基于复杂网络的城市轨道交通列控系统信息安全评估方法研究
发布时间：2021-12-15 17:32
基于通信的列车控制（Communication-based Train Control,CBTC）技术的广泛应用大大提升了城市轨道交通的运行效率。然而,无线通信、通用协议和计算平台等技术的应用在提升系统实时性、准确性的同时增大了列车运行控制系统的开放性,也引入了潜在的信息安全风险。尽管CBTC系统的固有安全保障机制在一定程度上约束了信息安全风险的传播和演化,但是缺乏专门针对列控系统的信息安全防护机制使得城市轨道交通的平稳、高效运营存在极大的隐患,全面综合、动态量化的评估对于准确描述信息安全风险对CBTC系统所造成的影响具有重要意义,能为精准、有效的信息安全防护体系架构的构建提供关键的技术基础。本文首先从CBTC系统的层次化架构入手,量化分析了计算机节点、子系统以及全系统的脆弱性;以此为基础,基于CBTC系统的信息物理系统特征,综合信息域的计算机节点状态和通信链路指标以及物理域的列车运行状态指标构建了CBTC系统的信息安全风险评估模型;最后,从城市轨道交通的运营服务持续性出发,基于弹性理论量化分析了信息安全风险不同阶段下的CBTC系统综合运营服务质量。论文的主要创新点如下:1、基于攻击树...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＣＢＴＣ系统功能结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＣＢＴＣ?ｓｙｓｔｅｍｓ??
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ＤＣＳ子系统是ＣＢＴＣ系统实现子系统间信息交互的核心，主要传输控制命令、??列车状态等关键信息，保证数据的双向、安全和可靠传输，在整个列控系统中起??到重要作用。图２－３是ＣＢＴＣ系统各子系统通信图，在ＤＣＳ系统中，主要存在以??下子系统间的双向信息交互：ＺＣ与ＶＯＢＣ、ＺＣ与Ｃｌ、ＺＣ与ＡＴＳ、ＺＣ与ＤＳＵ、??ＡＴＳ与ＶＯＢＣ、ＡＴＳ与Ｃｌ、ＡＴＳ与ＤＳＵ、ＶＯＢＣ与Ｃｌ。ＶＯＢＣ通过无线接入网与??地面设备通信，其余子系统之间均基于骨干网进行数据传输。??ＡＴＳ??Ｃ?ｐｉ＾ｒｉ??ＤＳＵ?ｌｌｉ???＿〉＾?°』、、、、、、、圍??ＭＭ豸??数裾通??倍系统?胃??ｚｃ?＼、丨，，?Ｃ１??ＶＯＢＣ??图２－３?ＣＢＴＣ系统关键子系统间通信示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｍｏｎｇ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ?ｏｆ?ＣＢＴＣ?ｓｙｓｔｅｍｓ??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于博弈论的信息安全风险管理信念研究[J]. 潘平,毛新月,周惠玲,黄亮. 数学的实践与认识. 2018(13)
[2]基于BP神经网络的计算机网络安全评价模式研究[J]. 张乐平. 赤峰学院学报(自然科学版). 2017(18)
[3]基于AHP-SVM的信息系统风险评估[J]. 鲁华栋,闫兵,岳小冰. 计算机系统应用. 2016(10)
[4]《轨道交通自动化信息安全面临的挑战与应对》(节选)[J]. 洪翔. 自动化博览. 2015(02)
[5]工业和信息化部通知加强工业控制系统信息安全管理[J]. 信息安全与通信保密. 2014(06)
[6]国内外工业控制系统信息安全标准及政策法规介绍[J]. 许东阳. 自动化博览. 2013(01)
[7]我国工业控制系统信息安全现状及风险[J]. 陈冬青,彭勇,谢丰. 中国信息安全. 2012(10)
博士论文
[1]列车运行控制系统分层形式化建模与验证分析[D]. 吕继东.北京交通大学 2011
[2]复杂网络的动力学行为研究[D]. 李平.电子科技大学 2009
硕士论文
[1]CBTC系统信息安全风险评估方法研究[D]. 邝香琦.北京交通大学 2018
本文编号：3536854
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＣＢＴＣ系统功能结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＣＢＴＣ?ｓｙｓｔｅｍｓ??
控系统还具有实时性等复杂的系统特性［５２】。??鉴于列控系统的复杂性，从系统功能结构层面可将列控系统划分为四个层次，??如图２－２所示。??第４层：系统层＾??｜?Ｓｌ｜?｜?Ｓ２?｜?［ｓＴ］?．Ｔｐｎ?［?运营场景??Ｈ?Ｃ１１?｜?」Ｃ２１?－｜?Ｃ３１?｜?－?Ｃｎｌ??第３层：场景层?１－Ｃ１２?１?Ｃ３２?１?ｉ?Ｃｎ２１子系统??ｔ?ｉ??ｉ?Ｃｌｍ?ｔ?Ｃ２ｍ?Ｉ?Ｌ?Ｃ３ｍ?＊－?Ｃｎｍ??第２层？？组件层?Ｒ２ｍ２?｜?｜?Ｅ２ｎｉ３?｜?？?Ｅ２ｍｋ?子系统组件??弟１层：功成层?Ｆ２ｍｌ?Ｆ２ｍ２?｜?Ｆ２ｍ３?｜?］组件基本功能??图２－２?ＣＢＴＣ分层结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＣＢＴＣ?ｓｙｓｔｅｍｓ??图中最高层为系统层，其次是场景层，这两层与列控系统运营相关，下面两??层分别为组件层和功能层，细分到具体设备，是上面两层的基础。每一层表示的??含义如下：??（１）
ＤＣＳ子系统是ＣＢＴＣ系统实现子系统间信息交互的核心，主要传输控制命令、??列车状态等关键信息，保证数据的双向、安全和可靠传输，在整个列控系统中起??到重要作用。图２－３是ＣＢＴＣ系统各子系统通信图，在ＤＣＳ系统中，主要存在以??下子系统间的双向信息交互：ＺＣ与ＶＯＢＣ、ＺＣ与Ｃｌ、ＺＣ与ＡＴＳ、ＺＣ与ＤＳＵ、??ＡＴＳ与ＶＯＢＣ、ＡＴＳ与Ｃｌ、ＡＴＳ与ＤＳＵ、ＶＯＢＣ与Ｃｌ。ＶＯＢＣ通过无线接入网与??地面设备通信，其余子系统之间均基于骨干网进行数据传输。??ＡＴＳ??Ｃ?ｐｉ＾ｒｉ??ＤＳＵ?ｌｌｉ???＿〉＾?°』、、、、、、、圍??ＭＭ豸??数裾通??倍系统?胃??ｚｃ?＼、丨，，?Ｃ１??ＶＯＢＣ??图２－３?ＣＢＴＣ系统关键子系统间通信示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｍｏｎｇ?ｃｒｉｔｉｃａｌ?ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ?ｏｆ?ＣＢＴＣ?ｓｙｓｔｅｍｓ??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于博弈论的信息安全风险管理信念研究[J]. 潘平,毛新月,周惠玲,黄亮. 数学的实践与认识. 2018(13)
[2]基于BP神经网络的计算机网络安全评价模式研究[J]. 张乐平. 赤峰学院学报(自然科学版). 2017(18)
[3]基于AHP-SVM的信息系统风险评估[J]. 鲁华栋,闫兵,岳小冰. 计算机系统应用. 2016(10)
[4]《轨道交通自动化信息安全面临的挑战与应对》(节选)[J]. 洪翔. 自动化博览. 2015(02)
[5]工业和信息化部通知加强工业控制系统信息安全管理[J]. 信息安全与通信保密. 2014(06)
[6]国内外工业控制系统信息安全标准及政策法规介绍[J]. 许东阳. 自动化博览. 2013(01)
[7]我国工业控制系统信息安全现状及风险[J]. 陈冬青,彭勇,谢丰. 中国信息安全. 2012(10)
博士论文
[1]列车运行控制系统分层形式化建模与验证分析[D]. 吕继东.北京交通大学 2011
[2]复杂网络的动力学行为研究[D]. 李平.电子科技大学 2009
硕士论文
[1]CBTC系统信息安全风险评估方法研究[D]. 邝香琦.北京交通大学 2018
本文编号：3536854
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