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我国铁路的高速发展对铁路信号系统不断提出更高要求,随着技术升级、规模扩大以及分布智能技术的发展,铁路信号系统中不同子系统间安全相关信息交换的安全保障处理成为保证系统整体安全的一个重要环节。而在技术引进合作开发中,国外新设备新技术的使用也使对符合国际标准的安全相关通信系统的研究和应用成为必然。本论文正是在这样的形势下从标准规范和技术应用两个角度对安全相关通信这一主题展开研究。
欧洲电工标准化委员会(CENELEC)核准的标准EN50159专门针对铁路通信和信号系统中安全相关通信而设立,该标准从功能和技术安全层面对安全相关通信提出基本要求。EN50159用于安全需求规范的建立和通信系统的设计以使其达到既定安全完成性水平。本文对标准的内容以理论结合实际的方式力求做深入的分析、研究和阐述。
在我国铁路正在大规模进行的既有线改造、CTCS2和CTCS3级列车运行控制系统的研发中已经涉及到多项安全相关通信的应用,主要有:列控中心TCC与轨旁电子单元(应答器驱动设备)LEU(BDU)的“S”接口协议安全通信层、TCC与联锁等安全设备通信的安全协议FSFB/2、ERTMS/ETCS系统中无线闭塞中心(RBC)之间安全通信接口中的安全功能模块以及欧洲应答器标准编码算法。本文对上述安全相关通信技术进行了扼要的介绍并从标准的角度分析研究各安全协议的特点,以结合实例的对比方式阐述标准的实际含义,揭示上述典型安全协议如何实现标准要求及其深层意义。
在安全协议及技术的应用实践中深入研究了各种安全处理过程及编码算法的软件实现并对部分原有代码进行了完善与优化,在FSFB/2协议的应用中尝试采用安全通信功能模块化设计并已在系统调试中投入应用。论文最后讨论了在对现有系统安全通信方面的开发与改造中遇到的协议理解、编码运行效率等方面的问题,并对研究进行了总结与展望。