基于通信系統(tǒng)的鐵路信號安全信息傳輸?shù)膽?/h1>
2018-12-25 19:07:06趙楠楠
電子技術(shù)與軟件工程 2018年8期
文/趙楠楠
自建國以來，隨著鐵路發(fā)展的不斷變化，鐵路通信信號也在發(fā)生著變化。鐵路通信系統(tǒng)作為鐵路信號傳輸?shù)妮d體，對信息的安全傳輸有著重要的影響。近年來，越來越多的學者將目光轉(zhuǎn)向提高鐵路信號安全信息傳輸?shù)难芯恐?，在以往研究的基礎上，本文引入通信系統(tǒng)這一載體，并探討其應用的可能性，在理論和現(xiàn)實中都具有重要意義。
1 新型列車運行控制系統(tǒng)的特點分析
1.1 傳輸可靠性高
在軌道信息傳輸?shù)倪^程當中，傳輸是單向性的，即傳輸者只負責將信息進行傳送，至于信息傳輸?shù)耐暾裕畔⒌目煽啃圆⒉皇莻鬏斦咚P(guān)心的，這使得傳輸?shù)蔫F路信息的有用率大大降低。另外，鐵路信息傳輸?shù)拿浇槭卿撥夎F軌，由于自身材質(zhì)的特性，極易受到外界，例如溫度、氣候、地域等的影響，因此傳輸?shù)目煽啃员容^差。
1.2 運輸效率高
傳統(tǒng)的鐵路信號運輸方式比較閉塞，往往依賴于地面信號，在信息接收時所需的時間較長。在通信系統(tǒng)下，鐵路信號能夠?qū)崿F(xiàn)信息的自動閉塞，并且閉塞的長度可以隨著列車運行的速度而不斷變化，在無線設備的運用下，鐵路信息運輸所需的時間縮短，傳輸?shù)膬?nèi)容還原性加強，具有高的時效性和準確性。因此，節(jié)約了在信息傳輸過程當中的人力和物力，鐵路信息安全傳輸?shù)男蚀蟠筇岣吡恕?/p>
1.3 運輸信息量大
傳統(tǒng)的鐵路信息是靠鋼軌、鐵軌進行傳播的，存在著速度緩慢、數(shù)據(jù)量偏小等特點。但在實際的運行中，對列車速度要求的越來越高，進而對控制列車的信號要求也相應提高。而在通信系統(tǒng)下，在鐵路信號運輸?shù)倪^程中能夠提供大量的信息。
2 基于通信系統(tǒng)下構(gòu)建安全的鐵路信號
2.1 構(gòu)建安全系統(tǒng)
在通信系統(tǒng)下，即使鐵路信號在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)故障，傳送信號的輸出方向始終都是正確的亦或是安全的，換句話說，此輸出故障不會造成重大的經(jīng)濟、人員損失，這樣的傳輸系統(tǒng)被稱為安全系統(tǒng)。安全系統(tǒng)自帶錯誤排查系統(tǒng)，當出現(xiàn)故障時，安全系統(tǒng)將自動開啟自我保護功能，并對所出現(xiàn)的故障的原因進行排查，并及時給予解決?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中時常存在一些潛在故障，因此要解決這一問題，必須構(gòu)建一個安全系統(tǒng)，在承認故障不可避免的情況下，最大程度的降低故障的危害性。
2.2 建立容錯系統(tǒng)
容錯技術(shù)的加強是提高互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一項有效措施，其可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時的解決故障，一個真正有效的容錯系統(tǒng)不僅僅包括硬件冗余，還包括了軟件冗余，但兩者不是獨立的一部分，而是相融合的，是從硬件系統(tǒng)過度到軟件系統(tǒng)的一個循環(huán)過程。硬件容錯是在通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保護高層的軟件不受故障的影響，獨立運行。但軟件中自身存在的數(shù)據(jù)和邏輯上的錯誤，硬件冗余無法實現(xiàn)糾錯功能，這時就需要軟件容錯發(fā)揮機制保護的作用，保證應用機制不受影響，正常運行。
3 通信系統(tǒng)下鐵路信號安全信息傳輸設計研究
3.1 通信系統(tǒng)的傳輸方式
3.1.1 封閉式傳輸
通信系統(tǒng)的封閉式傳輸又稱為有線傳輸方式，其在長距離的傳輸過程當中具有明顯的穩(wěn)定性、可靠性和保密性，同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也相對較大。目前在傳輸領(lǐng)域中，封閉式傳輸占有相當大的份額。但是，封閉式的傳輸方式也有其不足之處，如在建設封閉式傳輸時所耗費的資金眾多，花費的時間較長，且維護成本比較高。
3.1.2 開放式傳輸
開放式傳輸又稱為無線傳輸方式，其通過無線網(wǎng)絡快速進行傳輸，迎合了緊急事件傳輸?shù)男枨?，而且開放式傳輸建設周期較短且維護比較簡單，花費成本小，但是容易受到其他因素的干擾，如天氣、溫度、地域等。因此開放式的傳輸方式的可靠性、穩(wěn)定性、保密性較差。目前，開放式的傳輸方式發(fā)展的比較快，但在實際運用中存在的這些不足也阻礙了其在傳輸方式上占據(jù)主導的地位。
綜合了封閉式傳輸方式和開放式傳輸方式的特點，需要設計出一種保證信息安全傳輸?shù)南到y(tǒng)，而近年來，光纖傳輸系統(tǒng)有著適應性強、穩(wěn)定性好、可靠性高、易于設計和維護、傳輸數(shù)據(jù)量大等特點在鐵路通信系統(tǒng)應用中脫穎而出，逐漸成為新型鐵路通信系統(tǒng)中信號安全傳輸?shù)闹匾绞健?/p>
3.2 通信系統(tǒng)的設計原則
3.2.1 通信系統(tǒng)存在的隱患
通信系統(tǒng)具有明顯的一個特點就是開放性，這一特點使通信系統(tǒng)與其他互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更好的融合在一起，通信系統(tǒng)本身也在融合的過程當中慢慢改善，從而達到日益變化的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中對通信系統(tǒng)的要求。但在對外開放的同時也產(chǎn)生了一些內(nèi)外部的安全隱患，內(nèi)部隱患如內(nèi)部應用環(huán)境的破壞、系統(tǒng)器件的損壞、硬軟件數(shù)據(jù)錯誤等，這些內(nèi)部隱患正是通信系統(tǒng)對外開放時造成的。外部隱患如網(wǎng)絡黑客的惡意攻擊、病毒侵入等造成的通信系統(tǒng)信息的泄漏。
3.2.2 安全設計的原則
在進行通信系統(tǒng)安全設計時首先要考慮的就是獨立性原則，即無法判斷是否為安全性的信息無法進入到通信系統(tǒng)中，這樣保證了鐵路通信網(wǎng)絡的安全性。再者就是唯一性原則，即排除了人為的因素，故障是通信系統(tǒng)傳輸信息失敗的唯一原因，在解決通信系統(tǒng)問題時只用考慮系統(tǒng)本身的故障，而不用去檢測是否是人為失誤造成的，這樣節(jié)省了大量的時間和精力。
綜上所述，通信系統(tǒng)下，新型列車運行控制系統(tǒng)具有傳輸傳輸可靠性高、傳輸效率高、傳輸?shù)男畔⒘看蟮忍攸c，因此要構(gòu)建安全系統(tǒng)和容錯系統(tǒng)來構(gòu)建鐵路信號信息系統(tǒng)。在結(jié)合了封閉式傳輸和開放式傳輸?shù)膬?yōu)點，改進兩者缺點的情況下，進行鐵路信號安全信息傳輸?shù)脑O計，在設計過程當中，需要考量通信系統(tǒng)當前存在的一些隱患，遵循獨立性、唯一性、定時性的設計原則。
參考文獻
[1]和晟姣.RSSP-2協(xié)議安全性建模及鐵路信號系統(tǒng)網(wǎng)絡安全性分析[D].北京交通大學,2016.
[2]余鑫,吳汶麒.安全信息傳輸系統(tǒng)[J].鐵道通信信號,2003,39(01).
[3]龍姣.統(tǒng)一通信系統(tǒng)客戶端的設計與實現(xiàn)研究[J].中國新通信,2016,21:18.
猜你喜歡
可靠性管理體系創(chuàng)建與實踐上海質(zhì)量(2019年8期)2019-11-16 08:47:46 渝貴鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試的思考與建議鐵道通信信號(2019年6期)2019-10-08 09:02:28 鐵路信號設備維修管理信息系統(tǒng)設計與開發(fā)鐵道通信信號(2018年4期)2018-06-06 03:31:44 電子制作(2017年2期)2017-05-17 03:55:06 可穿戴式多通道傳感系統(tǒng)功能需求分析及設計電腦知識與技術(shù)(2016年36期)2017-04-17 14:41:40 雷擊對鐵路信號系統(tǒng)的影響探討山東工業(yè)技術(shù)(2016年15期)2016-12-01 05:31:32 既有鐵路信號改造工程實施與研究鐵道通信信號(2016年9期)2016-06-01 12:10:23 基于分布式傳感器的GIS局部放電在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)傳輸方式的研究電測與儀表(2016年1期)2016-04-12 00:35:16 基于可靠性跟蹤的薄弱環(huán)節(jié)辨識方法在省級電網(wǎng)可靠性改善中的應用研究電測與儀表(2015年6期)2015-04-09 12:01:18 可靠性比一次采購成本更重要風能(2015年9期)2015-02-27 10:15:24
文/趙楠楠
自建國以來，隨著鐵路發(fā)展的不斷變化，鐵路通信信號也在發(fā)生著變化。鐵路通信系統(tǒng)作為鐵路信號傳輸?shù)妮d體，對信息的安全傳輸有著重要的影響。近年來，越來越多的學者將目光轉(zhuǎn)向提高鐵路信號安全信息傳輸?shù)难芯恐?，在以往研究的基礎上，本文引入通信系統(tǒng)這一載體，并探討其應用的可能性，在理論和現(xiàn)實中都具有重要意義。
1 新型列車運行控制系統(tǒng)的特點分析
1.1 傳輸可靠性高
在軌道信息傳輸?shù)倪^程當中，傳輸是單向性的，即傳輸者只負責將信息進行傳送，至于信息傳輸?shù)耐暾裕畔⒌目煽啃圆⒉皇莻鬏斦咚P(guān)心的，這使得傳輸?shù)蔫F路信息的有用率大大降低。另外，鐵路信息傳輸?shù)拿浇槭卿撥夎F軌，由于自身材質(zhì)的特性，極易受到外界，例如溫度、氣候、地域等的影響，因此傳輸?shù)目煽啃员容^差。
1.2 運輸效率高
傳統(tǒng)的鐵路信號運輸方式比較閉塞，往往依賴于地面信號，在信息接收時所需的時間較長。在通信系統(tǒng)下，鐵路信號能夠?qū)崿F(xiàn)信息的自動閉塞，并且閉塞的長度可以隨著列車運行的速度而不斷變化，在無線設備的運用下，鐵路信息運輸所需的時間縮短，傳輸?shù)膬?nèi)容還原性加強，具有高的時效性和準確性。因此，節(jié)約了在信息傳輸過程當中的人力和物力，鐵路信息安全傳輸?shù)男蚀蟠筇岣吡恕?/p>
1.3 運輸信息量大
傳統(tǒng)的鐵路信息是靠鋼軌、鐵軌進行傳播的，存在著速度緩慢、數(shù)據(jù)量偏小等特點。但在實際的運行中，對列車速度要求的越來越高，進而對控制列車的信號要求也相應提高。而在通信系統(tǒng)下，在鐵路信號運輸?shù)倪^程中能夠提供大量的信息。
2 基于通信系統(tǒng)下構(gòu)建安全的鐵路信號
2.1 構(gòu)建安全系統(tǒng)
在通信系統(tǒng)下，即使鐵路信號在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)故障，傳送信號的輸出方向始終都是正確的亦或是安全的，換句話說，此輸出故障不會造成重大的經(jīng)濟、人員損失，這樣的傳輸系統(tǒng)被稱為安全系統(tǒng)。安全系統(tǒng)自帶錯誤排查系統(tǒng)，當出現(xiàn)故障時，安全系統(tǒng)將自動開啟自我保護功能，并對所出現(xiàn)的故障的原因進行排查，并及時給予解決?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中時常存在一些潛在故障，因此要解決這一問題，必須構(gòu)建一個安全系統(tǒng)，在承認故障不可避免的情況下，最大程度的降低故障的危害性。
2.2 建立容錯系統(tǒng)
容錯技術(shù)的加強是提高互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一項有效措施，其可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時的解決故障，一個真正有效的容錯系統(tǒng)不僅僅包括硬件冗余，還包括了軟件冗余，但兩者不是獨立的一部分，而是相融合的，是從硬件系統(tǒng)過度到軟件系統(tǒng)的一個循環(huán)過程。硬件容錯是在通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保護高層的軟件不受故障的影響，獨立運行。但軟件中自身存在的數(shù)據(jù)和邏輯上的錯誤，硬件冗余無法實現(xiàn)糾錯功能，這時就需要軟件容錯發(fā)揮機制保護的作用，保證應用機制不受影響，正常運行。
3 通信系統(tǒng)下鐵路信號安全信息傳輸設計研究
3.1 通信系統(tǒng)的傳輸方式
3.1.1 封閉式傳輸
通信系統(tǒng)的封閉式傳輸又稱為有線傳輸方式，其在長距離的傳輸過程當中具有明顯的穩(wěn)定性、可靠性和保密性，同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也相對較大。目前在傳輸領(lǐng)域中，封閉式傳輸占有相當大的份額。但是，封閉式的傳輸方式也有其不足之處，如在建設封閉式傳輸時所耗費的資金眾多，花費的時間較長，且維護成本比較高。
3.1.2 開放式傳輸
開放式傳輸又稱為無線傳輸方式，其通過無線網(wǎng)絡快速進行傳輸，迎合了緊急事件傳輸?shù)男枨?，而且開放式傳輸建設周期較短且維護比較簡單，花費成本小，但是容易受到其他因素的干擾，如天氣、溫度、地域等。因此開放式的傳輸方式的可靠性、穩(wěn)定性、保密性較差。目前，開放式的傳輸方式發(fā)展的比較快，但在實際運用中存在的這些不足也阻礙了其在傳輸方式上占據(jù)主導的地位。
綜合了封閉式傳輸方式和開放式傳輸方式的特點，需要設計出一種保證信息安全傳輸?shù)南到y(tǒng)，而近年來，光纖傳輸系統(tǒng)有著適應性強、穩(wěn)定性好、可靠性高、易于設計和維護、傳輸數(shù)據(jù)量大等特點在鐵路通信系統(tǒng)應用中脫穎而出，逐漸成為新型鐵路通信系統(tǒng)中信號安全傳輸?shù)闹匾绞健?/p>
3.2 通信系統(tǒng)的設計原則
3.2.1 通信系統(tǒng)存在的隱患
通信系統(tǒng)具有明顯的一個特點就是開放性，這一特點使通信系統(tǒng)與其他互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更好的融合在一起，通信系統(tǒng)本身也在融合的過程當中慢慢改善，從而達到日益變化的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中對通信系統(tǒng)的要求。但在對外開放的同時也產(chǎn)生了一些內(nèi)外部的安全隱患，內(nèi)部隱患如內(nèi)部應用環(huán)境的破壞、系統(tǒng)器件的損壞、硬軟件數(shù)據(jù)錯誤等，這些內(nèi)部隱患正是通信系統(tǒng)對外開放時造成的。外部隱患如網(wǎng)絡黑客的惡意攻擊、病毒侵入等造成的通信系統(tǒng)信息的泄漏。
3.2.2 安全設計的原則
在進行通信系統(tǒng)安全設計時首先要考慮的就是獨立性原則，即無法判斷是否為安全性的信息無法進入到通信系統(tǒng)中，這樣保證了鐵路通信網(wǎng)絡的安全性。再者就是唯一性原則，即排除了人為的因素，故障是通信系統(tǒng)傳輸信息失敗的唯一原因，在解決通信系統(tǒng)問題時只用考慮系統(tǒng)本身的故障，而不用去檢測是否是人為失誤造成的，這樣節(jié)省了大量的時間和精力。
綜上所述，通信系統(tǒng)下，新型列車運行控制系統(tǒng)具有傳輸傳輸可靠性高、傳輸效率高、傳輸?shù)男畔⒘看蟮忍攸c，因此要構(gòu)建安全系統(tǒng)和容錯系統(tǒng)來構(gòu)建鐵路信號信息系統(tǒng)。在結(jié)合了封閉式傳輸和開放式傳輸?shù)膬?yōu)點，改進兩者缺點的情況下，進行鐵路信號安全信息傳輸?shù)脑O計，在設計過程當中，需要考量通信系統(tǒng)當前存在的一些隱患，遵循獨立性、唯一性、定時性的設計原則。
參考文獻
[1]和晟姣.RSSP-2協(xié)議安全性建模及鐵路信號系統(tǒng)網(wǎng)絡安全性分析[D].北京交通大學,2016.
[2]余鑫,吳汶麒.安全信息傳輸系統(tǒng)[J].鐵道通信信號,2003,39(01).
[3]龍姣.統(tǒng)一通信系統(tǒng)客戶端的設計與實現(xiàn)研究[J].中國新通信,2016,21:18.
猜你喜歡
上海質(zhì)量(2019年8期)2019-11-16 08:47:46
鐵道通信信號(2019年6期)2019-10-08 09:02:28
鐵道通信信號(2018年4期)2018-06-06 03:31:44
電腦知識與技術(shù)(2016年36期)2017-04-17 14:41:40
山東工業(yè)技術(shù)(2016年15期)2016-12-01 05:31:32
鐵道通信信號(2016年9期)2016-06-01 12:10:23
電測與儀表(2016年1期)2016-04-12 00:35:16
電測與儀表(2015年6期)2015-04-09 12:01:18
風能(2015年9期)2015-02-27 10:15:24
