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随着中国铁路飞速发展,列车速度及密度不断加大,现代化的铁路信号系统对安全信息传输的要求也更加严格。RSSP-1安全通信协议作为RSSP协议的第一部分,规定了封闭式传输系统安全设备间进行安全相关信息交互的功能与方法,现已用于TCC-LEU/TCC-IL等系统间。国内针对安全通信协议的消化吸收时间不长,十分需要通过形式化建模与仿真分析,验证协议的正确性以及完备性,并分析协议是否存在缺陷。同时,不同列控设备研发厂家间互联互通性需要大量的测试与验证,产品升级、软件升级需要大量回归测试,目前这些方面的支撑工具不足。因此研制功能强大的安全通信协议模拟器,提供故障注入、数据交互测试、双机切换测试、测试序列自动执行等功能,对于提高列控设备间互联互通测试、产品测试的覆盖率和效率等都具有重要的现实意义。本文通过深入理解和分析RSSP-1安全通信协议的内容,并结合TCC-LEU应用层平台的需求对协议进行研究。论文的主要工作如下：1)分析RSSP-1安全通信协议的系统结构、报文组成以及工作模式,并以TCC-LEU为应用层背景,分析RSSP-1在TCC-LEU系统中的实际应用。2)基于着色Petri网,利用CPN-Tools平台对RSSP-1安全通信协议进行形式化建模分析,建立单通道以及双通道模型,验证协议的正确性以及功能的完备性,并探求协议性能上的缺陷,提出改进建议。3)对RSSP-1安全通信协议进行软件需求分析和总体设计,并基于Labwindows/CVI软件开发平台,构建RSSP-1安全通信协议TCC/LEU模拟器系统,实现RSSP-1协议流程以及功能。4)将开发的模拟器接入LEU产品中进行测试验证,验证模拟器的可用性,证实其功能的正确性以及性能的良好性。5)利用程序的可移植性,将开发的模拟器系统嵌入LEU处理器板自动测试系统软件中,实现了LEU4.0产品处理器板的自动测试。