CTCS-3無線接口安全功能模塊分析與驗證.pdf

1、為滿足客運(yùn)專線和高速鐵路建設(shè)需求，高速鐵路蓬勃發(fā)展，CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。同時，為保障列車安全運(yùn)行安全通信變得尤為重要。
　　依據(jù)EN50159，基于GSM-R無線通信機(jī)制的CTCS-3級列控系統(tǒng)為第三類傳輸系統(tǒng)，對應(yīng)重復(fù)、刪除、插入、亂序、損壞、延遲和偽裝等七種傳輸風(fēng)險防護(hù)等級要求均為強(qiáng)防護(hù)等級。而Euroradio SFM所提供的防護(hù)措施對重復(fù)、刪除、亂序、延遲沒有任何防護(hù)。由此得知:Euroradio中存在

2、風(fēng)險漏洞。為分析EuroradioSFM對風(fēng)險防護(hù)能力論文展開詳細(xì)論述。
　　首先，論文從分析CTCS-3級列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)丟失概率的角度出發(fā)，利用TimeNet4.0建模工具建立基于DSPN的CTCS-3級列控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信模型、信道故障恢復(fù)模型、端到端數(shù)據(jù)傳輸時延模型。在三種不同網(wǎng)絡(luò)覆蓋及接收終端數(shù)量組合方式下，對模型進(jìn)行聯(lián)合仿真，得出:在任一網(wǎng)絡(luò)覆蓋、接收終端數(shù)量情況下CTCS-3級列控系統(tǒng)都能滿足數(shù)據(jù)幀傳送時延的Qo

3、S指標(biāo)，由此可驗證該建模方法及思路的正確性。
　　其次，論文建立CTCS-3級列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸擴(kuò)展模型，并在不同網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式、接收終端數(shù)量情況下，將該模型及信道故障恢復(fù)模型進(jìn)行聯(lián)合仿真，發(fā)現(xiàn):即使只考慮數(shù)據(jù)丟失才會造成列控系統(tǒng)危險輸出的極端情況，也不能滿足相關(guān)規(guī)范對于CTCS-3級列控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腟IL4級安全要求。為保證CTCS-3級列控系統(tǒng)滿足安全要求，必須在其安全功能模塊中添加相應(yīng)的時間相關(guān)傳輸風(fēng)險的防護(hù)措施。
　　

4、最后，從RSSP-Ⅱ安全功能模塊中序列號、時間戳及EC處著手，結(jié)合CTCS-3級列控系統(tǒng)自身通信機(jī)制等特點(diǎn)，分析這幾種防護(hù)措施在CTCS-3級列控系統(tǒng)中的適用性，得出:序列號及時間戳完全適用，而EC防護(hù)機(jī)制與重發(fā)機(jī)制相沖突故而不能適用的結(jié)論。利用雙時間戳設(shè)計適用于CTCS-3級列控系統(tǒng)的時鐘偏移更新過程，并將設(shè)計結(jié)果與序列號同時添加于Euroradio SFM之上，為時間相關(guān)風(fēng)險提供強(qiáng)防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)滿足EN50159中第三類傳輸系統(tǒng)要求