基于仿真的RSSP-Ⅱ安全通信接口的设计与实现

摘要

随着铁路运输的高速发展，高速铁路已经成为大家不可或缺的交通工具之一。高速铁路运行时速最高已经能达到500千米每小时，单纯依靠驾驶早已不现实，需要由一套完整的通信信号设备来保证列车的运行安全。通信信号设备通常用安全系统来实现，采用诸多防错避错措施来提高系统的可靠性和安全性，硬件冗余是最常见的避错方式。除此之外，通信信号设备之间传输的信息安全也尤为重要，RSSP-Ⅱ安全通信协议是列车控制系统使用来保证地面设备间安全通信的。
　　本文研究的主要内容是构建基于三模冗余仿真系统的安全通信接口，通过冗余技术和安全通信协议的融合，实现对RSSP-Ⅱ安全通信协议的仿真，对RSSP-Ⅱ协议的通信过程以及系统故障进行观察，对研究安全系统和安全通信有重要意义。为实现安全通信接口，本文首先分析了安全通信协议和冗余技术。然后介绍了安全通信协议使用的工作原理及关键技术，安全通信协议的安全防护流程，以及安全通信协议使用的相关算法等。接着以RSSP-Ⅱ安全通信协议为基础，结合三模冗余技术，设计了安全通信接口的架构和各模块的功能。然后以VC++6.0为开发平台，实现了安全通信接口。实验结果表明，本文设计的安全通信接口实现了RSSP-Ⅱ安全通信协议，并在冗余系统故障的情况下依然能够正常工作。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 项目背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文工作及组织结构

第二章 安全通信协议的相关技术

2．1 信息安全

2．1．1 安全目标

2．1．2 基本原则

2．1．3 安全通信标准EN50159

2．2 SUBSET-037协议

2．3 RSSP-Ⅱ协议(SUBSET-098协议)

2．4 冗余技术

2．4．1 硬件冗余

2．4．2 常见冗余形式

2．4．3 通道冗余

第三章 安全通信接口的设计

3．1 系统概述

3．2 架构设计

3．2．1 RSSP-Ⅱ安全通信协议栈

3．2．2 层次划分

3．2．3 通信数据流

3．3 通道层设计

3．3．1 ALE适配层设计

3．4 冗余层设计

3．4．1 ER欧洲无线安全层设计

3．4．2 SAI安全子层设计

3．4．3 TMR设计

3．5 表决层设计

第四章 安全通信接口的实现

4．1 配置参数

4．2 流程图

4．2．1 TMR

4．2．2 表决器

4．2．3 ALE

4．3 异常处理

4．3．1 SAI安全子层

4．3．2 ER欧洲无线安全层

4．3．3 ALE适配层

4．4 关键部分

4．4．1 模块划分

4．4．2 状态机实现

第五章 测试方法与实验结果

5．1 实验目的与环境

5．2 测试过程

5．2．1 单通道正常通信

5．2．2 多通道

5．2．3 TMR故障

第六章 研究成果及结论

参考文献

致谢