CBTC系統(tǒng)中安全通信協(xié)議的設(shè)計(jì)與仿真研究.pdf

1、安全、可靠是列車控制系統(tǒng)永恒的主題。在基于通信的列車控制系統(tǒng)（Communication Based Train Control，CBTC）中，及時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信是保證列車安全運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。而CBTC系統(tǒng)中與安全的數(shù)據(jù)通信關(guān)系最為直接的是安全通信協(xié)議。本文為CBTC系統(tǒng)中安全相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)了一個(gè)功能相對(duì)完善的安全通信協(xié)議，并采用了基于OPNET Modeler的仿真測(cè)試方法對(duì)協(xié)議性能進(jìn)行了初步的檢驗(yàn)。
　　 在安全通信

2、協(xié)議的設(shè)計(jì)過(guò)程中，本文首先分析了CBTC系統(tǒng)在安全相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸方面的需求，隨后在充分理解歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50159對(duì)構(gòu)建安全數(shù)據(jù)通信應(yīng)采取的安全措施提出的要求的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了協(xié)議中采用的安全措施與協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程。
　　 為在OPNET Modeler中完成協(xié)議的仿真測(cè)試，本文通過(guò)修改OPNETModeler中無(wú)線模塊代碼實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在無(wú)線接入點(diǎn)間的切換，并建立了安全通信協(xié)議狀態(tài)機(jī)模型。在構(gòu)建仿真測(cè)試網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)，本文參照

3、了沈陽(yáng)地鐵l號(hào)線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并在應(yīng)用層模擬了二乘二取二安全計(jì)算機(jī)的連接特點(diǎn)。
　　 最后，本文通過(guò)仿真分析了發(fā)包間隔與報(bào)文長(zhǎng)度對(duì)平均時(shí)延的影響。報(bào)文平均時(shí)延受發(fā)包間隔的影響并不顯著，表明協(xié)議中采用的安全措施并未帶來(lái)過(guò)重的系統(tǒng)開銷。盡管平均時(shí)延會(huì)隨著數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而增加，但時(shí)延增長(zhǎng)幅度仍可滿足CBTC的系統(tǒng)應(yīng)用需求。在已有的研究中，鮮有提及OPNET Modeler的故障注入功能，本文在協(xié)議的測(cè)試過(guò)程中引入了鏈路故障，并創(chuàng)建