文献调研报告模板样本

安全核心系统通信合同调研报告4121调研题目安全核心系统通信合同建模与分析2任务阐明批注［XJ1］对本次调研任务详细阐明I查阅国外有关文献；2补充通信合同中详细网络；3阅读原则EN50159；3核心字检索词CBTC；安全核心系统；安全通信合同；EN50159；safety communication protocol检索方略无线*通信；总线*通信；以太网*通信；CBTC*communication protocol；safety*protocol；verification/test/model/simulation/design/analysis*safety communicationprotocol；4检索范畴中华人民共和国知网百度web ofscienceSCIEIEEESpringer LINKELSEVIERScienceDirectSDOL在不同核心词组合下，检索范畴内，近三年文献总数5重要检索文献批注［XJ2］:对重点文献阐明

[1]BS EN50159Railway applications一Communication,signaling andprocessing systems-活，而对数据链路层制定相对严格，由于介质访问控制层MAC层特性直接与通信合同实时能力有关当前在实时通信合同中使用MAC层合同有基于载波监听多路访问Carrier SenseMuItipleAeees,简称CSMA方式,令牌坏/令牌总线,minislotting,和时分复用访问Time DivisionMultiple Access,简称为TDMA方式，基于每一种访问控制方式都产生了大量实际应用实时合同3无线传感器网络无线传感器网络由具备通信合同转换功能网关节点和大量运营着同一系统平台传感器节点构成传感器节点具备受限能量、存储及解决能力弱、较短通信距离等特点，并集成了简朴数据采集与解决、无线通信、路由转发等各种功能无线传感器网络技术应用前景非常辽阔，并己广泛应用于诸多领域无线传感器网络中通信合同栈属于网络底层核心技术之一，是使得传感器网络应用可以进行交互核心所在它直接影响到无线传感器网络能量消耗、时延与系统运营效率传感器与应用程序之间，传感器节点之间通信都需要通信合同支持传感器网络通信合同体系构造是按功能划分为物理层、数据链路层、网络层、传播层有别于老式网络，无线传感器网络通信合同要保证传感器节点既要能自组织形成网络，又要在运营当中可以进行自我控制和管理，使其工作在一种高效状态当前业界并没有制定针对无线传感网络通信合同原则规范IEEE

802.

15.4原则由于其低功耗,低成本，短距离通信等特点与无线传感器网络特性非常类似，从而被业界视为无线传感器网络事实上原则而在IEEE

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15.4原则基本上发展而来ZigBee技术也被广泛应用在无线传感器网络应用当中IEEE

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15.4原则重要致力于低速无线个人局域网，制定了物理层及媒体访问控制层MAC规范ZigBee联盟在其基本上，制定了网络层和应用支持子层规范8调研结论1原则EN50159只关注了在安全有关系统中借助于非安全设计通信系统安全信息传播过程中所设计安全问题它归纳了与通信有关安全需求，列举了在通信系统中常用也许存在安全危害，推荐了一系列防御办法原则并未对安全通信合同有明确规定

（2）国外专门针对安全核心系统安全通信合同前期设计、分析、建模等不是太多（较有关英文文献多为国内研究学者刊登），而针对合同验证研究相对多某些较常研究通信合同应用背景普通有铁路交通系统、航空系统、核工业系统等在合同验证这块，采用形式化验证（采用某种规范来描述合同）和仿真结合方式比较多

（3）通信合同网络具备代表性有现场总线、工业以太网、无线传感器网络等Safety-related communicationin transmissionsystemslS].[

2.安全通信与安全通信原则EN50159[J].铁路通信信号工程技术,.|

3.Performanc.evaluatio.an.verificatio.o.communicatio.protoco.fo.railwa.signalin.system.|J].Compute.Standard..Interfaces,.[

4.Verificatio.an.conformanc.tes.generatio.o.communicatio.protoco.fo.railwa.signalin.system.[J].Compute.Standard..Interfaces,.[

5.Developmen.o.verificatio.an.conformanc.testin.tool.fo..railwa.signalin.communicatio.protoco.[J].Compute.Standard..Interfaces,.

[4]Group communicationon highways:An evaluationstudy ofgeocast protocolsandapplications[J].Ad HocNetworks,.[

6.Compositiona.verificatio.o..communicatio.protoco.fo..remotel.operate.aircraft[C].Scienc.o.CoiTipute.Programming,.[

7.Verificatio.o.th.safet.communicatio.protoco.i.trai.contro.syste.usin.colore.Petr.net[J].Reliabilit.Engineerin.an.Syste.Safety,.（国内■陈黎洁）|

8.Simulatio.an.verificatio.o.RSSP-I.safet.communicatio.protocol|C|.Secon.Internationa.Conferenc.o.Busines.Computin.an.Globa.Information,.（国内■许孟华）[

9.Forma.verificatio.o.safet.protoco.i.trai.contro.syste.[JJ.Technologica.Sciences.（B EIIP＜）

[10]无线传感器网络安全通信合同研究与设计[D].研究生，大连理工大学,.

[11]安全核心实时通信合同研究[D].博士，兰州大学,.

[12]基于ZigBee无线传感器网络通信合同栈设计与实现[D].研究生，电子科技大学,.113]基于工业以太网列车通信网络研究[D].研究生，北京交通大学,.6检索成果摘要汇总_____________________________________________________________________批注［XJ3］自己要着重解释文献信息，文献格式可以恰当简化依照以上检索范畴与检索核心词，其中某些检索成果5篇，摘述如下【篇名】安全通信与安全通信原则EN50159【作者】杨剑【期刊名称】铁路通信信号工程技术【年份】2月，第11卷第1期【摘要】EN50159是欧洲铁路通信信号领域信息传播系统中安全通信原则对安全通信基本知识进行普通简介，对最新版本EN50159:原则内容进行简朴解读，并结合自身实践，对安全通信合同软件开发有关经验要点进行简介【篇名】Development ofverification andconformance testingtools for a railwaysignalingcommunication protocol【作者】Jae-Ho Lee,Jong-Gyu Hwang,Ducko Shin,Kang-Mi Lee,Sung-Un Kim【期刊名称】Computer StandardsInterfaces【年份】【摘要】Verificatio.an.conformanc.testin.fo.protoco.specification,th.ke.par.o.th.protoco.developmen.process,ar.complementar.technologie.employe.t.increas.confidenc.tha..syste.wiLfunctio.a.state.i.it.specifications.I.thi.paper,w.verif.th.safet.an.livenes.o.th.protoco.specifie.fo.th.Labele.Transitio.Syste.LTS.b.usin.model-checkin.metho.an.implementin.th.testin.tool,whic.experimentalLdemonstrate.th.presenc.o.deadloc.an.reachabilit.fro.th.initia.stat.t..rando.state.Implementin.th.testin.too.ca.us.moda.mu-calculu.t.asses.whethe.protoco.mode.properties,presente.b.moda.logic,mee.protoco.specifications.Laddition,w.propos..conformanc.testin.too.t.chec.correc.implementatio.o.sequence.tha.hav.bee.derive.b.th.Ul.metho.fro.th.specificatio.o.th.protoco.bein.verified.Thi.generatin.too.use.th.C+.languag.i.th.Microsof.Window.N.environment.［篇名］Compositional verificationof acommunicationprotocolforaremotely operatedaircraft【作者】Alwy.E.Goodloe,C6sa.A.Munoz【期刊类型】Science ofComputer Programming【年份】【摘要】Thi.pape.present.th.forma.specificatio.an.verificatio.o..comiTiunicatio.protoco.betwee..groun.statio.an..remotel.operate.aircraft.Th.protoco.ca.b.see.a.th.vertica.compositio.o.protoco.layers,wher.eac.laye.perform.inpu.an.outpu.messag.processing,an.th.horizonta.compositio.o.differen.processe.concurrentl.inhabitin.th.sam.layer,wher.eac.proces.shoul.satisf..distinc.deliver.requirement..compositiona.techniqu.i.use.t.formall.prov.tha.th.protoco.satisfie.thes.requirements.Althoug.th.protoco.itseLi.no.novel,th.methodolog.employe.i.it.verificatio.extend.existin.technique.b.automatin.th.tediou.an.usualLcumbersom.par.o.th.proof,thereb.makin.th.iterativ.desig.proces.o.protocol.feasible.【篇名】基于工业以太网列车通信网络研究【作者】张建斌【学位类型】研究生【授予单位】北京交通大学【导师】谭南林【年份】【摘要】老式以太网通信非实时和非拟定性限制了其在列车通信网络中应用变化以太网通信驱动和调度机制可使之成为适合列车通信实时以太网本文进一步研究了影响以太网实时性和拟定性通信因素后提出理解决方案，并在设计实验平台上进行了验证本文以星型网络为基本研究了共享式和互换式以太网实时特性，得出互换式以太网符合列车通信网络组网规定分析了时间触发架构通信机制并引入以太网中，分时复用通信办法保证了以太网通信实时性和拟定性，在此基本上提出以太网拟定性通信调度机制，并分析计算了通信网络宏观调度周期为了建立基于时间触发机制以太网通信网络,本文在IEEEI588时钟同步合同基本上，提出了一种新从时钟时间补偿办法即渐近时间补偿法，解决了直接补偿算法时间“突变”问题,为验证算法合理性和科学性，用MATLAB对时钟同步过程进行了建模分析在以太网技术基本上研究了以太网通信节点可行性设计方案完毕了两类以太网通信节点硬件设计，移植了实时操作系统和TCP/IP合同栈，搭建了互换式以太网通信实验平台，以实验平台为基本，实现了1EEEI588时钟同步合同栈，建立了时钟同步网络最后，为考察通信网络实时响应能力和时钟同步精度，本文设计了通信网络测试方案,对通信网络平台通信性能进行了定量分析【篇名】基于ZigBee无线传感器网络通信合同栈设计与实现【作者】李蔚【学位类型】研究生【授予单位】电子科技大学【导师】童玲【年份】【摘要】无线传感器网络技术应用前景非常辽阔，在医疗、农业、环境、军事、侵入监测、轨迹跟踪、机器故障等不同应用领域开始显现出了巨大潜力无线传感器网络中通信合同栈属于网络底层核心技术之一，是通信系统中不可分割重要构成某些，是使得传感器网络应用可以进行交互核心所在本文基于ZigBee技术提出了一种可移植性强、提供良好编程接口无线传感器网络通信合同栈设计与实现,其目是为了减少开发传感器网络应用难度，同步也可为研究人员研究无线传感器网络效能、改进通信合同提供一种坚实基本本文设计无线传感器网络通信合同栈具备理论和应用上意义本文着重简介了合同栈MAC层、网络层设计与实现设计实现MAC层在数据服务上支持直接传播与间接传播，支持CSMA/CA机制接入信道;在管理上,支持信道扫描、数据祈求、关联等功能网络层支持网络建立、加入、离开、网络地址分派等网络管理功能，支持网络数据单播及广播服务等数据服务功能网络层路由管理支持多对

一、分级路由、最小路由成本等路由方略本文在以射频芯片CC2531为核心硬件平台上，进行了合同栈性能指标测试:MAC层重要进行链路数据传播吞吐量与丢帧率等性能指标测试;网络层重要进行自组织网络能力、路由算法反映能力、端对端网络时延及传播成功率等性能指标测试7调研成果分析批注自己思考和心得[XJ4]

7.1国外有关研究[l.Developmen.o.venficatio.an.conformanc.testin.tool.fo..railwa.signalin.commun.icatio.protocol[J].Compute.Standard..Interfaces,.论文重要工作就是采用label transitionsystem LTS和输入/输出有限状态机I/O FSM来描述了一种通信合同，并验证铁路信号通信合同安全性和活性，验证办法是口算子mu-calculus和模型检测model checking,这其中一致性测试、UIO序列、测试生成办法都是根据I/OFSM中层模型来实现论文中指出合同验证涉及在实行合同之前检查顾客需求与合同与否匹配，分析合同规范与否对的等

[4]Group communicationon highways:An evaluationstudy ofgeocast protocolsandapplications[J].Ad HocNetworks,.该论文针对高速道路交通系统安全通信需求，提出一种DBA MACDynamic BackboneAssistedMAC合同，通过模型分析、仿真学习等办法得到信噪比、通信延时等QoS参数，并与老式geocast合同相比，仿真成果证明可以该合同可以作为高速道路交通系统中安全通信合同[

5.Compositiona.verificatio.o..communicatio.protoco.fo..remoteLoperate.aircraft[C].Scienc.o.Compute.Programming,.该论文重要对遥控飞行系统和地面站之间安全通信合同进行组合验证，从而对合同整体安全性进行验证为了对通信合同进行安全性验证，一方面要对其进行各种规范和状态定义，这里用到PVS是一种紧密耦合规范语言，也是一种交互式定理证明器接着将合同分为应用层、传播层、链路层和介质层,每一层都单独执行输入和输出消息解决，并且每一层传播过程都应当满足不同信息传播规定这里用PVS表达不同层行为和状态,从而验证其安全性

7.2EN50159学习该原则中没有对通信合同基本框架有规定，也未对安全通信合同详细内涵和规定有规定欧洲电工原则化委员会CENELEC制定了网络传播系统安全通信原则EN50159,该原则合用于为了通信使用封闭或开放传播系统安全有关电子系统为在连接到传播系统安全有关设备之间达到安全有关通信，该原则给出了所需基本规定并不是专门针对安全通信合同初期发布版本中分为EN50159”:和EN50159-2:两某些EN50159-1定义了封闭传播系统中安全通信原则，而EN50159-2则定义了开放传播系统中安全通信原则9月最新版本EN50159:原则中，将两某些合成一某些，统称为传播系统安全通信原则EN50159:中对开放传播系统划分更为详细，根据与否存在未经授权接入风险，分为免于此风险开放传播系统及承受此风险开放传播系统封闭式传播系统特点为1）存在已知最大数量可连接参加者；2）传播系统特点已知，媒介已知或固定；3）只容许通过批准访问开放式传播系统特点为1）根据既定流程读取、存储、解决或重新传播顾客数据元素是顾客未知;顾客数量普通是未知，安全有关和非安全有关,以及和铁路应用不有关设备都可连接到该传播系统中；2）传播介质传播特性和磁化率所受外部环境影响是未知；3）网络控制和管理系统可以通过该传播系统两端任何一种或多于一种类型传播介质，按照顾客未知程序发送（动态重新发送）消息；4）未知其她传播系统中顾客可以以未知形式发送未知量信息EN50159-1原则提出了系统为了满足功能完整性，所应当采用保护办法和手段提出了为满足安全完整性、安全有关设备之间通信和通信链路所需安全性、安全，所应当满足安全规定该原则还提出对系统安全代码规定EN50159-2原则中还指出了传播系统也许遭受威胁以及防御办法原则中建议运用序列号、时间戳、源地址和目地址标记、超时防护、反馈消息、身份鉴别以及加密技术,来防御遇到威胁提出了对传播系统消息防护规定（涉及通用规定、特定防护等）在附录某些，该原则给出了使用安全代码和加密技术注意事项和应用建议总得来说,EN50159原则化铁路信号安全有关通信功能与技术规范，对安全有关系统设计具备指引意义EN50159原则制定了系统传播过程中威胁与防御手段，提出在安全有关设备之间进行信息互换、消息传递过程中,需要进行安全编码、安全传播以及安全校验等安全有关通信过程安全通信在系统构造上，就是将安全编码与解码安全层插入到传播层与应用层之间安全设备之间传递顾客报文由应用层传递给安全层进行安全编码，将生成安全报文通过传播层传播;接受端接受到报文，也要通过安全层解码、校验后过滤后才被采用而在EN50159:中阐述安全通信参照架构即为在应用层与传播系统间建立安全层原则中将传播系统带来安全隐患总结为潜在报文错误，安全层建立应能有效防御报文错误,为安全有关数据传播提供保障详细到安全层采用安全办法则取决于传播系统类型顾客数据一方面经安全层解决，生成安全层数据报文后再经由传播系统发送从传播系统接受到信息也先通过安全层过滤再被采用从逻辑角度讲，安全层相应用层、传播系统是透明,无论传播系统采用何种构造及合同栈，安全有关数据都能在安全层保护下到达目地

7.3通信合同中网络1现场总线field bus现场总线是指现场仪表和数字控制系统输入输出之间全数字化、双向、多站通讯系统现场总线是将自动化最底层现场控制器和现场智能仪表设备互连实时控制通讯网络，遵循ISOOSI开放系统互连参照模型所有或某些通讯合同当前已经开发出有40各种现场总线，它们分别应用在不同行也领域较流行有5种，分别是FF、ProfitbusHART、CAN和Lon Works尽管当前有各种可用现场总线，但其并没有被广泛应用于安全核心系统中，因其开发过程中并没有融入安全设计理念，而是在实现完毕后，再去推到其设计安全性作为一种涌现特性,安全性不也许在系统布置之后被添加进去，它必要贯穿于系统整个开发过程中因而若要将现场总线应用于安全核心系统，应将安全管理概念贯穿于合同设计开发和验证过程中，从过程中保证与安全原则兼容性以提高系统安全置信度工业用现场总线拓扑方式重要有总线型、星型、环型、树型等，不同组网方式有各自不同优缺陷其中星型拓扑构造中所有通信节点都连接在一种中心设备上，删除或移动某个节点都比较以便，某个节点发生故障，不会影响到整个网络，中心节点是整个网络核心，规定具备很高可靠性和安全性现场总线类型特性FF ProfibusHART CANLonWorks智能楼宇自动化、工业目动应用范围仪表PLC变送器汽车化等网络层次0SI12341271271271-7双线线、电乐、双线线、光电源信双线线、电力线、电缆、逋讯介质双纹线光纤、无线等纤号线光纤、无线等介质访问方令牌、王从令牌、位仲裁令牌、王从PP CSMACRC式查询纠错方式CRC CRC CRCCRCCRC逋讯速率

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211.25Mbps最大字数W32128151102於优先级有有有有有保密性-----身份认证安全性罡是是罡是开发工具有有有有2工业以太网现场总线技术诞生后，实时通信网络技术被广泛用于工业控制领域，如上面内容所示，有40各种不同现场总线应用在不同行业领域与此同步，工业以太网成为现场总线研究和应用新热点，并涌现了大量工业以太网实时通信合同应用于工业控制领域虽然相比于现场总线技术，以太网具备普遍性，低成本,高带宽等特性但是同步老式以太网是一种非拟定性、非实时性网络系统，会导致数据传播不拟定性，无法满足安全核心系统信息传播对于网络高实时性和拟定性规定同步最初以太网设计也没有考虑到安全核心系统工业现场特殊应用环境，也无法保证通信网络可靠性和稳定性为了满足实时性和稳定性规定，同步减少成本，某些实时通信合同对OSI参照模型进行了优化，只剩余物理层，数据链路层和应用层在物理层和应用层制定上实时通信合同都比较灵。