随着高速铁路迅猛发展,动车组列车运行自主化和健康管理智能化都面临更高的需求。列车网络控制系统作为动车组的“神经中枢”,承担传输车辆状态信息及控制信息等隐私数据的任务。列车重联场景下,列车之间网络数据传输更加复杂,面临实时...随着高速铁路迅猛发展,动车组列车运行自主化和健康管理智能化都面临更高的需求。列车网络控制系统作为动车组的“神经中枢”,承担传输车辆状态信息及控制信息等隐私数据的任务。列车重联场景下,列车之间网络数据传输更加复杂,面临实时性、安全性、可追溯、防篡改等一系列挑战。以列车网络控制系统中故障预测与健康管理(prognostics and health management, PHM)单元和无线传输单元的隐私数据共享传输为例,对PHM数据库进行共享扩充,提出一种基于联盟链的重联列车PHM数据库共享方案。列车网络控制系统为分布式架构,首先以单车PHM单元和无线传输单元作为联盟链节点建立单群组单机构联盟链,在此基础上,对于重联列车设计三群组双机构联盟链。同时,设计基于数据本地存储,验证方式上链的模式,并在网络架构中使用三级证书结构对节点进行身份验证。考虑两单元生成的隐私数据量大的需求,对PBFT算法的消息转发机制和Prepare包进行改进优化,有效减少冗余数据包数量,提高了网络效率。将改进算法后的联盟链进行测试,实验表明:仿真实验环境下,该算法改进后,节点共识成功率达到100%,每秒处理交易数单车系统下提高了18.2%,重联系统下提高了13.3%,平均出块时间在单车系统下平均缩短了29672.25ms,重联系统下平均缩短了72 993.25 ms。研究结果验证了联盟链系统在具备安全性的同时兼顾了高效性,表明联盟链在重联列车PHM数据库共享过程中应用具有极大的可行性,也为列车状态隐私信息安全可追溯提供了技术参考。展开更多
文摘随着高速铁路迅猛发展,动车组列车运行自主化和健康管理智能化都面临更高的需求。列车网络控制系统作为动车组的“神经中枢”,承担传输车辆状态信息及控制信息等隐私数据的任务。列车重联场景下,列车之间网络数据传输更加复杂,面临实时性、安全性、可追溯、防篡改等一系列挑战。以列车网络控制系统中故障预测与健康管理(prognostics and health management, PHM)单元和无线传输单元的隐私数据共享传输为例,对PHM数据库进行共享扩充,提出一种基于联盟链的重联列车PHM数据库共享方案。列车网络控制系统为分布式架构,首先以单车PHM单元和无线传输单元作为联盟链节点建立单群组单机构联盟链,在此基础上,对于重联列车设计三群组双机构联盟链。同时,设计基于数据本地存储,验证方式上链的模式,并在网络架构中使用三级证书结构对节点进行身份验证。考虑两单元生成的隐私数据量大的需求,对PBFT算法的消息转发机制和Prepare包进行改进优化,有效减少冗余数据包数量,提高了网络效率。将改进算法后的联盟链进行测试,实验表明:仿真实验环境下,该算法改进后,节点共识成功率达到100%,每秒处理交易数单车系统下提高了18.2%,重联系统下提高了13.3%,平均出块时间在单车系统下平均缩短了29672.25ms,重联系统下平均缩短了72 993.25 ms。研究结果验证了联盟链系统在具备安全性的同时兼顾了高效性,表明联盟链在重联列车PHM数据库共享过程中应用具有极大的可行性,也为列车状态隐私信息安全可追溯提供了技术参考。
