軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中信息安全技術(shù)的應(yīng)用

張曉棟

摘要：在時(shí)代不斷變化發(fā)展的背景下，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)水平正在逐年提升，但是多種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全造成了巨大的威脅，各行各業(yè)都非常重視網(wǎng)絡(luò)和安全問題，軌道交通信號(hào)系統(tǒng)亦是如此。然而，現(xiàn)實(shí)情況是軌道交通工作人員只對(duì)日常設(shè)備運(yùn)維比較熟悉，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)和信息安全的認(rèn)識(shí)和了解仍然較為膚淺。通過充分發(fā)揮信息安全技術(shù)在軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的重要作用，能夠不斷完善和優(yōu)化軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)和信息安全體系，提高軌道交通工作人員的認(rèn)識(shí)和了解。

關(guān)鍵詞：軌道交通;信號(hào)系統(tǒng);信息安全技術(shù)

1城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)

1.1概述

城市軌道交通在城市交通網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著極為重要的價(jià)值及作用，在城市交通建設(shè)中需要提前做好信號(hào)系統(tǒng)控制及優(yōu)化工作，從根本上保障城市交通系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。現(xiàn)今城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的價(jià)值作用日益凸顯，更需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開展城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)控制工作，充分發(fā)揮城市軌道交通系統(tǒng)在社會(huì)發(fā)展中的促進(jìn)作用。在我國信息技術(shù)發(fā)展水平不斷提升的背景下，制定適應(yīng)城市發(fā)展的軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)方案，可提升信號(hào)系統(tǒng)信息的輸出傳遞效率，而信號(hào)系統(tǒng)工作效率的全面提升能夠確保城市軌道交通運(yùn)行安全。認(rèn)真落實(shí)軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)方案，做好信號(hào)系統(tǒng)后期維護(hù)工作，提升設(shè)備故障應(yīng)急處置能力，加強(qiáng)城市軌道交通信號(hào)控制外部風(fēng)險(xiǎn)防控水平，可徹底解決城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)有關(guān)問題，保障城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全性。

1.2重要性

城市軌道交通信號(hào)控制在城市軌道交通系統(tǒng)中發(fā)揮著極為重要的作用，高效率的信號(hào)控制系統(tǒng)可從根本上保障城市軌道交通系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了確保城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，需要在實(shí)際應(yīng)用過程中借助已轉(zhuǎn)化使用的先進(jìn)科研成果，確保在城市列車運(yùn)營(yíng)期間，軌道信號(hào)控制系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)列車進(jìn)站引導(dǎo)、車地信息傳輸以及自動(dòng)調(diào)整列車運(yùn)行速度等功能。

第一，城軌交通信號(hào)控制系統(tǒng)的使用，對(duì)于城軌列車的安全行駛以及穩(wěn)定性運(yùn)行起到了重要保障作用。因城市軌道列車的行駛速度快、行車間隔小，為此在整體運(yùn)行過程中需要借助軌道交通信號(hào)系統(tǒng)對(duì)城市列車進(jìn)行合理化控制，保障城市列車能夠順利執(zhí)行停靠、通行以及加速等動(dòng)作。

第二，軌道交通信號(hào)系統(tǒng)控制的方式選擇能夠在提升城軌列車運(yùn)行效率以及有效維護(hù)信號(hào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備方面起到間接性保障作用。因現(xiàn)代城市軌道列車在快速運(yùn)行中有極大的概率出現(xiàn)相關(guān)設(shè)備損壞情況，而這種狀況的發(fā)生與城市軌道交通信號(hào)控制方式的選擇有著極大關(guān)聯(lián)性。借助城市軌道交通信號(hào)控制方式的選擇，能夠減少對(duì)于信號(hào)設(shè)備元器件以及信號(hào)系統(tǒng)使用設(shè)備的磨耗損壞程度，為此需要選擇性能更加有效、結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化的軌道交通信號(hào)控制方式。

2軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中信息安全技術(shù)的應(yīng)用

2.1通信網(wǎng)絡(luò)安全

在軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中應(yīng)用信息安全技術(shù)能夠不斷完善信號(hào)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)主要分為三大類，分別是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)安全、通信完整性和保密性、無線網(wǎng)絡(luò)接入安全性，這些系統(tǒng)都要具備加密功能，才能夠避免非法用戶直接進(jìn)入信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中去。在信號(hào)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中為了保障數(shù)據(jù)信息的安全和可靠，就需要把安全協(xié)議添加到列控?cái)?shù)據(jù)信息傳輸協(xié)議中去。安全功能中分為了三大類，分別是安全連接的建立、數(shù)據(jù)傳輸以及連接釋放。而建立安全連接就是為了能夠阻止非法用戶的連接，安全層在收到建立連接的請(qǐng)求后，需要進(jìn)行“對(duì)等實(shí)體認(rèn)證”，驗(yàn)證其身份合法就可以連接，反之，驗(yàn)證其身份不合法就不可連接。安全數(shù)據(jù)傳輸就是安全層需要對(duì)“消息來源認(rèn)證”，這樣可以保證用戶數(shù)據(jù)的完整性和安全性，在認(rèn)證的過程中，要保證消息來源是來自其對(duì)等實(shí)體，還要避免因遭受攻擊或者傳輸信道中的隨機(jī)錯(cuò)誤而產(chǎn)生信息不完整的問題。釋放安全連接就是說安全層能夠隨時(shí)釋放安全連接，但是并不需要和安全連接建立一樣的特殊防護(hù)。

2.2ATS中的網(wǎng)絡(luò)安全

ATS系統(tǒng)是列車正常運(yùn)行和調(diào)度指揮的基礎(chǔ)和重要保障，其覆蓋軌道交通運(yùn)營(yíng)全線。但是有兩個(gè)方面的危險(xiǎn)源因素影響著ATS系統(tǒng)：一方面就是系統(tǒng)測(cè)試、維護(hù)和修改等工作都是需要在ATS運(yùn)行過程中進(jìn)行優(yōu)化和完善的。但是工作人員可能會(huì)誤接設(shè)備或者進(jìn)行了違規(guī)操作，這樣就會(huì)讓系統(tǒng)遭到病毒的入侵，進(jìn)而使系統(tǒng)癱瘓，這樣就會(huì)威脅到列車的正常運(yùn)行以及列車調(diào)度指揮的安全;另一方面就是雖然ATS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處于一個(gè)比較封閉的專用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，但是這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)就是要面向所有網(wǎng)絡(luò)用戶，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源共享。那么為了有效避免危險(xiǎn)源因素影響ATS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，那么就要在調(diào)度中心、車站之間等地方應(yīng)用防火墻技術(shù)和入侵檢測(cè)系統(tǒng)，而且還要在系統(tǒng)中增加實(shí)名認(rèn)證以及漏洞評(píng)估子系統(tǒng)。這樣不僅僅能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)的權(quán)限和資源訪問進(jìn)行有效的控制，還能夠避免病毒的入侵，對(duì)系統(tǒng)起到安全防護(hù)的作用。

2.3ATO控制方式

ATO控制是利用地面信息及列車實(shí)際運(yùn)行速度信息，自動(dòng)完成對(duì)列車的啟動(dòng)、牽引、制動(dòng)和惰行等控制，其對(duì)于提高列車運(yùn)行效率、提升乘客乘坐舒適度及節(jié)省能源方面有積極作用。ATO控制除實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能外，還能實(shí)施列車自動(dòng)折返及列車車門控制。

ATO自動(dòng)駕駛是通過地面設(shè)備向列車傳輸?shù)孛婢€路情況、道岔狀態(tài)、前方列車位置等信息，車載設(shè)備通過對(duì)列車實(shí)際運(yùn)行速度和ATP最大運(yùn)行速度及目標(biāo)速度的比較，結(jié)合已收到的區(qū)間坡道、彎道等地面線路實(shí)況，自動(dòng)控制列車實(shí)施牽引或制動(dòng)，以完成列車自動(dòng)駕駛的控制方式。ATO通過地面設(shè)備傳輸?shù)木€路信息及前方列車位置，考慮到安全因素，計(jì)算出到達(dá)安全停車點(diǎn)之前的行駛速度，并自動(dòng)控制列車制動(dòng)系統(tǒng)跟隨列車制動(dòng)曲線運(yùn)行。

ATO控制列車實(shí)現(xiàn)ATB無人自動(dòng)折返，是指列車根據(jù)地面信號(hào)提供的線路數(shù)據(jù)以及實(shí)際運(yùn)行速度和位置，輸出控制命令，指揮列車進(jìn)入折返線。當(dāng)列車收到停車信號(hào)后，啟動(dòng)列車換端指令，列車完成換端后發(fā)出進(jìn)站指令，列車運(yùn)行至站臺(tái)停穩(wěn)，至此無人自動(dòng)折返作業(yè)完成。車載設(shè)備對(duì)自動(dòng)折返全過程實(shí)施監(jiān)督，當(dāng)出現(xiàn)列車速度超過目標(biāo)速度、運(yùn)行方向錯(cuò)誤、駕駛室意外解鎖等不利情況，列車啟動(dòng)緊急制動(dòng)。

ATO控制列車車門自動(dòng)開門，是指ATO確認(rèn)列車到達(dá)定位停車區(qū)域，ATO發(fā)出“列車停站”信號(hào)，ATP確認(rèn)列車為零速度，列車接收允許開門信號(hào)，控制車門自動(dòng)打開，并將車門開門信號(hào)發(fā)送至站臺(tái)屏蔽門控制系統(tǒng)，使得站臺(tái)屏蔽門與列車車門對(duì)應(yīng)打開。

2.4地面骨干網(wǎng)設(shè)計(jì)

地面骨干網(wǎng)由很多個(gè)以太網(wǎng)構(gòu)成，主要功能是給各個(gè)不同的子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸通道，確保數(shù)據(jù)傳輸安全。骨干網(wǎng)采用并行通信方式，當(dāng)數(shù)據(jù)在傳輸過程中遇到兩個(gè)傳輸通道時(shí)，也不會(huì)相互干擾，從而降低了風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)使用SDH進(jìn)行組網(wǎng)時(shí)，DCS系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置節(jié)點(diǎn)連接。為保證骨干網(wǎng)安全，一般采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)，使用二纖雙向復(fù)用段設(shè)計(jì)，從而減少節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生，確保骨干網(wǎng)和其他設(shè)備之間的高效通信。

結(jié)束語

在軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中應(yīng)用信息安全技術(shù)是信號(hào)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，其能夠避免不良用戶的侵?jǐn)_以及病毒的入侵，使信號(hào)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的安全性得到進(jìn)一步的提升，降低數(shù)據(jù)信息泄露的概率，應(yīng)用安全信息技術(shù)是有效保證我國軌道交通信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與安全的重要途徑之一，在保證軌道交通信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與安全中發(fā)揮著巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

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