關(guān)于鐵路信號安全信息傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀分析與研究

蘇歡樂

（呼和浩特鐵路局呼準(zhǔn)鄂鐵路有限責(zé)任公司 ，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010057）

關(guān)于鐵路信號安全信息傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀分析與研究

蘇歡樂

（呼和浩特鐵路局呼準(zhǔn)鄂鐵路有限責(zé)任公司 ，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010057）

本文首先介紹了鐵路信號控制系統(tǒng)中安全信息傳輸技術(shù)的基本概念和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，接著總結(jié)了國內(nèi)外在安全信息傳輸技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀，找到了我國目前在該技術(shù)上的差距，針對差距進行了細致的分析研究，提出了對應(yīng)的解決對策。

鐵路信號；安全信息；傳輸技術(shù)；分析與研究

隨著我國鐵路信號系統(tǒng)的快速發(fā)展，特別是CTCS-2/3（Chinese Train Control System）級列控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔㈥P(guān)系到行車安全（也稱安全信息），為了使設(shè)備之間傳輸?shù)陌踩畔⒕哂凶銐蛐〉腻e誤率，以保證系統(tǒng)整體安全完整性等級（SIL： Safety Integrity Level）的要求，有必要系統(tǒng)的對系統(tǒng)中安全信息的傳輸進行分析研究，采取措施以防御其對系統(tǒng)安全產(chǎn)生的威脅。

1 鐵路信號的概念和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

安全通信層是指可以檢測現(xiàn)有通信系統(tǒng)發(fā)生的錯誤，從而保證信息傳輸?shù)陌踩浴．?dāng)接收信息的安全設(shè)備檢測到安全消息錯誤時，就需要產(chǎn)生倒向安全側(cè)動作，例如重新建立安全通信連接、關(guān)閉輸出、發(fā)送默認(rèn)消息等，目前鐵路信號系統(tǒng)中安全信息傳輸?shù)膱?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)以歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-50159-1和EN-50159-2［1］、為執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)鐵路信號控制系統(tǒng)尚無自主開發(fā)的安全信息傳輸方法，一般使用國外引進安全通信協(xié)議和系統(tǒng)。

引進ALSTOM的FSFB/2安全通信協(xié)議作為封閉網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議，命名為鐵路信號安全通信協(xié)議-I（RSSP-I）。引進歐洲列車運行控制系統(tǒng)的Subset-098作為開放網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議，命名為鐵路信號安全通信協(xié)議-II（RSSP-II）。當(dāng)前，高速鐵路信號控制系統(tǒng)中，各個設(shè)備之間互聯(lián)基本應(yīng)用這兩種協(xié)議［2］。

使用CSEE公司的SACEM校驗方法作為軌旁電子單元（LEU）對外的安全接口協(xié)議。

使用ETCS標(biāo)準(zhǔn)的子集Subset-03 7，作為無線閉塞中心與車載之間通信的安全通信接口。

另外，各種高速鐵路信號設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)一般使用ProfiSafe安全傳輸系統(tǒng)［3］。ProfiSafe是基于Profibus總線的安全傳輸方式，安全完整性等級為SIL3，采用主從傳輸方式，所以目前普遍應(yīng)用于工業(yè)過程控制領(lǐng)域。ProfiSafe不僅包含安全傳輸協(xié)議部分，而且構(gòu)成完整的一套傳輸系統(tǒng)，因此不但要引進該技術(shù)的傳輸協(xié)議，而且對于每套設(shè)備都需要購買其專用芯片、DP-棧軟件、偵聽器等等。

目前，國外相關(guān)機構(gòu)或公司依據(jù)EN-50159-1 、EN-50159-2、IEC 61784-3等標(biāo)準(zhǔn)提出了自主的安全信息傳輸方法。

其中，用于通用工業(yè)控制的安全信息傳輸方法一般是基于現(xiàn)有成熟控制總線技術(shù)，在非安全傳輸方式之上添加安全層、使用特定威脅防御技術(shù)手段，構(gòu)建安全信息傳輸架構(gòu) 。

除了通用工業(yè)控制的安全信息傳輸方法，國外鐵路信號控制也有相關(guān)安全信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)。如，世界一些知名鐵路信號公司研發(fā)了自己的鐵路信號安全通信方法，如ALSTOM的 FSFB/2安全通信協(xié)議，CSEE公司的SACEM校驗碼等。

3 現(xiàn)狀分析與研究

從以上現(xiàn)狀論述可見，當(dāng)前我國高速鐵路信號控制系統(tǒng)中，全面引進國外的安全通信方法進行鐵路安全信息傳輸，安全信息傳輸系統(tǒng)的產(chǎn)權(quán)被國外掌握，增加了安全信號系統(tǒng)的成本，特別是開放網(wǎng)絡(luò)（如使用RSSP-II和Subset-037的傳輸系統(tǒng)）的傳輸與安全信息的保密性密切相關(guān)，經(jīng)分析造成這樣結(jié)果的原因有：（1）我們國家對鐵路信號安全信息傳輸技術(shù)的重視程度還不夠；缺少科研力量的投入和政策上的導(dǎo)向；（2）缺乏統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)，給與研究人員的激勵機制不完善；（3）公司的考核大眾化，有經(jīng)驗的技術(shù)工人與研究人員沒有組成核心的技術(shù)團隊。

4 下一步采取的對應(yīng)解決對策

4.1 國家加大技術(shù)人員外出參觀考察的頻次，培養(yǎng)一批本專業(yè)的人才免費出國留學(xué)深造，將來的工作安置問題給予物質(zhì)和環(huán)境上的優(yōu)惠政策，同時吸引國外人才來中國工作，把鐵路信號安全信息傳輸技術(shù)作為重點知識在鐵路系統(tǒng)內(nèi)部進行宣講，設(shè)置技術(shù)進步獎和關(guān)鍵技術(shù)模仿專利獎，先把國外的成熟和通用技術(shù)進行深刻剖析，研究透徹了，學(xué)會模仿致用與生產(chǎn)，同時在高校開設(shè)這門專業(yè)，進行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)研究。

4.2 全面研究我國鐵路信號安全信息傳輸?shù)男枨?，統(tǒng)一目前各種不同安全傳輸技術(shù)，制定統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)和研發(fā)激勵機制，讓更多的人知曉這一技術(shù)，加大重視程度，產(chǎn)生研發(fā)的信心。

4.3 要求各個公司成立科技攻關(guān)小組，將一線有經(jīng)驗的工人與技術(shù)工作者編排成一個團隊，并建設(shè)保密條例和制度，保證鐵路信號安全信息不受到蓄意損壞和篡改；針對研究成果進行試驗，像愛迪生發(fā)明電燈一樣鼓勵員工技術(shù)創(chuàng)新和大膽試驗。

［1］GB24339.2軌道交通 通信、信號和處理系統(tǒng) 第2部分：開放式傳輸系統(tǒng)中的安全相關(guān)通信［S］， 2009.

［2］CENELEC EN50159-1. Railway Applications：Communication， signalling and processing system， Part 1： Safetyrelated communication in closed transmission systems ［S］， 2001.

［3］運基信號［2010］267號. RSSP-I鐵路信號安全通信協(xié)議［S］. 中華人民共和國鐵道部， 2010.

蘇歡樂，男， 呼和浩特鐵路局呼準(zhǔn)鄂鐵路有限責(zé)任公司鐵道信號專業(yè)副指揮長， 正科。

U285.5

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1003-5168（2015）11-039-01