城軌CBTC系統(tǒng)數據的安全處理與驗證方法研究.pdf

1、CBTC系統(tǒng)作為保證行車安全的列車自動控制系統(tǒng)，具有基于計算機控制、移動閉塞追蹤、閉環(huán)控制等優(yōu)點。相比傳統(tǒng)的固定閉塞列車自動控制系統(tǒng):CBTC系統(tǒng)通過不同種類的數據來實現對系統(tǒng)真實環(huán)境的描述和系統(tǒng)功能的驅動，數據安全是CBTC系統(tǒng)安全的一個重要組成環(huán)節(jié)，但保證數據安全是軌道交通安全生產的突出薄弱環(huán)節(jié)。因此，開展CBTC系統(tǒng)數據安全的研究具有重要意義。
　　本文以我國自主研制的CBTC系統(tǒng)為研究對象，圍繞如何保證CBTC系統(tǒng)數據安全

2、，建立了基于數據驅動的CBTC系統(tǒng)模型，總結了CBTC系統(tǒng)數據描述對象多、數據之間存在安全約束關系、系統(tǒng)具有數據老化的特點，提出了通過保證數據之間正確的安全約束關系來確保數據正確，從而達到數據安全的目的。然后，在分析了數據錯誤類型的基礎上，明確了從數據處理和數據驗證方法上開展研究的必要性。本文主要成果和創(chuàng)新點如下:
　　(1)本文針對靜態(tài)數據描述對象多的特點，給出了數據結構化描述方法;針對靜態(tài)數據之間存在的拓撲規(guī)則、屬性規(guī)則，提出

3、了通過SAT方法對靜態(tài)數據進行了處理，解決了靜態(tài)數據虛假數據錯誤及值錯誤的問題，同時，結合列控系統(tǒng)VOBC子系統(tǒng)和ZC子系統(tǒng)分別在計算位置和移動授權時，對線路拓撲的需求，給出了系統(tǒng)拓撲描述方法以及有約束條件的路徑搜索算法，解決拓撲邏輯錯誤的問題。
　　(2)本文分析了列車追蹤運行模型，提取列車位置和移動授權兩個動態(tài)數據進行處理，研究了列車安全位置處理方法，同時，在分析了移動授權生成模型的基礎上，提出了移動授權性能和功能安全約束條件

4、，并采用LTL對安全約束條件進行了處理。
　　(3)針對靜態(tài)數據中存在的條件關系，提出了采用基于CSP模型的數據安全驗證方法，以UML為源模型，通過LTS語義轉換以及模型轉換規(guī)則，將UML建立的時序模型轉換為CSP模型進行驗證，并通過實例說明了模型轉換方法的可行性。
　　(4)針對動態(tài)數據中存在的依賴關系和數據老化特點，提出了基于TA模型的數據安全驗證方法，以UML為源模型，進行了時間上的擴展，并給出模型轉換規(guī)則，將UML建