軌道交通信號系統中信息安全技術的應用

張曉棟

摘要：在時代不斷變化發展的背景下，互聯網信息技術水平正在逐年提升，但是多種網絡的互聯互通對網絡安全造成了巨大的威脅，各行各業都非常重視網絡和安全問題，軌道交通信號系統亦是如此。然而，現實情況是軌道交通工作人員只對日常設備運維比較熟悉，但是對網絡和信息安全的認識和了解仍然較為膚淺。通過充分發揮信息安全技術在軌道交通信號系統中的重要作用，能夠不斷完善和優化軌道交通信號系統中的網絡和信息安全體系，提高軌道交通工作人員的認識和了解。

關鍵詞：軌道交通;信號系統;信息安全技術

1城市軌道交通信號控制系統

1.1概述

城市軌道交通在城市交通網絡中發揮著極為重要的價值及作用，在城市交通建設中需要提前做好信號系統控制及優化工作，從根本上保障城市交通系統的安全性、穩定性。現今城市軌道交通信號系統的價值作用日益凸顯，更需要根據現場實際情況開展城市軌道交通信號系統控制工作，充分發揮城市軌道交通系統在社會發展中的促進作用。在我國信息技術發展水平不斷提升的背景下，制定適應城市發展的軌道交通信號系統運營維護方案，可提升信號系統信息的輸出傳遞效率，而信號系統工作效率的全面提升能夠確保城市軌道交通運行安全。認真落實軌道交通信號系統運營維護方案，做好信號系統后期維護工作，提升設備故障應急處置能力，加強城市軌道交通信號控制外部風險防控水平，可徹底解決城市軌道交通信號控制系統有關問題，保障城市軌道交通系統的運營安全性。

1.2重要性

城市軌道交通信號控制在城市軌道交通系統中發揮著極為重要的作用，高效率的信號控制系統可從根本上保障城市軌道交通系統的安全穩定運行。為了確保城市軌道交通信號系統運行的安全可靠性，需要在實際應用過程中借助已轉化使用的先進科研成果，確保在城市列車運營期間，軌道信號控制系統順利實現列車進站引導、車地信息傳輸以及自動調整列車運行速度等功能。

第一，城軌交通信號控制系統的使用，對于城軌列車的安全行駛以及穩定性運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，為此在整體運行過程中需要借助軌道交通信號系統對城市列車進行合理化控制，保障城市列車能夠順利執行停靠、通行以及加速等動作。

第二，軌道交通信號系統控制的方式選擇能夠在提升城軌列車運行效率以及有效維護信號系統相關設備方面起到間接性保障作用。因現代城市軌道列車在快速運行中有極大的概率出現相關設備損壞情況，而這種狀況的發生與城市軌道交通信號控制方式的選擇有著極大關聯性。借助城市軌道交通信號控制方式的選擇，能夠減少對于信號設備元器件以及信號系統使用設備的磨耗損壞程度，為此需要選擇性能更加有效、結構更加優化的軌道交通信號控制方式。

2軌道交通信號系統中信息安全技術的應用

2.1通信網絡安全

在軌道交通信號系統中應用信息安全技術能夠不斷完善信號網絡安全系統，網絡安全系統主要分為三大類，分別是網絡結構安全、通信完整性和保密性、無線網絡接入安全性，這些系統都要具備加密功能，才能夠避免非法用戶直接進入信號網絡中去。在信號網絡安全系統中為了保障數據信息的安全和可靠，就需要把安全協議添加到列控數據信息傳輸協議中去。安全功能中分為了三大類，分別是安全連接的建立、數據傳輸以及連接釋放。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求后，需要進行“對等實體認證”，驗證其身份合法就可以連接，反之，驗證其身份不合法就不可連接。安全數據傳輸就是安全層需要對“消息來源認證”，這樣可以保證用戶數據的完整性和安全性，在認證的過程中，要保證消息來源是來自其對等實體，還要避免因遭受攻擊或者傳輸信道中的隨機錯誤而產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。

2.2ATS中的網絡安全

ATS系統是列車正常運行和調度指揮的基礎和重要保障，其覆蓋軌道交通運營全線。但是有兩個方面的危險源因素影響著ATS系統：一方面就是系統測試、維護和修改等工作都是需要在ATS運行過程中進行優化和完善的。但是工作人員可能會誤接設備或者進行了違規操作，這樣就會讓系統遭到病毒的入侵，進而使系統癱瘓，這樣就會威脅到列車的正常運行以及列車調度指揮的安全;另一方面就是雖然ATS網絡系統處于一個比較封閉的專用網絡結構中，但是這項技術實現的基礎就是要面向所有網絡用戶，并且可以通過網絡實現資源共享。那么為了有效避免危險源因素影響ATS網絡系統，那么就要在調度中心、車站之間等地方應用防火墻技術和入侵檢測系統，而且還要在系統中增加實名認證以及漏洞評估子系統。這樣不僅僅能夠對整個系統的權限和資源訪問進行有效的控制，還能夠避免病毒的入侵，對系統起到安全防護的作用。

2.3ATO控制方式

ATO控制是利用地面信息及列車實際運行速度信息，自動完成對列車的啟動、牽引、制動和惰行等控制，其對于提高列車運行效率、提升乘客乘坐舒適度及節省能源方面有積極作用。ATO控制除實現自動駕駛功能外，還能實施列車自動折返及列車車門控制。

ATO自動駕駛是通過地面設備向列車傳輸地面線路情況、道岔狀態、前方列車位置等信息，車載設備通過對列車實際運行速度和ATP最大運行速度及目標速度的比較，結合已收到的區間坡道、彎道等地面線路實況，自動控制列車實施牽引或制動，以完成列車自動駕駛的控制方式。ATO通過地面設備傳輸的線路信息及前方列車位置，考慮到安全因素，計算出到達安全停車點之前的行駛速度，并自動控制列車制動系統跟隨列車制動曲線運行。

ATO控制列車實現ATB無人自動折返，是指列車根據地面信號提供的線路數據以及實際運行速度和位置，輸出控制命令，指揮列車進入折返線。當列車收到停車信號后，啟動列車換端指令，列車完成換端后發出進站指令，列車運行至站臺停穩，至此無人自動折返作業完成。車載設備對自動折返全過程實施監督，當出現列車速度超過目標速度、運行方向錯誤、駕駛室意外解鎖等不利情況，列車啟動緊急制動。

ATO控制列車車門自動開門，是指ATO確認列車到達定位停車區域，ATO發出“列車停站”信號，ATP確認列車為零速度，列車接收允許開門信號，控制車門自動打開，并將車門開門信號發送至站臺屏蔽門控制系統，使得站臺屏蔽門與列車車門對應打開。

2.4地面骨干網設計

地面骨干網由很多個以太網構成，主要功能是給各個不同的子系統提供數據傳輸通道，確保數據傳輸安全。骨干網采用并行通信方式，當數據在傳輸過程中遇到兩個傳輸通道時，也不會相互干擾，從而降低了風險。當使用SDH進行組網時，DCS系統都會設置節點連接。為保證骨干網安全，一般采用環狀結構，使用二纖雙向復用段設計，從而減少節點故障發生，確保骨干網和其他設備之間的高效通信。

結束語

在軌道交通信號系統中應用信息安全技術是信號系統正常穩定運行的基礎和保障，其能夠避免不良用戶的侵擾以及病毒的入侵，使信號系統中數據信息的安全性得到進一步的提升，降低數據信息泄露的概率，應用安全信息技術是有效保證我國軌道交通信號系統網絡與安全的重要途徑之一，在保證軌道交通信號系統網絡與安全中發揮著巨大的作用。

參考文獻

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