【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及信息防護，具體為一種城市軌道交通信息安全防護方法。
技術(shù)介紹
1、城市軌道交通系統(tǒng)是指在城市中使用車輛在固定導軌上運行并主要用于城市客運的交通系統(tǒng)，它是一種大運量、快速、準時、安全、環(huán)保的公共交通方式，包括地鐵、輕軌、單軌鐵路、有軌電車、磁懸浮列車等多種類型，這些不同類型的軌道交通系統(tǒng)在軌道形式、車輛類型、運營方式等方面存在差異，但都為城市居民的出行提供了高效的交通解決方案，在當前城市軌道交通系統(tǒng)中，基于通信的列車控制系統(tǒng)（cbtc）已得到廣泛應(yīng)用，cbtc系統(tǒng)依賴于車地無線通信來實現(xiàn)對列車運行的安全控制；
2、城市軌道交通行業(yè)內(nèi)的信息安全防護經(jīng)驗和技術(shù)交流不夠充分，不同運營單位之間缺乏有效的信息共享機制，難以及時獲取最新的安全威脅情報和應(yīng)對措施，無法形成合力共同應(yīng)對信息安全挑戰(zhàn)，為此，我們提出一種城市軌道交通信息安全防護方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種城市軌道交通信息安全防護方法。
2、以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種城市軌道交通信息安全防護方法，包括建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，在泄露電纜表面安裝可重構(gòu)表面結(jié)構(gòu)，確定反射單元個數(shù)，利用人工智能實時對數(shù)據(jù)進行檢測與預(yù)警，所述一種城市軌道交通信息安全防護方法具體操作步驟如下：
3、步驟一、建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，通過安裝車載無線系統(tǒng)設(shè)備使列車與地面無線通信網(wǎng)絡(luò)進行通信；
4、步驟二、在電纜表面安裝可重構(gòu)表面，調(diào)整可重構(gòu)表面的相移
5、步驟三、根據(jù)期望的接收信噪比提升度，確定泄露電纜表面反射單元個數(shù)；
6、步驟四、使用區(qū)塊鏈技術(shù)對軌道交通信息進行安全防護；
7、步驟五、利用云計算平臺實現(xiàn)跨域安全協(xié)同，通過彈性計算動態(tài)分配資源；
8、步驟六、基于人工智能的安全監(jiān)測與預(yù)警，對平臺進行持續(xù)優(yōu)化與調(diào)整。
9、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟一中，根據(jù)城市軌道交通的業(yè)務(wù)需求，建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用蜂窩狀的布局形式，基站位于蜂窩的中心，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用泄露電纜作為傳輸介質(zhì)，選用5ghz寬帶作為通信的頻段，使信號沿著軌道交通線路穩(wěn)定傳輸，當多個基站安裝完成后，進行網(wǎng)絡(luò)聯(lián)調(diào)測試，檢查基站之間的切換功能，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)開通測試的結(jié)果，對覆蓋不足和信號弱的區(qū)域進行優(yōu)化，使用載波聚合技術(shù)將不同的分量載波組合在一起，提供更寬的傳輸寬帶，在軌道交通列車的車頭安裝車載無線系統(tǒng)設(shè)備，包括車載無線終端、天線和饋線組件，車載無線系統(tǒng)接收來自地面無線通信網(wǎng)絡(luò)的信號，使列車與地面控制中心之間進行通信。
10、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟二中，在泄露電纜表面安裝可重構(gòu)表面設(shè)備，選用液晶材料作為可重構(gòu)表面的主體，選用氧化銦錫作為電極材料，將電源的正負極通過導線分別連接到液晶可重構(gòu)表面的兩個電極上，電源電壓設(shè)置為5v-50v，在施加電場的過程中，使用電磁測量設(shè)備實時測量液晶可重構(gòu)表面的相移變化，通過調(diào)節(jié)電壓的大小和改變電源電極的連接方式調(diào)整電場的方向，根據(jù)車載天線的高度、車載天線與泄露電纜的水平距離以及各個反射單元的高度，根據(jù)測量得到的相移變化數(shù)據(jù)，確定實現(xiàn)所需相移方向改變的電場強度和方向。
11、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟三中，在未設(shè)置反射單元的情況下，使用頻譜分析儀測量泄露電纜周圍的接收信號功率和噪聲功率，計算初始信噪比，計算公式為：
12、，
13、其中，代表初始信噪比，代表信號功率，代表噪聲功率，加入n個反射單元后，信號功率變?yōu)?，噪聲功率變?yōu)椋旁氡忍嵘鬄椋?/p>
14、，
15、其中，代表n個反射單元引起的信號功率增量，代表n個反射單元引起的噪聲功率增量，從n=1開始，逐步增加反射單元個數(shù)，計算每次增加反射單元后的信號功率和噪聲功率，得到對應(yīng)的信噪比snr，觀察隨著n的增加，信噪比的提升趨勢，根據(jù)期望的接收信噪比提升度，在模擬結(jié)果中找到滿足的最小反射單元個數(shù)。
16、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟四中，深入研究軌道交通的業(yè)務(wù)流程，包括列車調(diào)度、票務(wù)管理、設(shè)備監(jiān)控、乘客信息各個環(huán)節(jié)，分析每個環(huán)節(jié)中信息的流動方向、處理方式和存儲位置，明確信息的生產(chǎn)者、使用者和管理者，識別軌道交通信息面臨的安全威脅，包括泄露、篡改、丟失、網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件入侵，評估每種安全風險發(fā)生的可能性和潛在影響程度，確定風險優(yōu)先級，根據(jù)安全風險評估結(jié)果和業(yè)務(wù)需求，利用區(qū)塊鏈對軌道交通信息進行安全防護，以加密形式將信息存儲在區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈類型選用聯(lián)盟鏈，由軌道交通運營企業(yè)、設(shè)備供應(yīng)商和監(jiān)管部門組成聯(lián)盟，各個參與主體作為節(jié)點共同管理和驗證數(shù)據(jù)，共同維護區(qū)塊鏈。
17、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟四中，在軌道交通運營過程中，為了實現(xiàn)高效的列車調(diào)度、設(shè)備維護和安全監(jiān)管功能，不同主體之間需要共享數(shù)據(jù)，聯(lián)盟鏈通過權(quán)限管理和加密技術(shù)，在保證數(shù)據(jù)共享的同時，也保護各主體的數(shù)據(jù)隱私，在數(shù)據(jù)共享時使用實用拜占庭容錯pbft共識算法，確保聯(lián)盟鏈中各節(jié)點數(shù)據(jù)一致性，在出現(xiàn)故障節(jié)點和惡意節(jié)點的情況下，保證其他節(jié)點正確地記錄和處理數(shù)據(jù)，pbft快速共識特性使數(shù)據(jù)在多個節(jié)點之間快速達成一致并記錄，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時更新和處理。
18、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟五中，在不同安全管理域之間建立跨域安全協(xié)同，包括不同的軌道交通線路和不同的城市交通系統(tǒng)，通過建立合作機制、統(tǒng)一的安全策略和協(xié)同的安全技術(shù)手段，不同線路的運營公司之間相互協(xié)作，通過跨區(qū)域安全協(xié)同與信息共享，使不同區(qū)域的運營公司共享攻擊特征和應(yīng)對策略，聯(lián)合起來共同抵御多樣化和跨區(qū)域特點的安全威脅，通過云計算技術(shù)搭建分布式共享平臺，將數(shù)據(jù)分散存儲在不同的物理節(jié)點上，并且通過加密算法對數(shù)據(jù)加密后再進行存儲，云計算平臺將大量的物理服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合形成資源池，云計算平臺會實時監(jiān)控資源池中的各種資源的使用情況，根據(jù)資源監(jiān)控的結(jié)果，云計算平臺的調(diào)度系統(tǒng)會自動進行資源的分配和調(diào)整，用戶的應(yīng)用程序需要更多的資源時，云計算平臺會從資源池中分配額外的資源給該用戶，當用戶的需求減少時，云計算平臺會回收部分資源，用于其他用戶和降低能源消耗。
19、作為本專利技術(shù)的進一步方案：所述步驟六中，從軌道交通信息共享平臺的各個環(huán)節(jié)收集數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志、用戶行為數(shù)據(jù)以及安全設(shè)備（防火墻和入侵檢測系統(tǒng)）產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)抓包工具收集網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，利用日志管理系統(tǒng)收集系統(tǒng)日志，去除重復(fù)的數(shù)據(jù)記錄、糾正錯誤的數(shù)據(jù)值，并填補缺失的數(shù)據(jù)，從清洗后的數(shù)據(jù)中提取有意義的特征，對于網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，提取源ip地址、目的ip地址、端口號、數(shù)據(jù)包大小和流量頻率特征，對于系統(tǒng)日志，提取事件類型、時間戳和用戶id特征，使用標記好的訓練數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能模型進行訓練，訓練結(jié)束后將實時收集到的數(shù)據(jù)輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能模型中，模型會根據(jù)學習到的模式對數(shù)據(jù)進行預(yù)測，通過建立誤報過濾機制，設(shè)置合理的閾值、分析異常的持續(xù)時間和頻率因本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種城市軌道交通信息安全防護方法，包括建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，在泄露電纜表面安裝可重構(gòu)表面結(jié)構(gòu)，確定反射單元個數(shù)，利用人工智能實時對數(shù)據(jù)進行檢測與預(yù)警，其特征在于，所述一種城市軌道交通信息安全防護方法具體操作步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟一中，根據(jù)城市軌道交通的業(yè)務(wù)需求，建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用蜂窩狀的布局形式，基站位于蜂窩的中心，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用泄露電纜作為傳輸介質(zhì)，選用5GHz寬帶作為通信的頻段，使信號沿著軌道交通線路穩(wěn)定傳輸，當多個基站安裝完成后，進行網(wǎng)絡(luò)聯(lián)調(diào)測試，檢查基站之間的切換功能，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)開通測試的結(jié)果，對覆蓋不足和信號弱的區(qū)域進行優(yōu)化，使用載波聚合技術(shù)將不同的分量載波組合在一起，提供更寬的傳輸寬帶，在軌道交通列車的車頭安裝車載無線系統(tǒng)設(shè)備，包括車載無線終端、天線和饋線組件，車載無線系統(tǒng)接收來自地面無線通信網(wǎng)絡(luò)的信號，使列車與地面控制中心之間進行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟二中，在泄露電纜表面安裝可重構(gòu)表面設(shè)備
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟三中，在未設(shè)置反射單元的情況下，使用頻譜分析儀測量泄露電纜周圍的接收信號功率和噪聲功率，計算初始信噪比，計算公式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟四中，深入研究軌道交通的業(yè)務(wù)流程，包括列車調(diào)度、票務(wù)管理、設(shè)備監(jiān)控、乘客信息各個環(huán)節(jié)，分析每個環(huán)節(jié)中信息的流動方向、處理方式和存儲位置，明確信息的生產(chǎn)者、使用者和管理者，識別軌道交通信息面臨的安全威脅，包括泄露、篡改、丟失、網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件入侵，評估每種安全風險發(fā)生的可能性和潛在影響程度，確定風險優(yōu)先級，根據(jù)安全風險評估結(jié)果和業(yè)務(wù)需求，利用區(qū)塊鏈對軌道交通信息進行安全防護，以加密形式將信息存儲在區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈類型選用聯(lián)盟鏈，由軌道交通運營企業(yè)、設(shè)備供應(yīng)商和監(jiān)管部門組成聯(lián)盟，各個參與主體作為節(jié)點共同管理和驗證數(shù)據(jù)，共同維護區(qū)塊鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟四中，在軌道交通運營過程中，為了實現(xiàn)高效的列車調(diào)度、設(shè)備維護和安全監(jiān)管功能，不同主體之間需要共享數(shù)據(jù)，聯(lián)盟鏈通過權(quán)限管理和加密技術(shù)，在保證數(shù)據(jù)共享的同時，也保護各主體的數(shù)據(jù)隱私，在數(shù)據(jù)共享時使用實用拜占庭容錯PBFT共識算法，確保聯(lián)盟鏈中各節(jié)點數(shù)據(jù)一致性，在出現(xiàn)故障節(jié)點和惡意節(jié)點的情況下，保證其他節(jié)點正確地記錄和處理數(shù)據(jù)，PBFT快速共識特性數(shù)據(jù)在多個節(jié)點之間快速達成一致并記錄，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時更新和處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟五中，在不同安全管理域之間建立跨域安全協(xié)同，包括不同的軌道交通線路和不同的城市交通系統(tǒng)，通過建立合作機制、統(tǒng)一的安全策略和協(xié)同的安全技術(shù)手段，不同線路的運營公司之間相互協(xié)作，通過跨區(qū)域安全協(xié)同與信息共享，使不同區(qū)域的運營公司共享攻擊特征和應(yīng)對策略，聯(lián)合起來共同抵御多樣化和跨區(qū)域特點的安全威脅，通過云計算技術(shù)搭建分布式共享平臺，將數(shù)據(jù)分散存儲在不同的物理節(jié)點上，并且通過加密算法對數(shù)據(jù)加密后再進行存儲，云計算平臺將大量的物理服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合形成資源池，云計算平臺會實時監(jiān)控資源池中的各種資源的使用情況，根據(jù)資源監(jiān)控的結(jié)果，云計算平臺的調(diào)度系統(tǒng)會自動進行資源的分配和調(diào)整，用戶的應(yīng)用程序需要更多的資源時，云計算平臺會從資源池中分配額外的資源給該用戶，當用戶的需求減少時，云計算平臺會回收部分資源，用于其他用戶和降低能源消耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟六中，從軌道交通信息共享平臺的各個環(huán)節(jié)收集數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)日志、用戶行為數(shù)據(jù)以及安全設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)抓包工具收集網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，利用日志管理系統(tǒng)收集系統(tǒng)日志，去除重復(fù)的數(shù)據(jù)記錄、糾正錯誤的數(shù)據(jù)值，并填補缺失的數(shù)據(jù)，從清洗后的數(shù)據(jù)中提取有意義的特征，對于網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，提取源IP地址、目的IP地址、端口...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種城市軌道交通信息安全防護方法，包括建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，在泄露電纜表面安裝可重構(gòu)表面結(jié)構(gòu)，確定反射單元個數(shù)，利用人工智能實時對數(shù)據(jù)進行檢測與預(yù)警，其特征在于，所述一種城市軌道交通信息安全防護方法具體操作步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟一中，根據(jù)城市軌道交通的業(yè)務(wù)需求，建立地面無線通信網(wǎng)絡(luò)，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用蜂窩狀的布局形式，基站位于蜂窩的中心，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用泄露電纜作為傳輸介質(zhì)，選用5ghz寬帶作為通信的頻段，使信號沿著軌道交通線路穩(wěn)定傳輸，當多個基站安裝完成后，進行網(wǎng)絡(luò)聯(lián)調(diào)測試，檢查基站之間的切換功能，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)開通測試的結(jié)果，對覆蓋不足和信號弱的區(qū)域進行優(yōu)化，使用載波聚合技術(shù)將不同的分量載波組合在一起，提供更寬的傳輸寬帶，在軌道交通列車的車頭安裝車載無線系統(tǒng)設(shè)備，包括車載無線終端、天線和饋線組件，車載無線系統(tǒng)接收來自地面無線通信網(wǎng)絡(luò)的信號，使列車與地面控制中心之間進行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟二中，在泄露電纜表面安裝可重構(gòu)表面設(shè)備，選用液晶材料作為可重構(gòu)表面的主體，選用氧化銦錫作為電極材料，將電源的正負極通過導線分別連接到液晶可重構(gòu)表面的兩個電極上，電源電壓設(shè)置為5v-50v，在施加電場的過程中，使用電磁測量設(shè)備實時測量液晶可重構(gòu)表面的相移變化，通過調(diào)節(jié)電壓的大小和改變電源電極的連接方式調(diào)整電場的方向，根據(jù)車載天線的高度、車載天線與泄露電纜的水平距離以及各個反射單元的高度，根據(jù)測量得到的相移變化數(shù)據(jù)，確定實現(xiàn)所需相移方向改變的電場強度和方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟三中，在未設(shè)置反射單元的情況下，使用頻譜分析儀測量泄露電纜周圍的接收信號功率和噪聲功率，計算初始信噪比，計算公式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟四中，深入研究軌道交通的業(yè)務(wù)流程，包括列車調(diào)度、票務(wù)管理、設(shè)備監(jiān)控、乘客信息各個環(huán)節(jié)，分析每個環(huán)節(jié)中信息的流動方向、處理方式和存儲位置，明確信息的生產(chǎn)者、使用者和管理者，識別軌道交通信息面臨的安全威脅，包括泄露、篡改、丟失、網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件入侵，評估每種安全風險發(fā)生的可能性和潛在影響程度，確定風險優(yōu)先級，根據(jù)安全風險評估結(jié)果和業(yè)務(wù)需求，利用區(qū)塊鏈對軌道交通信息進行安全防護，以加密形式將信息存儲在區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈類型選用聯(lián)盟鏈，由軌道交通運營企業(yè)、設(shè)備供應(yīng)商和監(jiān)管部門組成聯(lián)盟，各個參與主體作為節(jié)點共同管理和驗證數(shù)據(jù)，共同維護區(qū)塊鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種城市軌道交通信息安全防護方法，其特征在于：所述步驟四中，在軌道交通運營過程中，為了實現(xiàn)高效的列車調(diào)度、設(shè)備維護和安全監(jiān)管功能，不同主體之間需要共享數(shù)據(jù)，聯(lián)盟鏈通...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：倪華，郭東昌，林庚申，趙智青，洪子帆，馬曉楠，
申請(專利權(quán))人：上海伊世智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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