《铁路信号设备诊断及智能分析技术研究12000字》

铁路信号设备诊断及智能分析技术研究目录1689_WPSOffice_Level1第1章绪论 131460_WPSOffice_Level21.1研究背景及意义 119201_WPSOffice_Level21.2研究现状及发展趋势 18333_WPSOffice_Level21.3主要研究内容 231460_WPSOffice_Level1第2章安全监控系统结构分析 48748_WPSOffice_Level22.1系统管理结构及设备分布 423222_WPSOffice_Level22.2系统逻辑关系结构 427733_WPSOffice_Level22.3系统物理结构 519201_WPSOffice_Level1第3章网络设计 527505_WPSOffice_Level23.1网络整体布局 524871_WPSOffice_Level23.2本地车站网络结构 614868_WPSOffice_Level23.3中心网络布局 68333_WPSOffice_Level1第4章系统功能分析 71938_WPSOffice_Level24.1信息采集功能 717150_WPSOffice_Level24.2设备诊断功能 924312_WPSOffice_Level24.3数据对比与智能分析 1212924_WPSOffice_Level24.4预警系统 1519206_WPSOffice_Level24.5用户管理系统 1727607_WPSOffice_Level24.6应急系统 188748_WPSOffice_Level1第5章系统安全分析 187939_WPSOffice_Level25.1系统边界 181492_WPSOffice_Level25.2电源安全 1919669_WPSOffice_Level25.3接口安全 2020520_WPSOffice_Level25.4网络安全 207449_WPSOffice_Level25.5信息安全 2123222_WPSOffice_Level1第6章功能测试 2220920_WPSOffice_Level26.1测试环境 2216631_WPSOffice_Level26.2测试方法 2228053_WPSOffice_Level26.3测试用例 2227733_WPSOffice_Level1第7章结论与展望 2521404_WPSOffice_Level27.1结论 253347_WPSOffice_Level27.2展望 2527505_WPSOffice_Level1致谢 2624871_WPSOffice_Level1参考文献 27第1章绪论研究背景及意义根据发表在2016年“中长期铁路网规划”，几个具有代表性项目将开始启用，并在2020年实施的铁路网络服务达到150000公里，包括的高速线路占地30000公里，涵盖80％的大城市。它将为完成第十三个五年计划和全面建设小康社会的目标做出巨大贡献。到2025年，铁路网将达到17.5万公里，包括约38,000公里的高速线路。铁道网络的覆盖面积将进一步扩展和优化。在经济和社会发展中，铁路的作用将凸显出来。希望到2030年，内部和外部的互联互通将基本实现，区域间的流动性将趋于平稳，高速铁路将连接省会城市，快速进入城镇，基本覆盖县城。随着高速铁路和现代信息技术的发展，我国铁路的信号技术正在发生实质性变化：信号系统的功能逐渐从单一化转向系统化、智能化整合，已成为高铁安全运行和统一的保证。用于指挥，调度和监督的综合自动化系统。随着中国高速铁路的开放和大规模运营，信号系统设备的维护变得越来越困难，目前监控和维护模式的弱点将变得明显。因此，为了实现现代铁路信号系统的设备维护和管理，不仅需要先进的控制设备和安全网络，还需要集中的诊断和智能分析系统。铁路信号设备提供广泛的覆盖和完整的功能。对信号设备运行状态进行全面的实时科学监测和诊断，提高了铁路整体运营效率，确保了列车的安全运行。在当前铁路安全风险控制重要性日益增强的情况下，如何适应安全监控技术体系建设的要求，提高现有监控资源的水平控制和实施铁路安全运行过程中设备的动态监测和推进。定位诊断和智能分析，能有效地保证信号系统设备的正常运行，已成为铁路信号系统需要解决的目标。研究现状及发展趋势本文首先介绍了现有国家和国际铁路信号监测与控制技术的发展现状，结合国内外监测与监测技术发展趋势和铁路信号系统的维护需求。提出了集中诊断，智能分析和预测方面的不足，以及为铁路信号设备创建集中诊断系统和智能分析系统的想法。其次，确定了铁路信号设备的集中诊断方法和智能分析技术；铁路信息系统的总体位置关系，监控技术系统的位置和管理水平。从系统架构分析电气安全性。业务结构逻辑层次，与其他信号系统的逻辑关系、物理结构等。确定合理的研究模型，分析和论证系统模型的有效性，准确性，可靠性和适用性。最后，本文分析了信息设备集中诊断系统实现和智能分析的具体技术方案，阐述了网络安全结构，传输方式和数据整合。从三个方面：网络要求，功能要求和技术要求。数据采集和选择，数据集成和共享，集中诊断和智能分析，接口需求，人机界面和终端配置等关键技术，完整的电气信号设备的智能维护，从“计划修复”到“状态修复”提供了可行的途径。铁路信号设备集中诊断系统和智能分析的研究，开发和应用至关重要。首先，可以建立与高速列车的操作兼容的维护管理系统，并基于设备状态制定预防计划。一是以维修为辅，维护为主的维护模式，二是提供数据支持，优化维修流程，科学合理地制定设备维护周期和维护项目，实现动态管理；三是提供技术支持优化工作组织根据实际情况，控制数据和智能分析选择实施分类维修，专业维修和集中维修，提高维护人员质量，实行集中维护和集中整治。通过共享供电系统信号安全监测信息的完整分析平台，实现配电控制系统的信息共享。主要研究内容（1）系统的体系结构。该系统在铁路信息化和电务安全监控技术体系中的所处的位置、系统的管理和业务逻辑层次结构的分层分级、系统的物理结构组成和系统与其他信号系统逻辑关系及接口。（2）系统的组网技术。由于该系统的研究涉及到多层多级和大数据的交换和传输，系统的组网技术也相对复杂，根据现有标准和原则，研究的主要内容有组网原则、系统总体结构及网络构成、基层网接入上层网技术、局域网和广域网结构、组网及连接技术。（3）系统的功能需求。在既有信号集中监测系统的功能的基础上，进一步研究提升数据挖掘及预测分析、跨系统关联分析、结合部分析、地面-车载-通信设备分析，完善轨旁设备监测采集、地面室内设备监测、信号子系统信息采集，扩展设备健康管理功能。（4）系统的主要技术。根据系统特点和现场对系统功能需求，此论文将对比现有信号集中监测系统的主要技术要求特点，按照基本满足、合理预测、适当预留的思路研究系统的数据采集、集中诊断、智能分析等主要技术。（1）系统的体系结构。系统在电气安全和信息监控技术系统中的位置，系统管理和业务逻辑的层次结构，系统的物理结构以及逻辑关系和系统与其他信号系统之间的接口。（2）系统组网技术。由于本系统的研究涉及多层次的系统网络技术交换和传输，导致组网技术比较复杂，研究的主要内容为组网原则、整体结构布局及网络结构、网络对接技术，局域网和WAN结构，组网连接技术。（3）系统的功能要求。基于现有集中监控系统的功能，进一步研究改进的数据挖掘和预测分析，系统间相关性分析，联合分析，地面车辆通信设备分析，改进地面设备的控制和收集，监测地面和室内设备，收集信号子系统信息，扩展设备状态管理功能。（4）系统的主要技术。根据系统特点和具体环境对系统要求，本文将比较现有集中监控系统的关键技术要求，并将研究数据采集，集中诊断，智能分析等。第2章安全监控系统结构分析2.1系统管理结构及设备分布该系统基于当前的铁路整体管理模式和设备分配模型。根据管理水平划分为“三级四层”结构，三级为：铁总公司、铁路局、电务部门。四层为：铁路集中诊断子系统、铁路局集中诊断子系统、电务段集中诊断子系统、车站集中诊断子系统。参考铁路信号的集中监控，结构图如图2.1所示。图2.1系统管理层次结构图2.2系统逻辑关系结构该系统是基于现有资源开发，通过现场环境设备数据的收集和整合，应用显示技术，存储技术，健康管理系统和全新架构下信息对比及智能分析。可以从调度控制平台进行下载安装，为各级管理人员的调度和指挥实施提供准确的信息参考和技术支持。公司在电务安全系统中的逻辑位置如图2.2所示：图2.2系统业务逻辑层次结构图2.3系统物理结构车站子系统由外部轨旁监控设备，站内数据分析处理器，站台计算机和站终端组成。其核心子系统由云服务解决方案架构，包括网络资源，数据存储资源，数据库服务器，应用服务器，全功能分析服务器，数据服务器，接口，移动终端应用服务器，网络安全设备（防火墙等），防病毒服务器等。终端设备安装在铁路和电力部门的中心，包括大屏幕系统，集中诊断维护终端，移动终端和其他设备（见图2.3）。图2.3系统物理结构示意图第3章网络设计3.1网络整体布局（1）集中诊断和智能分析系统中心到中心服务器通信网络采用每个通道至少10Mbps信道独立组网。（2）每个中心到中心服务器网络采用每至少10Mbps信道的单独组网。（3）站的本地网络采用至少100Mbps信道单独组网。（4）集中诊断系统采用TCP/IP协议，符合开放式网络架构，采用RJ45接口，传输介质为一对五对双绞线或光纤。（5）系统网络节点IP地址的分配严格按照公司网络地址分配规则的统一编码。3.2本地车站网络结构（1）集中诊断系统站的网络设备或组件（如路由器，交换机，以太网适配器和中继）配置在同一组中。（2）带信号传输机房的车站通信机房应通过光纤设备和光接口连接。（3）站点的本地网络采用专用的传输信道，信道带宽不得小于10Mbps，并通过环网连接，所有5到12个站点形成一个环路，信道不小于10Mbps。中央服务器是星形连接的，站的网络连接如图3.1所示。图3.1车站网络连接示意图3.3中心网络布局（1）关键网络设备或组件，如路由器，交换机，以太网适配器和中央系统电缆，必须具有双冗余配置（参见图3.2）。（2）铁路公司的本地网络，铁路局的本地网络和电气服务部门的本地网络使用网络交换机，使用星形连接。传输速率不需要低于1000Mbps。（3）铁路公司的本地网络，铁路局的本地网络和电气服务部分的局域网通过不小于10Mbps的星形连接进行连接。（4）系统网络节点之间的通信使用TCP/IP和统一的数据格式。图3.2中心网络连接示意图第4章系统功能分析4.1信息采集功能集中诊断和智能分析系统必须能够实现以下目标：CBI，CTC，ZPW2000，CSM，CTC，RBC，TSRS，DMS，机车信号系统，动态回路监控系统，网络通信系统。安全数据，视频监控系统，运行监控系统，通信集成网络管理接口，通信设备监控，通信服务监控等，获取告警信息和系统关键数据，并执行跨系统的相关性分析。4.1.1车站相关系统接口信息采集（1）计算机联锁（CBI）接口信息1）轨道：轨道占用，轨道锁定，区域锁定；2）岔道：定位、反位、总定位、总反位、岔道总锁定、岔道单锁定、岔道单解、岔道单操、岔道单封、心轨单操、尖轨单操；3）信号机：关灯，绿灯，红灯，黄灯，引导白光，双绿，黄绿，黄双，黄闪黄，白光，白闪，红闪，黄闪，绿闪，断线闪烁；4）其他按钮：故障通知，总解决方案，总取消，意外解锁，列车按钮，分流按钮，点火按钮，照明，关灯，按钮状态与简单密封（帽），帮助启动，启动协助，全面协助，允许修改；5）报警信息：跟踪电源故障，压缩，主灯丝断线，断丝线，货架保险丝报警，变频报警，显示机故障报警电脑锁控制，锁入门卡故障报警，锁CPU卡报警故障报警，锁定卡故障报警，故障等主机和备用机，列控制和锁定通信故障，锁定故障和TDCS/CTC接口；6）其他LED：主LED和辅助LED，间隔监控，LED，启动LED，自律模式，即使在车站也能进入自动控制模式；7）设备状态：锁定设备状态（卡级别），A/B机器状态，锁定和列车控制通信状态，锁定和CTC通信状态，设备状态主机和应急机的同步;（2）列车控制中心（TCC）接口信息1）列控制平台设备的运行状态和系统通信接口的状态：硬件卡的各种状态；TCC通信接口和每个子系统的状态（锁定，CTC，TSRS，邻居TCC）。2）列车控制服务接口信息：锁定接口方式，修改，信号劣化，CTC/TSRS临时限速，相邻站的TCC变电站限制，修改;间隔段：待机，占用代码位置，间隔线方向状态，站段方向，保护继电器状态;部分信号照明状态：关，红色，绿色，黄色，绿色和黄色。3）列控制输出信息：通道电路编码，有源转发器消息编码，继电器控制输出（方向控制，间隔点亮控制）。4）列控维护报警信息：硬件平台板故障报警，机器A/B机异常报警，机器A/B主备状态，机器状态。同步，联锁接口报警和CTC接口报警及相邻站列控制中心接口报警，ZPW2000接口报警，LEU报警，LEU响应报警。（3）ZPW-2000轨道电路接口信息1）设备状态：主用/备用轨道电路，有源/空闲发送器设备和接收设备的通信盘的通信状态，以及设备的操作状态。2）段的占用状态：主轨道，小轨道状态。3）轨道电路接收TCC编码控制命令：主轨道，小轨道载波频率编码，主轨道，小轨道低频编码；4）维护告警信息：通信盘与监控维护接口电路之间的通信中断告警信息；通信接口上的异常告警信息和JS设备的运行状态;关于运行状态的异常报警信息；5）模拟量信息：变送器发送电压，电流，载波频率，低频，输入端子轨输入电压（主轨，小轨），轨输出1，电压输出轨2，载波频率，低频传输电压，接收电压，传输电流，沟道层电阻值等。（4）集中监控接口（CSM）信息：集中监控接口（CSM）信息包括模拟监控信息，交换机数量信息监控，各种统计信息，各种报表信息，各种报警信息，各种曲线信息等。（5）中央分布式站系统（CTC）系统接口信息：集中式中央调度系统（CTC）接口信息主要包括控制和执行控制站限制的状态。临时速度，时钟信息，各种分配操作按钮命令，车辆编号信息和系统。不同类型的信息和警报。4.1.2中心相关系统接口信息采集（1）RBC无线阻塞系统接口信息：主要获取行车许可，列车位置等信息，比较和验证地面系统信息执行情况，并执行从计划意图到最终执行完整闭环的整体检查。（2）TSRS临时限速服务器接口信息：主要获取临时限速计划命令和线路临时限速执行状态等信息，并验证临时速度限制执行的一致性。（3）DMS列车控制设备动态监控系统接口信息1）ATP号码，时间，载波频率，低频，转发器信息，行驶距离，当前速度，速度限制，制动输出，位置校正，行驶模式等。2）DMS车辆接收的GPS信息。（4）列车的运行状态信息系统的接口信息1）操作信息：运行控制记录装置工作信息，轨道电路信息；2）状态信息：机车运行状态信息，运行控制记录装置监控装置的状态信息；3）报警信息：LKJ监控设备的报警信息。4.2设备诊断功能集中诊断和智能分析技术主要分析和处理收集的信息并进行操作预判和设备故障估计，由于单个设备数量众多，只以ZPW-2000轨道电路电压数据进行具体分析。4.2.1数据采集ZPW-2000轨道电路采集的电压包括发射机传输，电缆侧和设备侧传输，发送机电压E1-E2，发送机电压V1-V2，接收机电压V1-V2和接收机E1-E2。电缆模拟网络的电缆侧，设备侧接收，轨道输入电压和轨道输出电压等11个点。详细数据由轨道电路监控终端采集并传输到集中诊断和智能分析系统，如图4.1。图4.1ZPW-2000主轨电压位置点示意图4.2.2数据抽样在信道的空闲状态下对每个监测点的电压进行采样。采样频率为每3分钟1次，采样周期的当前时间提前1小时，图标4.1所示。表4.1ZPW-2000主轨出采样数据表取样次数12345678910取样时间-57-54-51-48-45-42-39-36-33-30监测电压288288289287288288289276277275报警值240240240240240240240240240240取样次数11121314151617181920取样时间-27-24-21-18-15-12-9-6-30监测电压257258256256256255256252250250报警值2402402402402402402402402402404.2.3数据分析与ZPW-2000轨道主轨道的标准输出电压（240mv）相比，设置了值为240mv的警报线。同时，根据采样数据，被转换为散点图并连接起来（见图4.2）。图4.2主轨出采集电压抽样折线图4.2.4趋势预测通过散点图调整监测电压曲线，调整后的线性方程为y=-2.5436x+296.26，并沿调整后的直线向后延伸，可在末端进行分析。在-6分钟位置，将出现监测电压低于240mv最小值的标准。如果我们建立一个半小时的预警机制，即系统会在-24分钟内向系统发送快速警报，以便在发生故障时做出判断并紧急反应，如图4.3所示。图4.3主轨出采集电压曲线拟合趋势图4.2.5集中诊断集中诊断是根据设备的每个收集点返回的数据分析数据，并且通过专业分析与理论和逻辑关系，从发生预警的监测点往前回溯。并为每个监控点执行集中诊断。自动识别可能发生问题的故障点，并将相关信息发送到系统。用于信道故障预测的回溯算法的原理如图4.4所示。图4.4轨道电路故障点预测回溯算法框图4.3数据对比与智能分析集中诊断和智能分析系统详尽地分析每个信号设备的实时接口数据，并比较来自不同源的相同内容信息，以确定密钥数据的比较是否一致。将集中检测和智能诊断系统的信号的逻辑分析与信号装置的最终状态进行比较，以确定信号的逻辑是否正确。通过分析列车与地面之间的通信数据，确定列车与地面之间的通信情况是否正常，并且针对异常情况显示实时警报。信号的关键数据比较和基本逻辑分析主要包括：道路轨迹部分，信号，区域方向，临时减速，转发应答监控，列车位置，列车地面通信，列车地面连贯性，列车跟踪，通道故障和运行控制。通过关键数据比较和逻辑信号分析监控，警报和提前预警信号。比较分析主要分为两类，一类负责车站比较，另一类负责中心比较。当站点比较信息并发现数据不一致时，它立即将警报信息发送到中央接口服务器，中央接口服务器然后将其转发到中央应用服务器。4.3.1地面信号系统之间信息比对（1）比较段信息：通过分析现有的信号系统，时段信息的传输和使用计算机安全系统，如计算机锁系统，列车控制中心和CTC系统。时段信息基于ZPW2000，其他系统通过继电器触点的采集和通信获得对应信息。集中诊断和智能分析系统结合了各系统的分段信息分析，并结合了分段信息流，当每个系统中的分段信息不一致时，自动分析错误区段，给出了维护建议，部分信息流程图如图4.5所示。图4.5区段信息流向图（2）信号信息比较：信号信息包括站中信号的显示/降级和间隔中信号的显示。集中诊断和智能分析系统通过不同系统的实时发送信号显示/劣化信息分析信号显示的初始意图和传输链路后的执行结果。从而形成警告的闭环控制并发出警示信号。信号机信息的流向如图4.6所示。图4.6信号机信息流向图（3）接入比较：接入信息是高速列车和客运线路中计算机联动系统和TCC交互车道的关键信息。集中诊断和智能分析和比较不同系统传输的来路信息，分析每个来路信息传输后是否一致，从而形成闭路控制的方法，并整合数据，为故障点报警。来路信息的数据流如图4.7所示：图4.7来路信息流向图（4）临时限速比对临时限速是现阶段高速列车和乘客道路安全的重要措施。由于并未形成闭环监测，集中诊断和智能分析系统应用连接CTC，TSRS，RBC和ATP系统，以实现从意图到执行速度限制信息的闭环控制。临时速度限制信息的数据流程图如图4.8所示。图4.8临时限速信息流向图有关临时速度限制的信息具有一定的时效周期。集中诊断和智能分析系统可以清晰地显示速度限制控制的时效周期，并指示不同阶段的速度限制的异常状态，做出报警提示。4.3.2车地信号系统之间信息比对车辆信号系统之间的信息比较包括以下几个方面：（1）列车控制中心转发器信息，由车辆的ATP接收的转发器信息。（2）列车控制中心载波频率，低频信息和载波频率以及列车ATP接收的低频信息。（3）有关RBC行车许可，速度限制以及接收ATP的速度限制信息。集中诊断和智能分析系统通过将每个安全信号系统的关键信息与车辆系统的实时信息与订单比较的闭环控制进行比较来实现控制目的，通过地面和列车协调统一，达到控制与执行结果的一致性。车辆信号系统比较过程如图4.9所示：图4.9车地信号系统比对示意图4.4预警系统集中诊断和智能分析通过多次测量确保报警的准确性，消除误报和漏报，特别是对于使用各种措施避免的一级报警误报和漏报。除了测试和重复检查系统的软件功能外，还要考虑报警精度系统：（1）实时信息界面在地面信令设备上传输信息的延迟<1s，车辆信号设备上的信息传输到中心<3s，改善了信息源的实时性，可以改善系统报警的准确性。（2）延迟报警为了防止信息源发生故障，发出延迟警报。当在不同系统之间比较信息时，通过延迟分析确保警报的准确性。延迟时间根据信号系统的条件确定。（3）通讯中断后的标记在与信号装置的通信中断之后，信号装置的信息的显示部分被特别标记，使得维护人员一眼就能看到系统已被中断并过滤信号。报警，直到系统恢复正常。采用三级报警等级，原则如下：一级报警：与行车安全有关的信息，需要电务调度处理；二级报警：一种信息报警，影响列车或设备的正常运行，并迫使车间发出电力分配信号，需电务调度处理；三级报警：电气超过列车限制或其他报警，必须由工作区域处理。系统根据用户级别和个人设置实时发送报警信息，根据报警系统的两个系统和报警设备的类型显示信息，可以使用其他措施降低一级报警误报和遗漏，并根据用户选择的列车站访问列车站的设备状态，如图4.10所示。图4.10设备状态示意图信号设备集中智能诊断分析系统根据站点和时段等条件对报警信息进行计数，并以特定报警等级的比例显示，如图4.11所示。图4.11报警级别比例示意图根据饼图部分的不同级别，可以输入子维度以统计设备特定的警报情况。以及报警设备比例，如图4.12，二级报警设备比例，如图4.13所示。图4.12一级报警设备比例示意图图4.13二级报警设备比例示意图4.5用户管理系统根据用户的角色，建立不同的权限并将其划分为两个维度：辖区（区域）和管辖区设备（设备类型）。不同权限的内容终端信息不同。可以使用终端上的用户名和密码登录。该站也可以连接到中央服务器，以显示来自授权站的监督报警信息（用户管理角色如图4.14所示）。用户组是基于组织结构的用户合集，具有，唯一角色属性和拥有分配角色功能（实际操作方便，灵活管理）。图4.14用户管理角色示意图4.6应急系统该系统使用GIS技术执行现场监控，设备备件管理，应急控制，运营管理和预管理等功能，应急指挥功能结构如图4.15所示。图4.15应急指挥功能结构图第5章系统安全分析5.1系统边界集中诊断和智能分析系统主要对地面信号和车载设备进行全面监控，如计算机锁，列车控制中心，CTC，电路，CSM，TSRS等，并创建了一个可用于所有板块监控信号设备的系统。通过监测，分析和诊断地面和列车上的信号，可以防止潜在的信号故障带来的风险，验证多源数据，使用智能分析技术和故障诊断，以防止潜在的故障，并提前预警。集中式诊断和智能分析系统通过以太网连接到TCC，RBC，TSRS，ZPW2000，CSM和DMS，并允许通过串行端口通道在CTC和CBI之间安全地传输信息。系统的边界如图5.1所示。图5.1系统边界图集中诊断和智能分析系统与外部有两个边界：人机边界和信号系统的其他边界。人机边界：主要由车间/工作站终端设备和中央终端设备组成，可以记录，读取和检索运行数据和报警信息，并以图形界面的形式向维护人员提供上述信息。限制与其他信号系统边界：列车站系统和ZPW2000之间的接口，TCC，CSM，CTC，CBI通过以太网的接口，与中央系统中CTC，RBC和TSRS的接口，通过串口进行相接，通过以太网或串行端口，让列车接口系统和DMS相接。5.2电源安全集中式智能诊断和分析系统为每个机柜增加了空开，电涌保护器和电源滤波器，可有效保护短路，开路故障和天气因素对系统影响。除了可以接触和断开电路之外，空开和各种保护功能的控制还可以保护电路或设备免受短路，严重过载和欠压。交流浪涌保护器防止间接天气因素，包括天气引起的过电压，静电放电引起的保护，操作过电压和高频电压，其可以同时满足差分模式和共同模式的保护条件。当过电压或突然激增电压是由于外界因素产生，电涌保护器可以在很短的时间进行分流，使一个强大的雷电引流至地下，从而避免浪涌对循环的其他设备造成影响。电源滤波器是无源双向网络，一端带电源，另一端带负载，有效滤除电源线特定频率的频点或该频率以外的频率，抑制电磁噪声。5.3接口安全集中诊断和智能分析系统通过配置网络安全隔离系统，串口光隔离，交换机配置，采用应用层的单向通信协议和物理密封，确保系统不会对现有信令设备产生不利影响。5.4网络安全集中诊断和智能分析系统分别在列车站，线路站，中继站，RBC中心和维护中心单独租网，各个点的封闭网络通过无线电信道连接专用传输。在封闭网络中，MAC地址过滤，IP地址绑定，端口监控和应用层加密认证等方法可以有效防止虚假会话，网络入侵和其他不利于集中诊断和内部系统安全智能分析的行为。（1）集中诊断和智能分析系统所有网络交换机都根据网络终端的实际数量为每个终端接入网络提供固定接口。其余端口不能以两种方式使用：采取加封封条，交换系统软件屏蔽，防止非法网络访问。（2）记录系统中所有网络终端的集中诊断和智能MAC地址分析，过滤其他MAC地址发送和接收的数据包，网络交换机注册的MAC地址除外和网络安全隔离系统，以避免未注册的网络终端入侵网络。（3）为集中诊断和智能分析系统的所有网络终端分配固定网络地址，每个网络交换机和网络安全隔离系统验证MAC地址与每个网络终端的网络地址，防止MAC地址和网络地址之间的对应关系，防止设备入侵网络。（4）智能诊断分析系统内部应用数据传输通道集中记录（包括传输通道的源IP地址，源端口号，目的IP地址，目的端口号，TCP），每个网络交换机和网络安全隔离系统只注册该应用程序包提供端口转发链接，以防止未经授权的设备伪造会话。（5）当集中诊断和智能分析系统的子系统和模块通过网络交换数据时，在应用层执行加密认证，终止连接请求没有通过验证的网络。（6）集中诊断和智能分析系统的每个组件都安装了防病毒软件，可以实时检测和排除病毒。在中央计算机上安装防病毒库，并通过专用U盘定期更新防病毒库。系统的每个部分都定期从中心更新防病毒库。5.5信息安全集中诊断和智能分析系统传输和存储来自大量列车控制系统的监控数据。防止在传输和存储期间丢失，泄漏或丢失这些重要信息，集中诊断和智能分析系统采取以下措施，以确保监测和维护数据安全：（1）集中诊断和智能分析系统的操作系统和用于数据监控和维护的存储数据库软件是真实可靠的软件，充分利用所提供的安全方法。由操作系统和数据库软件组成。加强对登录用户的识别和验证，控制用户的访问权限，定期更改密码，防止因缺陷导致数据被盗和危害。（2）集中诊断和智能分析系统的维护数据通过LZ77算法和霍夫曼编码在网络传输过程，数据存储和搜索中进行主动加密，防止被盗和数据泄漏。（3）集中诊断和智能分析系统，将监控和维护数据存储在站点和中央系统中，列车站点机器使用RAID硬盘实现容差存储。列车站服务器和中央系统分别为冗余容错存储配置阵列，确保信息的完整性，有效防止丢失监控和维护数据。第6章功能测试6.1测试环境（1）每个站接口的信令系统：CBI，TCC，ZPW2000，CTC站，CSM。（2）中央接口信令系统：RBC，TSRS，DMS，CTC中心。（3）集中诊断和智能分析系统：系统软件，用于智能诊断和分析。6.2测试方法6.2.1测试准备在执行智能分析系统的集中诊断和功能测试之前，有必要确认正常运行的诊断和智能分析系统的站，中心和终端，以及每个信号系统。与集中诊断和智能分析系统连接（CBI、TCC、CSM、CTC、ZPW2000，TSRS，RBC，DMS），接口设备的软件通信正常。6.2.2模拟测试根据集中诊断和智能分析系统的功能测试案例，逐个进行模拟测试并记录结果。6.2.3结论判定根据集中诊断和智能分析测试的记录，系统不断纠错，并提供集中诊断和智能分析测试运行的结果。6.3测试用例本测试用例为综合分析功能测试，涵盖了集中诊断及智能分析系统部分功能及集中诊断及智能分析系统与其他信号系统设备接口的部分测试内容。（1）全地面信号分析功能测试：综合分析功能测试包括比较不同信号子系统收集的信息，并确定是否存在信号安全风险。设备系统运行状态通过逻辑和相关性的智能分析，例如：如果分析不一致，存在安全风险，系统提供报警信息提醒运营和管理人员按时管理和消除安全风险。主要分析功能的测试见表6.1。表6.1地面信号综合功能测试表序号测试项目测试过程期望结果1轨道区段占用一致性比对比对系统：联锁、列控中心、CTC、ZPW-2000（1）当出现各系统同一区段状态不一致的情况时，给出一条报警提示。（2）当各系统同一区段状态一致时，没有报警提示2区段编码一致性比对比对系统：列控中心、ZPW-2000（1）当出现两个接口系统相同区段的编码不一致时给出报警提示。（2）当两个接口系统相同区段的编码一致时，没有报警提示。3信号机点灯状态一致性比对比对系统：联锁、CTC系统当出现两个系统中同一架信号机点灯状态不一致时，给出信号机点灯状态比对不一致报警。（2）当两个系统中同一架信号机点灯状态一致时，没有信号机点灯状态比对不一致报警4信号机点灯与轨道区段发码一致性比对比对系统：列控、ZPW-2000（1）当出现两个系统中信号机与对应的轨道区段低频码不一致时，给出区间信号机点灯与轨道区段发码比对不一致报警。（2）当两个系统中信号机与对应的轨道区段低频码一致时，没有区间信号机点灯与轨道区段发码比对不一致报警5线路方向一致性比对比对系统：联锁、列控中心（1）当出现列控系统区间线路方向与联锁系统接发车状态不一致时，给出线路方向不一致报警。（2）当列控系统区间线路方向与联锁系统接发车状态一致时，没有线路方向不一致报警6相邻站接发车一致性比对比对系统：相邻站联锁（1）当出现某站办理SN发车，同时相邻车站也办理X发车时，给出站间发车冲突报警。（2）当正常办理发车时，没有站间发车冲突报警7临时限速命令状态比对比对系统：CTC、TSRS、RBC/TCC（1）当出现CTC向TSRS发送临时限速命令的限速执行，TSRS向RBC/TCC不发送临时限速命令的限速执行时，给出临时限速命令状态比对不一致报警。（2）各系统间正常发送临时限速命令时，没有临时限速命令状态比对不一致报警。（2）列车和地面分析功能：信号系统包括车辆系统和地面，地面将相关信号传输到列车，并通过设备的操作逻辑控制列车的运行分别收集和比较与车辆系统的地面和设备有关的信息数据。确定列车系统是否实际接收并实际执行。主要功能测试的内容如表6-2所示。表6-2地面信号综合功能测试表序号测试项目测试过程期望结果1载频、低频信息比对比对系统：列控、ATP（1）当出现列控系统与ATP相同轨道区段的低频（或载频）不一致时，给出列控、ATP系统低频信息比对不一致报警，报警时间为区段低频码更改的时刻。（2）当该轨道区段的低频（或载频）恢复为更改前的状态时报警结束，恢复时间为该区段低频码恢复的时刻。（3）当列控与ATP系统相同轨道