探索ats系统数据安全的研究与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文ATS系统数据安全的研究与实现姓名：魏永真申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：宁滨20090601中文摘要摘要：在基于通信的列车运行控制(Communications．basedTrainControl，CBTC)系统中，列车自动监控(AutomaticTrainSupervision，ATS)子系统用以指挥和监督列车运行，对提高列车运行效率至关重要。数据库是ATS系统的重要组成部分，在ATS系统的安全运行中起到关键的作用。为了给ATS系统提供实时有效、安全可靠的数据信息，如何保证系统数据安全成为关键性的问题。目前，轨道交通系统数据安全的理论研究大多处于

2、一种零散的、尚未成体系的状态，不能满足城市轨道交通的发展要求，充分利用现有科学技术特别是数据库技术来建立城市轨道交通数据安全保障系统已成为一种发展趋势。为了保证ATS系统的数据安全，论文结合ATS系统的特点，从系统数据结构的设计到数据的产生、存储、使用以及维护，在数据处理的各个阶段对数据安全进行了全方位的研究。首先，论文介绍了数据库在ATS系统中的地位、功能及结构，分析了ATS系统数据一致性等安全需求；然后分析了ATS系统的数据类型及功能，主要包括站场线路数据、运行图数据和设备数据等。其次，论文提出了ATS系统中数据管理模块的概念，介绍了数据管理模块的设计及其组成与结构，研究了数据管理模块的安

3、全策略，包括ATS系统的数据访问控制策略、数据下载策略、数据安全审计策略以及与数据结构和数据产生相关的数据可用性设计和人机界面的设计。然后论文采用有色Petri网建模工具CPNTools对数据管理模块进行了建模，并对模型进行了验证，证明了数据管理模块满足正确性和实时性要求，进而证明模型满足系统的需求。最后，论文根据系统数据安全管理模块的安全策略对其进行了具体实现。通过为系统中每个用户创建分配适当的角色，使其只能对权限范围内的数据进行维护操作，从用户层面保证了系统数据的安全。另外，系统采用审计机制对用户进行监督，从系统层面保证了系统数据安全；系统引入事务机制及数据版本比较，解决了由数据冗余和并发

4、控制不当引起的数据不一致性问题。本论文研究实现的数据管理模块已成功运用于大连快轨3号线ATS系统，有效地解决了该项目的数据安全问题。关键词：数据安全；ATS；数据管理模块；数据一致性；Petri网模型分类号：U284=i匕塞交道厶堂亟±堂位!金塞△旦S!B△g!ABSTRACTABSTRAC。l’：AsasubsystemofCBTC(Communications-BasedTrainContr01)，ATS(AutomaticTrainSupervision)systemisresponsibleforthecommandandsupervisionoftrainoperation，andi

5、tisessentialtoensuretheimprovementofthetrainoperationefficiency．DatabaseisallimportantcomponentofATSsystem，whichplaysakeyroleinthesafeoperationofATS．Inordertoprovidevarioussubsystemsreal—timeeffective，safeandreliableinformation，howtoensurethedatasafetyiscrucialjAtpresent，inthetheoryresearchofrailtra

6、nsitsystemmostlyresearchisinasporadicstate，whichcannotmeettherequirementsofthedevelopmentofrailtransportation．Itisatrendtomakefulluseofexistingscienceandtechnology,especiallydatabasetechnologytobuildurbanraildatasafetysystem．CombiningthecharacteristicsofATSsystems，thepapercarrieroutall-roundresearch

7、ofthedatasafetyatallstagesofthesystemdata，includingthedesignofdatastructure，thesource，theuseandthemaintenanceofthedata．Firstofall，thepaperintroducesthesituationandfunctionofdatabaseinATSsystemandanaly