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CTCS-3无线接口安全功能模块分析与验证
| 论文题名： | CTCS-3无线接口安全功能模块分析与验证 |
| 关键词： | 列车运行控制系统;无线通信;数据接口;安全功能模块 |
| 摘要： | 为满足客运专线和高速铁路建设需求，高速铁路蓬勃发展，CTCS-3级列车运行控制系统应运而生。同时，为保障列车安全运行安全通信变得尤为重要。 依据EN50159，基于GSM-R无线通信机制的CTCS-3级列控系统为第三类传输系统，对应重复、删除、插入、乱序、损坏、延迟和伪装等七种传输风险防护等级要求均为强防护等级。而Euroradio SFM所提供的防护措施对重复、删除、乱序、延迟没有任何防护。由此得知:Euroradio中存在风险漏洞。为分析EuroradioSFM对风险防护能力论文展开详细论述。 首先，论文从分析CTCS-3级列控系统数据传输中数据丢失概率的角度出发，利用TimeNet4.0建模工具建立基于DSPN的CTCS-3级列控系统的数据通信模型、信道故障恢复模型、端到端数据传输时延模型。在三种不同网络覆盖及接收终端数量组合方式下，对模型进行联合仿真，得出:在任一网络覆盖、接收终端数量情况下CTCS-3级列控系统都能满足数据帧传送时延的QoS指标，由此可验证该建模方法及思路的正确性。 其次，论文建立CTCS-3级列控系统数据传输扩展模型，并在不同网络覆盖方式、接收终端数量情况下，将该模型及信道故障恢复模型进行联合仿真，发现:即使只考虑数据丢失才会造成列控系统危险输出的极端情况，也不能满足相关规范对于CTCS-3级列控系统数据传输的SIL4级安全要求。为保证CTCS-3级列控系统满足安全要求，必须在其安全功能模块中添加相应的时间相关传输风险的防护措施。 最后，从RSSP-Ⅱ安全功能模块中序列号、时间戳及EC处着手，结合CTCS-3级列控系统自身通信机制等特点，分析这几种防护措施在CTCS-3级列控系统中的适用性，得出:序列号及时间戳完全适用，而EC防护机制与重发机制相冲突故而不能适用的结论。利用双时间戳设计适用于CTCS-3级列控系统的时钟偏移更新过程，并将设计结果与序列号同时添加于Euroradio SFM之上，为时间相关风险提供强防护措施，实现满足EN50159中第三类传输系统要求的通信协议。 论文研究成果为Euroradio安全通信协议完善提供研究基础，为现有列控安全通信协议领域的其他研究成果提供理论基础，并弥补安全通信协议改变无阐述理由的不足之处。 |
| 作者： | 张霞 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 马连川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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