论文部分内容阅读
铁路运输一直以来都在国民经济的发展中占有重要地位。在我国经济快速发展的局势下，现有的运输体系已经不能满足其高速发展的需求，铁路发展形成大规模建设高速铁路的趋势。目前，CTCS-3级列控系统是中国客运铁路最高级别的列控技术，其全电子计算机联锁系统与RBC(无线闭塞中心)之间交换进路许可和列车的状态信息，RBC则将产生的行车许可通过GSM-R网络发送给车载设备,以此来控制列车的运行。全电子计算机联锁系统与RBC之间的通信关系到行车安全，需要具备高安全等级，安全通信接口的设计尤为重要。本文对全电子计算机联锁系统与RBC间的安全通信进行了需求分析。根据《CTCS-3级列控系统总体技术规范》，全电子计算机联锁系统与RBC之间进行信息传输的网络属于开放式传输系统，进行信息传输时既需要确保信息的真实性和完整性，也需要确保信息只能在已经授权的用户之间进行交换。欧洲标准规范EN50159-2是专门针对开放式传输系统中安全相关通信制定的。因此，根据EN50159-2标准规范分析了全电子计算机联锁系统与RBC之间进行信息的安全可靠传输时可能存在的威胁，并且通过对这些安全威胁采取有效的防护措施，包括序列号防护、EC计数防护以及安全码和加密技术防护，使得全电子计算机联锁系统与RBC间安全通信达到高安全等级。这些防护措施是通过在应用层与通信传输层之间建立安全层来实现的。因此，本文进一步研究了安全层与应用层，安全层与传输层之间的服务接口，包括安全服务模型，服务原语以及安全层的服务过程。本文根据全电子计算机联锁系统与RBC间的安全通信的需求分析及相关原理的研究，对其安全通信协议进行了设计，主要包括：(1)安全通信协议结构和消息报文结构设计；(2)消息时序设计；(3)安全状态设计。详细的描述了设计方法及过程。并在此设计基础上，选用VxWorks操作系统作为宿主平台，实现安全通信协议。在分析、设计以及实现安全通信协议的基础上得出结论，本文中对全电子计算机联锁系统与RBC间通信接口的设计满足高安全等级的需求，并且具有实用性。