城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)安全防護(hù)體系建設(shè)研究

摘要：在本文的分析中，主要基于城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方式，從安全風(fēng)險(xiǎn)角度進(jìn)行闡述與分析，結(jié)合信號(hào)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特征以及網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)方式，提出針對(duì)性的城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)防護(hù)體系，保障系統(tǒng)在運(yùn)行的環(huán)節(jié)，不會(huì)受到外界因素的影響，始終保持較強(qiáng)的運(yùn)行能力。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;信號(hào)系統(tǒng);安全防護(hù)體系;設(shè)備安全;訪問(wèn)控制

一、引言

城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)，是整個(gè)軌道系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響到交通系統(tǒng)的行車安全。在當(dāng)下信息技術(shù)的高速發(fā)展背景下，加速了通信技術(shù)與信號(hào)系統(tǒng)的融合發(fā)展，在其設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然可以對(duì)駕控系統(tǒng)、旅客信息、語(yǔ)音廣播等與公共網(wǎng)絡(luò)相連接，但是實(shí)際的運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)受到病毒的影響，使得軌道交通的系統(tǒng)安全問(wèn)題受到了社會(huì)廣泛關(guān)注，需要設(shè)計(jì)出一個(gè)完善的安全防護(hù)體系。

二、安全背景

在我國(guó)當(dāng)下對(duì)全國(guó)的城市軌道交通的系統(tǒng)進(jìn)行掃描后發(fā)現(xiàn)，接入到互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的系統(tǒng)，多達(dá)100多個(gè)，同時(shí)分布全國(guó)15省份，20多個(gè)城市，在系統(tǒng)當(dāng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控、資產(chǎn)管理以及工程安全系統(tǒng)的建設(shè)，都與互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生較為緊密的聯(lián)系，因此進(jìn)行城市軌道交通系統(tǒng)的安全建設(shè)工作，有著十分重要的必要性。但是，我國(guó)在這方面的研究起步較晚，就使得在實(shí)際建設(shè)中，出現(xiàn)較為明顯的技術(shù)短板。

（一）設(shè)備安全

首先在城市軌道交通的系統(tǒng)與信息系統(tǒng)建設(shè)中，基本上主機(jī)終端、控制設(shè)備、網(wǎng)路設(shè)備的安全防護(hù)措施并不到位，因此就會(huì)導(dǎo)致在系統(tǒng)運(yùn)行中，存在著一些外部人員進(jìn)入到系統(tǒng)當(dāng)中竊取信息的可能性，也相應(yīng)在與互聯(lián)網(wǎng)連接時(shí)，存在著病毒入侵的可能性。

（二）軟件安全

城市軌道交通的控制系統(tǒng)，在信息系統(tǒng)方面，始終存在著遠(yuǎn)程命令執(zhí)行、目錄遍歷等系統(tǒng)的漏洞問(wèn)題，這樣就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)中一些較為敏感的信息，出現(xiàn)被惡意操控的情況。

（三）管理制度

城市軌道交通的控制系統(tǒng)運(yùn)行中，在系統(tǒng)的管理方面也存在著一定的問(wèn)題。例如，在各項(xiàng)管理制度的落實(shí)中，始終無(wú)法保持一個(gè)良好的落實(shí)效果，因此影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)性分析

在當(dāng)下信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行中，主要是為了讓列車行駛中，提供引導(dǎo)和調(diào)度的功能。因此全部操作控制與指令控制，都會(huì)涉及到列車的發(fā)車、?？康刃畔?shù)據(jù)。一旦系統(tǒng)在運(yùn)行中受到外部的攻擊，就會(huì)引發(fā)內(nèi)部的誤操作，進(jìn)而引發(fā)一系列較為嚴(yán)重的安全事故。系統(tǒng)當(dāng)中的指令操作，需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行傳輸，因此惡意的指令就會(huì)隱匿在一些表面正常的流量當(dāng)中，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞?，?duì)系統(tǒng)造成負(fù)面的影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

（一）區(qū)域未設(shè)置訪問(wèn)控制措施

在對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)置中，一旦缺乏對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)交接位置的隔離處理，例如在進(jìn)行設(shè)置中，存在信號(hào)系統(tǒng)與綜合監(jiān)控、旅客信息、廣播系統(tǒng)等諸多系統(tǒng)之間的連接防護(hù)處理，就會(huì)導(dǎo)致在這樣的環(huán)節(jié)，受到外界惡意程序的攻擊，使得系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸受到極大的影響，甚至出現(xiàn)信息傳輸混亂的問(wèn)題。

在收到這樣病毒攻擊之后，會(huì)馬上對(duì)其他部分系統(tǒng)造成直接的干擾，進(jìn)而貫穿信號(hào)系統(tǒng)，形成大規(guī)模的攻擊。

（二）缺乏網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)

信號(hào)系統(tǒng)的構(gòu)建中，需要對(duì)列車的信號(hào)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行不斷的交替與重復(fù)處理。但是，在這個(gè)環(huán)節(jié)一旦缺乏對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的操作以審計(jì)，就會(huì)導(dǎo)致其中存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。例如，在一些異常操作數(shù)據(jù)信息，會(huì)在受到攻擊威脅之后，出現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響。

（三）安全管理制度不完善

當(dāng)下在我國(guó)大部分的城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)的安全管理重視程度不足，因此就始終無(wú)法形成一個(gè)較為完善的信號(hào)系統(tǒng)安全制度與方案。只有保障在實(shí)際的信號(hào)系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維等環(huán)節(jié)，始終全面提升信息的安全需求評(píng)估，才能夠最大程度上提升系統(tǒng)的整體安全性[1]。

（四）事件監(jiān)測(cè)與響應(yīng)不完善

當(dāng)下信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，雖然相關(guān)工作人員的專業(yè)能力得到了保障，但是在實(shí)際的安全方面的意識(shí)教育與宣傳并不足，因此讓其日常工作開(kāi)展中，對(duì)危險(xiǎn)事件的應(yīng)急處理能力不高[2]。

四、設(shè)計(jì)方案

（一）總體設(shè)計(jì)思路

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的安全防護(hù)體系的設(shè)計(jì)方式，要基于白名單機(jī)制，對(duì)于信號(hào)機(jī)制當(dāng)中的區(qū)域邊界、通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算環(huán)境等，進(jìn)行安全防護(hù)的管理，構(gòu)建出一個(gè)完善的系統(tǒng)安全環(huán)境[3]。

之后，對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)的行為，在基線以及業(yè)務(wù)基線上，進(jìn)行科學(xué)合理的處理，同時(shí)全面結(jié)合其大數(shù)據(jù)分析技術(shù)當(dāng)中的建模分析方式，形成信號(hào)系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)信息的良好處理，這種可視化的處理方式，極大提升了信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（二）安全防護(hù)體系設(shè)計(jì)

1.安全通信網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)下城市軌道交通信號(hào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于該系統(tǒng)本質(zhì)上就是一種對(duì)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的控制，因此在網(wǎng)絡(luò)的搭建中，需要基于獨(dú)立的專網(wǎng)方式進(jìn)行處理。其次在信號(hào)系統(tǒng)安全防護(hù)體系的設(shè)計(jì)中，也要積極的利用工控防火墻的方式，保持與其他互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全隔離處理，之后基于安全策略的配置，始終對(duì)系統(tǒng)單元的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行良好的隔離與處理[4]。之后，在系統(tǒng)當(dāng)中的安全策略基礎(chǔ)下，對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳輸實(shí)現(xiàn)安全方面的合理限制，分為不同的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)良好的禁止。

其次，在信號(hào)系統(tǒng)與其他類型的系統(tǒng)隔離處理上，需要搭建出一個(gè)可靠的防火墻。這樣的防火墻設(shè)置，是為了保障信號(hào)系統(tǒng)始終有著較強(qiáng)的獨(dú)立性，不會(huì)輕易收到其他因素的影響，讓其系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性、完善性，在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，實(shí)現(xiàn)流量數(shù)據(jù)信息的充分保障，并在異常流量流入信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，得到針對(duì)性的處理。

信號(hào)系統(tǒng)的整體建設(shè)環(huán)節(jié)，其部署到網(wǎng)絡(luò)邊界當(dāng)中的工控防火墻，就是一種基于最小通過(guò)性原則的方式，進(jìn)行響應(yīng)的系統(tǒng)部署。之后基于業(yè)務(wù)方面的各種需求，對(duì)白名單進(jìn)行完善。適當(dāng)?shù)拈_(kāi)發(fā)一些IP，以及配置相應(yīng)的端口，對(duì)其中流量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管[5]。

（三） 完全邊界監(jiān)管

1. 訪問(wèn)控制

信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)中的業(yè)務(wù)特征角度進(jìn)行分析，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行中，往往需要連接多個(gè)不同的子系統(tǒng)，從而形成系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)操作。因此，這樣系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)節(jié)，就要積極的保障對(duì)其安全區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)防護(hù)力度。例如，進(jìn)行具體的運(yùn)行中，與其他的外部系統(tǒng)連接中，會(huì)導(dǎo)致原本獨(dú)立的系統(tǒng)出現(xiàn)了系統(tǒng)邊界，在這個(gè)位置上的防護(hù)設(shè)置十分重要，可以避免受到外界一些攻擊和操作的影響。在對(duì)全部威脅到信號(hào)系統(tǒng)的問(wèn)題，都需要得到針對(duì)性的分析，加強(qiáng)訪問(wèn)控制的權(quán)限設(shè)置，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的系統(tǒng)外部接觸管控。

其次，在信號(hào)系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的防護(hù)中，可以積極的利用防火墻的設(shè)置方式，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行全面分析。另外，對(duì)于一些特殊的信息數(shù)據(jù)，則可以納入到白名單當(dāng)中，進(jìn)行高效率的信息傳輸。在這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下，極大的提升了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行能力。其次，還要加強(qiáng)對(duì)一些非業(yè)務(wù)形式的訪問(wèn)，避免一些不必要的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

2.入侵防范

對(duì)于這種處理方式，主要是為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的入侵行為。在具體防護(hù)中，首先加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)流量當(dāng)中的異常攻擊行為，加上對(duì)攻擊數(shù)據(jù)信息的攔截以及相應(yīng)。在當(dāng)下較為主流使用的方式，是采用特征簽名、沙箱以及網(wǎng)絡(luò)行為白名單的防范方式，進(jìn)行針對(duì)性的處理。在不同技術(shù)當(dāng)中，可以發(fā)揮出不同的功能性。當(dāng)下信號(hào)系統(tǒng)比較適合使用網(wǎng)路白名單的技術(shù)。而系統(tǒng)當(dāng)中的控制中心則是利用部署工控入侵的檢測(cè)技術(shù)，全面提升系統(tǒng)的整體運(yùn)行安全檢測(cè)水平。

3. 惡意代碼防護(hù)

在城市軌道交通的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于存在著一定的特殊性，因此與一般系統(tǒng)的構(gòu)建方式不同，在其信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，所使用的通信協(xié)議以及軟件，都是一些專門(mén)使用的程序。在其進(jìn)行安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及分析中，就需要結(jié)合起實(shí)際的系統(tǒng)情況，進(jìn)行針對(duì)性的安全防護(hù)處理[6]。

首先，在信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)中的控制設(shè)備訪問(wèn)處理中，需要充分的保障系統(tǒng)的正常狀態(tài)下，可以很好的提升處理的能力。其次，還要在信號(hào)系統(tǒng)的協(xié)議處理中，可以拒絕其他系統(tǒng)的進(jìn)入。這樣所起到的防護(hù)效果，極大提升了一些惡意代碼的進(jìn)入，提升了信號(hào)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與安全性。

4.安全審計(jì)防護(hù)

在安全審計(jì)的過(guò)程中，始終都需要基于一個(gè)特定的安全策略，保障記錄系統(tǒng)的配置、系統(tǒng)活動(dòng)、用戶活動(dòng)等信息的處理中，利用檢測(cè)、審查、監(jiān)測(cè)的操作方式，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中潛在的一些漏洞問(wèn)題。在這樣的系統(tǒng)處理基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)的對(duì)系統(tǒng)開(kāi)展全面的改善與處理。這是當(dāng)下系統(tǒng)當(dāng)中審查評(píng)估工作的重點(diǎn)所在。采用安全審計(jì)的處理方式，不僅僅可以全面提升系統(tǒng)的安全性，還可以最大程度上保障系統(tǒng)的操作合理性。

在對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的安全防護(hù)設(shè)計(jì)中，需要始終從業(yè)務(wù)的運(yùn)行特征角度進(jìn)行思考與分析，并在控制中心、維修中心、設(shè)備集中站、車輛停車等信息的處理環(huán)節(jié)，全面提升檢測(cè)系統(tǒng)的整體可靠性。另外，在基于系統(tǒng)的分析中，還要全面提升整體的設(shè)計(jì)效果。利用一個(gè)完善的處理方式，保障安全信號(hào)系統(tǒng)的各種異常操作，可以得到及時(shí)的處理。

4. 安全計(jì)算環(huán)境

在信號(hào)系統(tǒng)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)分析中，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的分析十分重要。這是在進(jìn)行設(shè)計(jì)中，基于信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)中的安全防護(hù)特征，發(fā)揮出白名單的機(jī)制作用，在系統(tǒng)的終端服務(wù)、進(jìn)程、外聯(lián)接口的位置，開(kāi)展針對(duì)性的分析。其次，還要在信號(hào)系統(tǒng)的安全處理中，可以很好的讓信號(hào)系統(tǒng)始終保持一個(gè)良好的封閉性效果。另外，在進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)處理過(guò)程中，還要定期的更新病毒庫(kù)，保障系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)化防護(hù)。系統(tǒng)完成了建設(shè)之后，就要在一段時(shí)間內(nèi)，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并不需要進(jìn)行二次的調(diào)整。而是要采用統(tǒng)一的處理方式，讓其信號(hào)可以始終保持一個(gè)安全的協(xié)議下，進(jìn)行傳輸與處理。

信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)中的工作站、服務(wù)器等各種類型的設(shè)備，基本上都采用一個(gè)相同的操作平臺(tái)進(jìn)行操作。但是，一旦一些設(shè)備過(guò)于老舊，就會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行換機(jī)，出現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)男实拖?。因此，現(xiàn)階段進(jìn)行病毒防護(hù)的系統(tǒng)搭建中，需要使用一個(gè)完善的系統(tǒng)處理方式，全面提升系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，利用一個(gè)完善的信息安全保護(hù)方式，最大化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)加強(qiáng)病毒特征庫(kù)當(dāng)中的安全防護(hù)手段，同時(shí)保障整體的安全管理過(guò)程中，避免出現(xiàn)一些嚴(yán)重的問(wèn)題，以此提升系統(tǒng)的整體運(yùn)行安全水平。

在這種系統(tǒng)的信號(hào)系統(tǒng)搭建中，基本上在控制中心、設(shè)備集中站、維修中心、車輛段與停車場(chǎng)等位置，將其部署到工控主機(jī)的衛(wèi)士系統(tǒng)軟件當(dāng)中。在這樣的處理過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的不同系統(tǒng)處理方式，有效的避免一些對(duì)信號(hào)系統(tǒng)影響的設(shè)備威脅到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行效果。

5.安全管理中心

建設(shè)安全管理的中心系統(tǒng)，是為了積極的保障城市軌道交通運(yùn)維的穩(wěn)定性，就要積極的在安全產(chǎn)品的信息管理過(guò)程中，推動(dòng)體系的轉(zhuǎn)變與處理。其次，還要積極的保障海量數(shù)據(jù)以及信息的處理中，對(duì)安全管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)方面的良好模型建設(shè)。安全管理中心的處理方式，是一種科學(xué)合理的分布式的管理方式，并在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的全部安全信息，進(jìn)行針對(duì)性的分析[7]。之后將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)桨踩芾淼钠脚_(tái)當(dāng)中，進(jìn)行集中的信號(hào)存儲(chǔ)，之后在這樣的平臺(tái)當(dāng)中，集中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理。之后利用可視化的技術(shù)方式，讓其全部安全監(jiān)管的工作開(kāi)展中，都可以實(shí)現(xiàn)可視化的操作，特別是在處理的過(guò)程中，全面加強(qiáng)處理的能力，保障對(duì)各種信息處理的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的處理以及提升。

在城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)中，始終都需要保障安全防護(hù)系統(tǒng)的安全合理設(shè)計(jì)，利用一個(gè)完善的安全管理中心，可以及時(shí)的采集到各種數(shù)據(jù)信息。在具體的處理中，一般情況下是將控制中心部署到安全管理平臺(tái)中，之后在安全同通信網(wǎng)絡(luò)的配置中，采用一個(gè)完善的安全措施。這種信號(hào)系統(tǒng)的處理環(huán)節(jié)，基本上涉及到安全事件、安全策略、安全運(yùn)維等方面，進(jìn)行集中化的處理以及把控。在安全審計(jì)以及安全審計(jì)的機(jī)制處理上，對(duì)其身份進(jìn)行合理性的識(shí)別以及分析，之后保障時(shí)機(jī)的安全審計(jì)機(jī)制的處理環(huán)節(jié)，進(jìn)一步的加強(qiáng)處理的效果，加強(qiáng)整體的審計(jì)模式。在系統(tǒng)管理的開(kāi)展中，加強(qiáng)對(duì)不同系統(tǒng)環(huán)節(jié)的處理，特別是對(duì)于權(quán)限進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整。一個(gè)完善的處理方式，可以極大提升信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加上對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果，保障審計(jì)的科學(xué)合理性。在對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析中，基本上是要加強(qiáng)系統(tǒng)的安全管理強(qiáng)度。在不同的系統(tǒng)安全設(shè)備以及身份識(shí)別中，保持一個(gè)較強(qiáng)的審計(jì)處理方式，這樣才可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)的良好安全管控方式，幫助人們?cè)谌粘２僮骱褪褂弥?，全面提升處理能力?/p>

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)階段進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)開(kāi)展中，要全面提升城市軌道交通的安全防護(hù)系統(tǒng)，從業(yè)務(wù)特征的角度進(jìn)行分析，加強(qiáng)對(duì)各種防護(hù)措施的提升，同時(shí)保障建設(shè)過(guò)程中的合理性評(píng)估，讓其系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)受到其他因素的影響，提升城市的軌道交通的穩(wěn)定性。

作者單位：王春軍? ? 北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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