Децентрализованная система передачи ответственной информации по защищенным каналам радиосвязи Российский патент 2020 года по МПК B61L3/12 

Изобретение относится к системам автоматизированного управления движением на железнодорожном транспорте и передачи данных в сети мобильной и беспроводной связи для организации движения поездов.

Известна система для оперативной передачи предупреждений и электронных карт на высокоскоростной поезд, содержащая установленное в диспетчерском пункте управления вычислительное устройство, которое через линию связи соединено с базовыми станциями систем радиосвязи, которые через каналы связи соединены с первым радиомодемом бортового вычислительного блока локомотива поезда, в диспетчерском пункте управления вычислительное устройство подключено к персональному компьютеру автоматизированного рабочего места оператора и состоит из двух соединенных между собой серверов, при этом один из серверов является основным, а другой - резервным, причем серверы по сети передачи данных соединены с управляемыми блоками хранения данных, в один из которых записаны графики движения поездов, а в другой - информация о временных ограничениях скорости поезда, основной сервер через блок шифрации и дешифрации по сети связи TETRA соединен с базовыми станциями, а резервный сервер через блок шифрации и дешифрации по сети связи GSM соединен с другими базовыми станциями, бортовой вычислительный блок состоит из двух соединенных между собой вычислительных модулей, один из которых является основным и подключен через блок шифрации и дешифрации к первому радиомодему сети связи TETRE, а другой - резервным и подключен через блок шифрации и дешифрации ко второму радиомодему сети связи GSM, выходы вычислительных модулей соединены с соответствующими входами блока контроля и сравнения данных, первый выход которого подключен к локомотивному устройству безопасности, а второй выход соединен с системой автоведения поезда (RU 2578643, B61L 27/04, 27.03.16).

К недостаткам известного технического решения следует отнести отсутствие высокоскоростного защищенного канала передачи ответственной информации и отсутствие контроля целостности информации, подготавливаемой для передачи.

В качестве прототипа выбрано устройство безопасного обмена ответственной информацией по каналу связи локомотивными и стационарными устройствами безопасности на железнодорожном транспорте, содержащее стационарное устройство, канал которого состоит из центрального процессора, соединенного портами с блоком ввода/вывода, блоком памяти, первый вход центрального процессора соединен с выходом блока ввода информации, а второй вход соединен с выходом блока принятия решения, вход которого соединен с выходом блока анализа, подключенного к первому выходу центрального процессора, второй выход которого соединен с входом блока отображения, и бортовое устройство, канал которого состоит из микроконтроллера, соединенного портами с блоком памяти и гальванической развязкой, и разъема, соединенного через CAN шину с локомотивным устройством безопасности, стационарное устройство выполнено двухканальным, в каждом канале подключены к центральному процессору блок шифрации и блок связи, при этом блок связи каждого канала соединен с криптографическим шлюзом, бортовое устройство выполнено двухканальным, в каждом канале блок дешифрации и трансивер, который подключен к разъему, а через блок гальванической развязки соединен с микроконтроллером, к которому подключен блок дешифрации, блок памяти выполнен в виде двух независимых модулей, а микроконтроллеры каналов соединены между собой через блок межканальной гальванической развязки, с CAN шиной соединена система автоведения, один из микроконтроллеров бортового устройства и один из центральных процессоров стационарного устройства соединены между собой каналом связи через соответствующие модули радиоканала, в стационарное устройство связи введен модуль криптографической защиты, вход которого подключен к центральному процессору второго канала связи, а выход соединен с модулем радиоканала, в бортовое устройство связи введен модуль криптографической защиты, вход которого подключен к модулю радиоканала, а выход соединен с микроконтроллером первого канала, при этом программное обеспечение модулей криптографической защиты выполнено с возможностью контроля ими передачи информации с идентификацией передатчика и приемника и контролем целостности передаваемой и принимаемой информации (RU 2683704, B61L 25/00, 01.04.19).

К недостатку известного технического решения следуют отнести сложность устройства, удаленность терминала от источника информации и отсутствие возможности оперативной передачи информации во время следования поезда и как следствие требование повышенного внимания машиниста.

Технический результат изобретения заключается в упрощении системы передачи ответственной информации и повышении ее эффективности за счет оперативной передачи данных на локомотив во время следования поезда.

Технический результат достигается тем, что в децентрализованной системе передачи ответственной информации по защищенным каналам радиосвязи, содержащей двухканальное стационарное устройство с модулем радиоканала, каждый канал стационарного устройства состоит из центрального процессора, соединенного портами с блоком ввода/вывода, блоком памяти и блоком связи, который соединен с криптографическим шлюзом, и установленное на локомотиве бортовое устройство связи соединенное через CAN шину с локомотивным устройством безопасности и системой автоведения, согласно изобретению модуль радиоканала стационарного устройства соединен с криптографическим шлюзом, а блоки ввода/вывода подключены к сети передачи данных, с которой через модуль связи соединен центральный процессор автоматизированного рабочего места оператора, с подключенными к нему блоком ввода/вывода информации и блоком отображения информации.

На чертеже представлена схема децентрализованной системы передачи ответственной информации по защищенным каналам радиосвязи.

Децентрализованная система передачи ответственной информации по защищенным каналам радиосвязи содержит двухканальное стационарное устройство 1 с модулем 2 радиоканала, каждый канал стационарного устройства 1 состоит из центрального процессора 3 (4), соединенного портами с блоком 5 (6) ввода/вывода, блоком 7 (8) памяти и блоком 9 (10) связи, который подключен к криптографическому шлюзу 11, соединенному с модулем 2 радиоканала, установленное на локомотиве 12 бортовое устройство 13 связи соединенное через CAN шину 14 с локомотивным устройством 15 безопасности и системой 16 автоведения, блоки 5 и 6 ввода/вывода подключены к сети 17 передачи данных, с которой через модуль 18 связи соединен центральный процессор 19 автоматизированного рабочего места 20 оператора, с подключенными к нему блоком 21 ввода/вывода информации и блоком 22 отображения информации.

Децентрализованная система передачи ответственной информации по защищенным каналам радиосвязи работает следующим образом.

Оператор автоматизированного рабочего места 20 (АРМ) с помощью блока 21 ввода информации вводит информацию о временных ограничениях скорости, центральный процессор 19 обрабатывает введенную информацию и отображает ее на блоке 22 отображения информации, оператор проконтролировав правильность введенной информации подтверждает её и центральный процессор 19 передает посредством блока 18 связи и сети 17 передачи данных информацию в блоки 5 и 6 ввода/вывода, входящие в состав стационарного устройства 1. Далее информация поступает в центральный процессор 4 для обработки, полученные данные сохраняются в блоке 8 памяти. Центральный процессор 4 передает информацию в блок 10 связи, который передает полученные данные в криптографический шлюз 11, где полученные данные проходят проверку на целостность, соответствие протоколу передачи, корректность сетевых параметров адресата. После прохождения операций по проверке в криптографическом шлюзе 11, данные поступают в блок 9 связи и далее в центральный процессор 3, размещенный в первом канале стационарного устройства 1.

В свою очередь данные, полученные блоком 5 ввода/вывода, передаются центральному процессору 3 для дальнейшей обработки. Центральный процессор 3 обрабатывает и сохраняет полученные данные в блоке 7 памяти. После получения данных от двух каналов центральный процессор 3 подготавливает данные двух каналов для передачи в блок 9 связи и далее в криптографический шлюз 11 для кодирования информации. С выхода криптографического шлюза 11 кодированная информация поступает в модуль 2 радиоканала, который осуществляет по радиоканалу передачу информации на бортовое устройство 13 связи локомотива 12. Далее данные от бортового устройства 13 связи, через CAN шину 14 поступают в локомотивную систему 15 безопасности, где производится контроль допустимой скорости и в систему 16 автоведения для формирования энергооптимального графика движения.

Изобретение относится к средствам автоматизированного управления движением на железнодорожном транспорте и передачи данных в сети мобильной и беспроводной связи. Система содержит двухканальное стационарное устройство с модулем радиоканала, каждый канал стационарного устройства состоит из центрального процессора, соединенного портами с блоком ввода/вывода, блоком памяти и блоком связи, который подключен к криптографическому шлюзу, соединенному с модулем радиоканала, установленное на локомотиве бортовое устройство связи, соединенное через CAN шину с локомотивным устройством безопасности и системой автоведения, блоки ввода/вывода подключены к сети передачи данных, с которой через модуль связи соединен центральный процессор автоматизированного рабочего места оператора, с подключенными к нему блоком ввода/вывода информации и блоком отображения информации. Достигается упрощение системы и повышение эффективности за счет оперативной передачи данных на локомотив во время следования поезда. 1 ил.

Децентрализованная система передачи ответственной информации по защищенным каналам радиосвязи, содержащая двухканальное стационарное устройство с модулем радиоканала, каждый канал стационарного устройства состоит из центрального процессора, соединенного портами с блоком ввода/вывода, блоком памяти и блоком связи, который соединен с криптографическим шлюзом, и установленное на локомотиве бортовое устройство связи, соединенное через CAN шину с локомотивным устройством безопасности и системой автоведения, отличающаяся тем, что модуль радиоканала стационарного устройства соединен с криптографическим шлюзом, а блоки ввода/вывода подключены к сети передачи данных, с которой через модуль связи соединен центральный процессор автоматизированного рабочего места оператора, с подключенными к нему блоком ввода/вывода информации и блоком отображения информации.