况评价体系。该平台实现了设备运行状态的实时监测、特征主动识别、故障预测、运维趋势推演、多属性健康状况评价等功能,提升了客运设备健康程度和智能客站设备管理整体智能化水平,为智能客站设备运维管理提供了新的管理思路和技术手段,为下一步客站设备健康评估应用的开发奠定基础。