轨道交通信号系统中信息安全技术的应用

张晓栋

摘要：在时代不断变化发展的背景下，互联网信息技术水平正在逐年提升，但是多种网络的互联互通对网络安全造成了巨大的威胁，各行各业都非常重视网络和安全问题，轨道交通信号系统亦是如此。然而，现实情况是轨道交通工作人员只对日常设备运维比较熟悉，但是对网络和信息安全的认识和了解仍然较为肤浅。通过充分发挥信息安全技术在轨道交通信号系统中的重要作用，能够不断完善和优化轨道交通信号系统中的网络和信息安全体系，提高轨道交通工作人员的认识和了解。

关键词：轨道交通;信号系统;信息安全技术

1城市轨道交通信号控制系统

1.1概述

城市轨道交通在城市交通网络中发挥着极为重要的价值及作用，在城市交通建设中需要提前做好信号系统控制及优化工作，从根本上保障城市交通系统的安全性、稳定性。现今城市轨道交通信号系统的价值作用日益凸显，更需要根据现场实际情况开展城市轨道交通信号系统控制工作，充分发挥城市轨道交通系统在社会发展中的促进作用。在我国信息技术发展水平不断提升的背景下，制定适应城市发展的轨道交通信号系统运营維护方案，可提升信号系统信息的输出传递效率，而信号系统工作效率的全面提升能够确保城市轨道交通运行安全。认真落实轨道交通信号系统运营维护方案，做好信号系统后期维护工作，提升设备故障应急处置能力，加强城市轨道交通信号控制外部风险防控水平，可彻底解决城市轨道交通信号控制系统有关问题，保障城市轨道交通系统的运营安全性。

1.2重要性

城市轨道交通信号控制在城市轨道交通系统中发挥着极为重要的作用，高效率的信号控制系统可从根本上保障城市轨道交通系统的安全稳定运行。为了确保城市轨道交通信号系统运行的安全可靠性，需要在实际应用过程中借助已转化使用的先进科研成果，确保在城市列车运营期间，轨道信号控制系统顺利实现列车进站引导、车地信息传输以及自动调整列车运行速度等功能。

第一，城轨交通信号控制系统的使用，对于城轨列车的安全行驶以及稳定性运行起到了重要保障作用。因城市轨道列车的行驶速度快、行车间隔小，为此在整体运行过程中需要借助轨道交通信号系统对城市列车进行合理化控制，保障城市列车能够顺利执行停靠、通行以及加速等动作。

第二，轨道交通信号系统控制的方式选择能够在提升城轨列车运行效率以及有效维护信号系统相关设备方面起到间接性保障作用。因现代城市轨道列车在快速运行中有极大的概率出现相关设备损坏情况，而这种状况的发生与城市轨道交通信号控制方式的选择有着极大关联性。借助城市轨道交通信号控制方式的选择，能够减少对于信号设备元器件以及信号系统使用设备的磨耗损坏程度，为此需要选择性能更加有效、结构更加优化的轨道交通信号控制方式。

2轨道交通信号系统中信息安全技术的应用

2.1通信网络安全

在轨道交通信号系统中应用信息安全技术能够不断完善信号网络安全系统，网络安全系统主要分为三大类，分别是网络结构安全、通信完整性和保密性、无线网络接入安全性，这些系统都要具备加密功能，才能够避免非法用户直接进入信号网络中去。在信号网络安全系统中为了保障数据信息的安全和可靠，就需要把安全协议添加到列控数据信息传输协议中去。安全功能中分为了三大类，分别是安全连接的建立、数据传输以及连接释放。而建立安全连接就是为了能够阻止非法用户的连接，安全层在收到建立连接的请求后，需要进行“对等实体认证”，验证其身份合法就可以连接，反之，验证其身份不合法就不可连接。安全数据传输就是安全层需要对“消息来源认证”，这样可以保证用户数据的完整性和安全性，在认证的过程中，要保证消息来源是来自其对等实体，还要避免因遭受攻击或者传输信道中的随机错误而产生信息不完整的问题。释放安全连接就是说安全层能够随时释放安全连接，但是并不需要和安全连接建立一样的特殊防护。

2.2ATS中的网络安全

ATS系统是列车正常运行和调度指挥的基础和重要保障，其覆盖轨道交通运营全线。但是有两个方面的危险源因素影响着ATS系统：一方面就是系统测试、维护和修改等工作都是需要在ATS运行过程中进行优化和完善的。但是工作人员可能会误接设备或者进行了违规操作，这样就会让系统遭到病毒的入侵，进而使系统瘫痪，这样就会威胁到列车的正常运行以及列车调度指挥的安全;另一方面就是虽然ATS网络系统处于一个比较封闭的专用网络结构中，但是这项技术实现的基础就是要面向所有网络用户，并且可以通过网络实现资源共享。那么为了有效避免危险源因素影响ATS网络系统，那么就要在调度中心、车站之间等地方应用防火墙技术和入侵检测系统，而且还要在系统中增加实名认证以及漏洞评估子系统。这样不仅仅能够对整个系统的权限和资源访问进行有效的控制，还能够避免病毒的入侵，对系统起到安全防护的作用。

2.3ATO控制方式

ATO控制是利用地面信息及列车实际运行速度信息，自动完成对列车的启动、牵引、制动和惰行等控制，其对于提高列车运行效率、提升乘客乘坐舒适度及节省能源方面有积极作用。ATO控制除实现自动驾驶功能外，还能实施列车自动折返及列车车门控制。

ATO自动驾驶是通过地面设备向列车传输地面线路情况、道岔状态、前方列车位置等信息，车载设备通过对列车实际运行速度和ATP最大运行速度及目标速度的比较，结合已收到的区间坡道、弯道等地面线路实况，自动控制列车实施牵引或制动，以完成列车自动驾驶的控制方式。ATO通过地面设备传输的线路信息及前方列车位置，考虑到安全因素，计算出到达安全停车点之前的行驶速度，并自动控制列车制动系统跟随列车制动曲线运行。

ATO控制列车实现ATB无人自动折返，是指列车根据地面信号提供的线路数据以及实际运行速度和位置，输出控制命令，指挥列车进入折返线。当列车收到停车信号后，启动列车换端指令，列车完成换端后发出进站指令，列车运行至站台停稳，至此无人自动折返作业完成。车载设备对自动折返全过程实施监督，当出现列车速度超过目标速度、运行方向错误、驾驶室意外解锁等不利情况，列车启动紧急制动。

ATO控制列车车门自动开门，是指ATO确认列车到达定位停车区域，ATO发出“列车停站”信号，ATP确认列车为零速度，列车接收允许开门信号，控制车门自动打开，并将车门开门信号发送至站台屏蔽门控制系统，使得站台屏蔽门与列车车门对应打开。

2.4地面骨干网设计

地面骨干网由很多个以太网构成，主要功能是给各个不同的子系统提供数据传输通道，确保数据传输安全。骨干网采用并行通信方式，当数据在传输过程中遇到两个传输通道时，也不会相互干扰，从而降低了风险。当使用SDH进行组网时，DCS系统都会设置节点连接。为保证骨干网安全，一般采用环状结构，使用二纤双向复用段设计，从而减少节点故障发生，确保骨干网和其他设备之间的高效通信。

结束语

在轨道交通信号系统中应用信息安全技术是信号系统正常稳定运行的基础和保障，其能够避免不良用户的侵扰以及病毒的入侵，使信号系统中数据信息的安全性得到进一步的提升，降低数据信息泄露的概率，应用安全信息技术是有效保证我国轨道交通信号系统网络与安全的重要途径之一，在保证轨道交通信号系统网络与安全中发挥着巨大的作用。

参考文献

[1]周海燕.城市轨道交通信号系统安全问题及对策研究[J].电子产品可靠性与环境试验，2018，036（003）：76-78.

[2]张爽，潘晓军，张强，等.城市轨道交通信号故障下列车应急运行控制研究[J].现代城市轨道交通，2020（06）：84-88.