基于第四代移动通信技术的LTE-M系统近年来在轨道交通行业逐渐成为了解决车地无线系统方案的首选。LTE-M作为承载城市轨道交通车地无线通信系统中的无线列车控制系统和无线列车调度系统的主要技术方案,一旦其出现网络故障,就会直接导致列车运行故障的产生,将会带来很严重的安全风险。所以对LTE-M系统的网络状态以及承载业务的性能进行监测成为越来越多城市轨道交通的工作重点,这对于地铁的安全运营意义十分重大。本课题基于LTE-M网络的S1接口,设计并实现了LTE-M S1接口监测及网络安全评估系统,通过对LTE-M S1接口的信令数据进行监测与分析,可以对整个LTE-M系统的网络安全状况做出评估。以下是本课题的主要研究内容:（1）首先对LTE-M系统的网络架构,以及系统内各网元功能进行详细的介绍。然后介绍了S1接口的功能以及相关协议,确定了对S1接口进行监测的意义及必要性,以及LTE-M综合承载的性能需求。（2）根据LTE-M系统的特点对接口监测系统的架构进行了详细的设计,根据相关功能需求将整个系统分为了数据访问功能层,业务逻辑功能层以及界面展示功能层共计三个功能层面,以及对于每层的功能模块都进行了详细的阐述。（3）根据提出的安全需求,对LTE-M接口监测系统的主要功能模块进行了设计实现,主要包括:1)在交换机的镜像端口来获取信令数据,并通过这些信令数据的协议、核心网的IP地址以及端口号等对这些数据进行筛选和过滤。2)通过对S1切换成功率和E-RAB建立成功率两个参数的计算对LTE-M网络的当前状况进行判断。3)通过搭建仿真环境,得到了发送时延、网络的抖动以及网络丢包率等参数的值,通过利用MATLAB对这些参数的值进行Topsis法分析,最终得到对网络影响最小的安全算法的组合。4)利用卷积神经网络来对LTE-M系统中各种信令消息尤其是对网络产生直接影响的信令消息进行预测以及通过BP神经网络对有效数据包的数量进行预测。（4）在上海地铁十四号线搭建测试环境来对软件进行相关功能的测试与验证。测试过程中,LTE-M监测系统各模块工作正常,实现了预期的设计方案。实际的测试结果证明本课题的LTE-M接口监测及网络安全评估系统功能正常,已经达到了应用的标准。目前该系统已经顺利通过上海地铁的测试,实际应用于上海轨道交通XX号线,为线路的安全运营保驾护航。