系统安全论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇系统安全论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2实验模块

实验内容的设计是以Hook技术为基础，从影响操作系统安全的外设事件、进程保护、文件管理、网络安全等方面进行设计。Windows操作系统是建立在事件驱动机制之上的，系统各部分之间的沟通也都是通过消息的相互传递而实现。Hook（钩子）技术是Windows系统的一种非常重要的接口，可以截获并处理在其他应用程序之间传递的消息，并由此完成一些普通应用程序难以实现的特殊功能。Hook技术分为应用层Hook技术和内核层Hook技术。该实验采用Hook技术设计了全局键盘监听、进程隐藏与保护、文件监视、网络监听等具体实验内容。

2.1全局键盘监听

本模块的实验目的是让学生理解Windows的消息处理机制——回调函数、Hook技术的原理，并能运用这些原理改变系统消息的控制权，达到维护系统安全的目的。实验内容是通过回调函数定制新的键盘钩子，在主控机上通过windbg把钩子以DLL的形式加入到目标机的所有运行进程中，实现全局键盘监听。钩子函数将获取的键盘信息返回给主控机，在其dbgview上显示键盘的输入信息。

2.2进程隐藏与保护

本模块的实验目的是为了让学生理解系统服务的原理和执行流程，并能利用SSDTHook技术改变系统服务的地址和执行流程，达到改变相关进程的控制权并保护该进程的目的。实验内容分为两部分，首先是通过修改SSDT（即系统服务描述符表）中NtQuerySystem-InformationAPI的地址，将其替换为自定义的服务函数NtQuerySystemInformation（即SSDTHook）地址，实现在被调试机中隐藏指定进程的目的；然后，通过修改SSDT中NtTerminateProcessAPI阻止进程被任务管理器等进程管理工具杀掉，达到保护进程的目的。为了保证系统的稳定性(至少不让其崩溃)，应当在自定义的服务函数中调用系统中原来的服务。

2.3文件监视

本模块的实验目的是为了让学生理解文件监视的原理，运用相关的Hook技术保护指定文件，达到防止病毒木马等恶意修改或删除文件、维护文件系统安全的目的。实验的内容是当删除一个需要受保护文件时，利用SHFileOperationHook替换原来的API函数，禁止删除该文件的操作，并提示该文件受保护。

2.4网络监听

本模块的实验目的是帮助学生理解网络抓包技术的原理，并运用相关的HookWinSocketAPI实现抓包，达到监测网络传输和排除网络故障的目的。实验内容是首先利用Hook技术完成消息的截获，提取出感兴趣的消息；其次，利用API拦截技术拦截相应的网络程序的SOCKET网络函数；第三，利用DLL技术将HookAPI拦截的代码封装，利用EXE程序将DLL映射到进程中。相关网络函数被调用时将触发API函数拦截。最后，从网络函数中提取我们想要得到的数据包。

3实施方法

操作系统安全实验是信息安全专业实践内容的重要部分，由于实验内容需要一定的内核知识基础且具有一定难度，因此将其定位为开放式实验，并安排在操作系统原理和信息系统安全等相关专业课程学习之后实施。借助网络学习平台，将所有实验信息对信息安全专业学生开放；学生按照教师定制的学习路径，自主获取实验的基本信息、网络查询实验资料和相关技术及应用方法、自主完成实验步骤、提交实验结果，并可以在实验过程中改进实验内容。对于实验要求，教师可以在学习路径中分别指定基础性要求和创新性要求，这样既能保障基础安全实践能力的训练内容，又能激发学生的创新能力。

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2实现的关键技术与系统安全

2.1关键技术。（1）开发环境。本系统在设计阶段决定采用.NET和SQL2008结合的方式开发，此项技术也是现今开发管理信息系统的主流技术路线。采用C#作为后台语言，是一个用于创建企业级B/S应用程序的编程框架，而SQL2008通过集成化的界面和对VS的高度兼容，以及对日常任务的数据自动化管理能力，为本系统的实现提供了数据解决方案；（2）数据控件的综合运用。拥有GridView、MultiView、View等功能强大的数据绑定控件，在进行系统数据查询、表单审核等环节中使用，能十分方便的实现对数据的管理。在年度科研成果统计模块中，通过数据控件可以实现根据统计需要分别设置按不同条件、不同时间段等分类统计方式。在对科研数据审核时，管理人员也可以根据实际情况对数据进行批量审核操作，以提高工作效率；（3）JQuery技术。JQuery是免费轻量级JS脚本框架，可快速开发操作文档对象、选择DOM元素、制作动画效果、事件处理、使用Ajax以及其他功能，而且各个版本的浏览器对利用JQuery开发的功能都有良好的兼容性。本系统中实现向服务器提交异步刷新数据、弹出对话窗口、分页以及各种统计图表等功能都使用到了该技术，而且实现效果不错；（4）存储过程。存储过程是一组为了完成特定功能而预先编译好的SQL语句。存储过程在第一次编译时进行语法检查，编译好的存储过程保存在高速缓存中用于调用，提高了执行的速度和效率。本系统在实现的过程中，对于不同角色权限的操作管理都是基于存储过程的。当用户取得了相应的角色权限，就可以调用相应的存储过程执行操作。另外，当系统功能模块的逻辑结构发生变化时，并不会影响存储过程中的业务逻辑，能更好的实现系统的模块化和可移植性，提高系统开发的效率。

2.2系统安全。（1）权限管理。系统为涉及科研敏感信息的公共平台，对信息安全防护技术有较高的要求。本系统对数据库的操作基于存储过程，极少用字符串拼接SQL语句，用户根据赋予的权限运行相应的存储过程实现对数据的操作。通过存储过程对参数的验证，大大增强系统的安全性，可以有效防止SQL注入攻击。此外，在安全性上本系统采用基于角色的安全认证机制，通过对系统中的Global.asax和Web.config文件的设置，限制每种角色对特定目录的访问权限；（2）访问日志。使用日志记录所有用户对系统的访问信息，包括用户名、到访时间、IP地址，访问内容等。管理员可利用日志信息对整个网络环境进行检测和分析；（3）数据备份。数据备份是信息系统必备的一项安全功能，可以用于当系统异常时的数据恢复。本系统采用物理备份的方式，定期将数据备份至其他存储介质，以防系统出错时数据丢失。

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[论文摘要]通过对电力系统计算机网络存在的网络安全问厦的分析，提出相应的安全对策，并介绍应用于电力系统计算机网络的网络安全技术。

在全球信息化的推动下，计算机信息网络作用不断扩大的同时，信息网络的安全也变得日益重要，一旦遭受破坏，其影响或损失也十分巨大，电力系统信息安全是电力系统安全运行和对社会可靠供电的保障，是一项涉及电网调度自动化、继电保护及安全装置、厂站自动化、配电网自动化、电力负荷控制、电力营销、信息网络系统等有关生产、经营和管理方面的多领域、复杂的大型系统工程。应结合电力工业特点，深入分析电力系统信息安全存在的问题，探讨建立电力系统信息安全体系，保证电网安全稳定运行，提高电力企业社会效益和经济效益，更好地为国民经济高速发展和满足人民生活需要服务。

研究电力系统信息安全问题、制定电力系统信息遭受内部外部攻击时的防范与系统恢复措施等信息安全战略是当前信息化工作的重要内容。

一、电力系统的信息安全体系

信息安全指的是为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。包括保密性、完雅性、可用性、真实性、可靠性、责任性等几个方面。

信息安全涉及的因素有，物理安全、信息安全、网络安全、文化安全。

作为全方位的、整体的信息安全体系是分层次的，不同层次反映了不同的安全问题。

信息安全应该实行分层保护措施，有以下五个方面，

①物理层面安全，环境安全、设备安全、介质安全，②网络层面安全，网络运行安全，网络传输安全，网络边界安全，③系统层面安全，操作系统安全，数据库管理系统安全，④应用层面安全，办公系统安全，业务系统安全，服务系统安全，⑤管理层面安全，安全管理制度，部门与人员的组织规则。

二、电力系统的信息安全策略

电力系统的信息安全具有访问方式多样，用户群庞大、网络行为突发性较高等特点。信息安全问题需从网络规划设计阶段就仔细考虑，并在实际运行中严格管理。为了保障信息安全，采取的策略如下：

(一)设备安全策略

这是在企业网规划设计阶段就应充分考虑安全问题。将一些重要的设备，如各种服务器、主干交换机、路由器等尽量实行集中管理。各种通信线路尽量实行深埋、穿线或架空，并有明显标记，防止意外损坏。对于终端设备，如工作站、小型交挟机、集线器和其它转接设备要落实到人，进行严格管理。

(一)安全技术策略

为了达到保障信息安全的目的，要采取各种安全技术，其不可缺少的技术层措施如下：

1．防火墙技术。防火墙是用于将信任网络与非信任网络隔离的一种技术，它通过单一集中的安全检查点，强制实糟相应的安全策略进行检查，防止对重要信息资源进行非法存取和访问。电力系统的生产、计量、营销、调度管理等系统之间，信息的共享、整合与调用，都需要在不同网段之间对这些访问行为进行过滤和控制，阻断攻击破坏行为，分权限合理享用信息资源。

2．病毒防护技术。为免受病毒造成的损失，要采用的多层防病毒体系。即在每台Pc机上安装防病毒软件客户端，在服务器上安装基于服务器的防病毒软件，在网关上安装基于网关的防病毒软件。必须在信息系统的各个环节采用全网全面的防病毒策略，在计算机病毒预防、检测和病毒库的升级分发等环节统一管理，建立较完善的管理制度，才能有效的防止和控制病毒的侵害。

3．虚拟局域网技术(VLAN技术)。VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含1组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有相同的属性。但由于它是逻辑而不是物理划分，所以同一个LAN内的各工作站无须放置在同一物理空间里，既这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，有助于控制流量、控制广播风暴、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。

4．数据与系统备份技术。电力企业的数据库必须定期进行备份，按其重要程度确定数据备份等级。配置数据备份策略，建立企业数据备份中心，采用先进灾难恢复技术，对关键业务的数据与应用系统进行备份，制定详尽的应用数据备份和数据库故障恢复预案，并进行定期预演。确保在数据损坏或系统崩溃的情况下能快速恢复数据与系统，从而保证信息系统的可用性和可靠性。

5．安全审计技术。随着系统规模的扩展与安全设施的完善，应该引入集中智能的安全审计系统，通过技术手段，实现自动对网络设备日志、操作系统运行日志、数据库访问日志、业务应用系统运行日志、安全设施运行日志等进行统一安全审计，及时自动分析系统安全事件，实现系统安全运行管理。

6．建立信息安全身份认证体系。CA是CertificateAuthority的缩写，即证书授权。在电子商务系统中，所有实体的证书都是由证书授权中心(CA中心)分发并签名的。一个完整、安全的电子商务系统必须建立起一个完整、合理的CA体系。CA体系由证书审批部门和证书操作部门组成。电力市场交易系统就其实质来说，是一个典型的电子商务系统，它必须保证交易数据安全。在电力市场技术支持系统中，作为市场成员交易各方的身份确认、物流控制、财务结算、实时数据交换系统中，均需要权威、安全的身份认证系统。在电力系统中，电子商务逐步扩展到电力营销系统、电力物质采购系统、电力燃料供应系统等许多方面。因此，建立全国和网、省公司的cA机构，对企业员工上网用户统一身份认证和数字签名等安全认证，对系统中关键业务进行安全审计，并开展与银行之间、上下级CA机构之间、其他需要CA机构之间的交叉认证的技术研究及试点工作。

(三)组织管理策略

信息安全是技术措施和组织管理措施的统一，“三分技术、七分管理”。据统计，在所有的计算机安全事件中，属于管理方面的原因比重高达70%以上。没有管理，就没有安全。再好的第三方安全技术和产品，如果没有科学的组织管理配合，都会形同虚设。

1．安全意识与安全技能。通过普及安全知识的培训，可以提高电力企业职员安全知识和安全意识，使他们具备一些基本的安全防护意识和发现解决某些常见安全问题的能力。通过专业安全培训提高操作维护者的安全操作技能，然后再配合第三方安全技术和产品，将使信息安全保障工作得到提升。

2．安全策略与制度。电力企业应该从企业发展角度对整体的信息安全工作提供方针性指导，制定一套指导性的、统一的安全策略和制度。没有标准，无法衡量信息的安全，没有法规，无从遵循信息安全的制度，没有策略，无法形成安全防护体系。安全策略和制度管理是法律管理的形式化、具体化，是法规与管理的接口和信息安全得以实现的重要保证。

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日常生活中发生的几次安全事故都是因为没有落实安全管理工作，基础的安全设施不配套导致的。在我国的电力运输和配送中出现的问题也主要是由于变电安全的基础设施不配套，安全管理工作没有落实到位造成的。大多数的电力单位对单位所采用的先进技术非常自信，认为不会出现安全问题，在安全管理上比较懈怠，安全管理的重视度不够。

1.2缺乏完善的安全管理系统。

多数的电力单位对其所用技术和设备的检查不够，常常认为采用这些先进的设备不会出现问题，在单位中也就没有完善的安全管理系统，日常的工作没有规范，变电站的安全运行无法保证。在发生安全事故时，没有相应的应急系统，导致应急工作混乱，不能及时有效的恢复变电的正常运行。

1.3工作人员缺乏安全意识。

工作人员的操作是影响变电安全运行的重要因素之一。日常的工作中，电力操作人员缺乏安全意识，在工作中的状态不积极，往往是单位强制的要求维护或者领导检查时，员工才会去对基础设施进行检查和维护，很少主动的去维护设备。变电运行过程对设备的耗损相对较大，长时间的不维护保养会造成设备的老化、废弃等，甚至会影响到电力的传输和使用，更严重的可能导致一些安全事故的发生。

1.4基础设施不配套。

变电站的设备进行过多次的更换，一些设备已经符合最新的技术标准，但是还有一些设备更换次数较少甚至从安装使用后就没再更换过的，使得变电站的设备不配套。同时，由于使用时间较长，原有的设备符合当时的标准和安全要求。但在经过不断的改进后，现在已经属于被淘汰的不符合安全标准的设备了，但是由于一些原因，单位没有更换，在变电运行中增添了安全隐患。

1.5设备的老化、损耗带来的安全事故。

长时间的变电运行导致设备磨耗较多，老化严重，工作人员的不及时的维护和保养为安全事故留下了隐患，由小细节引发大的祸端。设备的不良状态制约着电网工作的正常运行，降低了电力传输和转化的效率，严重的影响了人们的生活，给人们带来生活上的诸多不便，甚至经济损失。

2提高变电运行安全运行的措施

针对变电运行中存在的单位对安全管理的重视度不够、缺乏完善的安全管理系统、工作人员缺乏安全意识、基础设施不配套、设备的老化、损耗带来的安全事故等问题，要通过加强变电安全运行的认识，完善单位的安全管理系统和制度，提高操作人员的专业素质，加强基础设施的建设，加强对于变电直流系统的管理，加强变电设备的检查维护来提高变电运行的安全。

2.1落实变电系统的分析制度

变电系统的监控站应建立变电系统运行情况的分析制度，保证一个周期内作出一次分析，分析的主要内容包括变电站安全运行情况和变电站的管理工作。针对变电站日常运行中出现的问题进行分析，如果出现问题应及时采取相关的措施进行改进。

2.2完善单位的安全管理系统和制度

引进先进的技术对变电实行科学有效的安全管理，单位内部不断完善已设立安全管理系统，加强对于变电运行的监控，统一单位内的管理制度和规范，促进单位的安全管理标准化，提高对于信号灯的检测频率和质量，加强对于光字牌和信息的保护的管理，强化五防闭锁在保护工作中的使用管理，经常对其进行维护和保养，提高系统安全事故发生时的预警机制，有效的保障倒闸操作时的系统安全。

2.3加强基础设施的建设

加强基础实施的建设，使得接地线和接地刀闸的数量和位置符合标准，确保其牢固的接地。同时加强主变、高抗冷却系统的管理，及时对换风冷电源进行切换，认真的检查备用电源和风机的完整程度，严格控制因为系统温度过高、负压过大导致的主变绝缘受损，引起系统跳闸，影响系统的正常运行，使得供电系统不能运转，配合使用五防接地桩，加大解锁钥匙的管理力度，实现管理的程序化。例如，在安装接地刀闸时严格遵循标准，确定位置和数量，明确刀闸的断开点，将接地点的螺栓稳固，验电后安装接地线。

2.4严格落实检查制度

变电站的值班人员应增加利用变电系统的监控系统进行巡视的次数，如果出现变电站的故障，应立即采取相应的措施进行解决。值班人员在进行巡视过程中，应当严格按照巡视的标准化作业指导书的内容进行巡视指导，并做好相关记录。

2.5加强对于变电直流系统的管理

直流系统直接影响熔丝的熔丝控制，控制开关的拉合，可以保护装置的正常的运行。在正常的运转中直流系统也会出现保护误动，导致供电系统不能正常运行。在日常的管理中，要注意及时的选线拉路，消除误动，减小保护误动带给人们的不便。加强保险丝的维护和更换，避免因为保险丝长期运行导致电流降低和接触不良问题的出现，对蓄电池进行定期的保养维护，确保放电的容量足够大，保证母线电压符合标准，对充电机进行电流检测。

2.6加强变电设备的检查维护

加强操作人员及时的对设备进行检查和维护，特别注意在低温、雷雨、高温天气后对设备的检查维护，进行保养，减少设备的损耗和设备中问题的纠正，避免因为一些细节造成的重大事故，注意冲油设备的油面、油位和油温、避雷针、未免防水等的检查。设置应急装备，在发生事故时能够及时有效的做出反应，迅速的恢复变电站的正常工作，保证人们的正常生活和工作。例如，在发生安全事故时，应及时的封锁现场，禁止不相干人员的进入，减少人身安全的威胁。

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1.1缺乏上层的整体策略

主要体现在管理力度不够，政策的执行和监督力度不够，部分规定过分强调部门的自身特点，而忽略了在铁路运输的大环境下自身的特色。部分规定没有准确地区分技术、管理和法制之间的关系，以管代法，用行政管理技术的做法仍较为普遍，造成制度的可操作性较差。

1.2评估标准体系有待完善

主要表现在信息安全的需求难以确定，要保护的对象和边界难以确定。缺乏系统的全面的信息安全风险评估和评价体系，以及全面完善的信息安全保障体系。

1.3信息安全意识缺乏

普遍存在重产品、轻服务，重技术、轻管理的思想。

1.4安全措施建设滞后

主要体现在网络安全措施建设不够健全。随着网络技术的快速进步，网络安全也在不断地遇到新的挑战，原来的安全措施已经不能满足现代网络安全技术的需要。

1.5安全人才建设滞后

当前铁路系统信息技术人员较多，已经初步形成了一支铁路信息系统开发建设、运行维护的专业技术队伍。但从事信息安全技术方面的人才还非常缺乏，特别是既懂技术又懂管理的复合型人才。

2加强信息安全的重要性和必要性

2.1信息安全的重要性

近年来，信息技术的不断推广与应用推动了信息系统的基础性、全局性以及全员性的不断增强。铁路运输组织、客货服务、经营管理、建设管理和安全保障等对其依赖程度越来越高，特别是随着铁路生产与管理向着智能化和管控一体化方向的进一步发展，对网络和信息安全提出了更高的要求。由信息安全引入的风险也越来越大。网络和信息系统一旦发生问题，将给铁路生产、服务和经营带来重大威胁和损失，给铁路形象造成不良影响。信息安全已成为铁路安全的重要组成部分。铁路信息系统不仅包括管理信息系统、信息服务系统，而且还包括生产自动化系统等。因此，信息安全保护的内容不仅是数据和系统本身的安全，更重要的是运行于网络之上的业务安全，即保证业务应用系统的实时性、可靠性和操作的不可抵赖性。结合实际应用，就是要确保运行于网络之上的行车调度指挥、列车运行控制、编组站综合自动化等控制系统，以及生产实时管理、客票预订和发售、货运电子商务、12306客户服务等业务系统安全运行。

2.2信息安全的必要性

随着信息系统在铁路应用范围的不断扩大，功能的不断强大，网络覆盖的不断延伸，开放性与互联性的不断增强，以及技术复杂性的不断提升，由于信息网络和信息系统自身的缺陷、脆弱性以及来自内外部的安全威胁等所带来的信息安全风险日益凸现，而且日趋多样化和复杂化。传统的安全管理方式已不适应信息安全保障要求，必须采取先进的管理理念和科学的管理方法。信息安全管理的实质是风险管理。开展铁路信息安全风险管理，就是运用科学的理论、方法和工具，从风险评估分析入手，识别潜在风险，制定有效管控和处置措施，加强安全风险过程控制，强化应急处置，努力消除安全风险或使风险可能造成的后果降低到可以接受的程度。加强信息安全风险管理是铁路信息系统安全稳定运行的内在需要，是保障铁路运输安全和正常秩序的必然要求，符合信息安全管理工作特点，是做好信息安全工作的科学方法和有效手段。

3加强信息安全管理对策

为应对日益严峻的信息安全形势所带来的挑战，铁路系统必须采取一系列的措施来提高信息管理水平。主要体现在以下几个方面：

3.1端正信息安全认识

如何看待铁路系统的信息安全问题，实质上是如何看待铁路系统的信息资产的问题，信息化建设中的铁路系统管理者应该认识到，与铁路系统的有形资产相比，信息资产的生存和发展有着更加重要的地位。而铁路系统的信息安全防护，虽然不能直接参加铁路系统价值的创造，但能间接地影响铁路系统的管理水平，管理能力，影响铁路系统的竞争能力。在某些特殊条件下，甚至会影响铁路系统的生存和发展。因此，铁路系统的管理者必须充分认识到信息安全的重要性和严峻性，从铁路系统生存发展的战略高度来看待信息安全问题，国内有关研究机构和企业提出了“信息安全治理”的概念，即将信息安全策略提升到和企业发展策略相同的地位，作为企业策略层的1项重要任务来实施，这个观点在国外已经得到广泛实践，值得铁路系统借鉴。

3.2建立完善信息安全管理体制

在信息安全学界，人们经常会提到，对于信息安全防护，应该“三分技术，七分管理”，这充分说明了管理在铁路系统信息安全防护中的重要性，明确自己的信息安全目标，建立完善、可操作性强的安全管理体制，并严格执行，这也是铁路系统真正实现信息安全的重要环节。

3.3加大投入与提高人员素质

安全技术是铁路系统信息安全的基础，高素质的人员是实现铁路系统信息安全的保证，对于铁路系统的信息安全问题，必须加大人员、资金和技术投入力度，科学配置资源，达到投入和收益的最佳结合。围绕铁路系统的信息安全目标和策略，系统、科学地进行软硬件系统的采购和建设，要重点加强信息安全人员资源素质的培养和提高，在信息安全防护体系的建设和实践中，不仅要利用传统的补动防护技术，同时也要引入主动防护技术。此外根据实际的业务，可以引入PKI技术、VPN技术等，再结合专业素质过硬的人员以及科学的信息安全管理，从而达到最优的信息安全防护能力。定期组织专业的网络与信息安全培训，进一步提高人员素质。

3.4制定突发事件的应急预案

必须针对不同的系统故障或灾难制定应急计划，编写紧急故障恢复操作指南，并对每个岗位的工作人员按照所担任角色和负有的责任进行培训和演练。

3.5加强数据完整性与有效性控制

数据完整性与有效性控制要保证数据不被更改或破坏，需要规划和评估的内容包括：系统的备份与恢复措施，计算机病毒的防范与检测制度，是否有实时监控系统日志文件，记录与系统可用性相关的问题，如对系统的主动攻击、处理速度下降和异常停机等。

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企业信息系统是整个网络系统的重要组成部分，在整个开发过程中投入了大量的人、财、物力，企业信息系统中存放着企业的核心数据，一旦信息系统的安全受到威胁和破坏，就会给信息系统的使用者 带来不可估量的损失，甚至会严重影响到企业的发展。

1.2影响信息系统安全的因素

影响信息系统安全的因素虽然很多，但综合分析主要因素有以下几个方面：1）自然因素。周围环境的温度和湿度、尘埃、地震、火灾、水灾、风暴以及社会暴力等，这些因素将直接影响信息系统实体的 安全。2）硬件及物理因素。支撑信息系统的硬件部分是由电子元器件、磁介质等物理设备组成的。系统硬件及环境包括机房设施、计算机主体、存储系统、辅助设备、数据通讯设施以及信息存储介质的 安全与否直接关系到信息系统的安全。3）电磁波因素。信息和数据通过信息系统进行传输，在工作过程中都会产生电磁波辐射，在一定范围内很容易检测并接收到，这就容易造成信息通过电磁辐射而泄 漏。另外，空间电磁波也可能对系统产生电磁干扰，影响系统正常运行。4）软件因素。软件是支持信息系统正确运行，保障数据安全的关键部分。软件的非法删改、复制与窃取或被攻击、破坏将使系统 的软件受到损坏，并可能造成泄密。5）数据因素。信息系统是以处理数据、输出有价值信息为主要目的的。数据信息在存储和传递过程中的安全性，是信息系统安全的重中之重。6）人为及管理因素。 工作人员的素质、责任心、管理制度和法律法规是否健全，都直接对信息系统的安全造成威胁。

2信息系统的安全防护重点

为了保证信息系统的安全，根据信息系统的组成和运行特点，应重点做好计算机硬件、信息系统软件、信息系统数据、信息系统运行的安全防护及计算机病毒预防等重点工作。

2.1计算机硬件的安全与防护

计算机硬件的安全与防护，是为了保障信息系统安全可靠地运行，保护系统硬件和附属设备及记录信息载体不致受到人为或自然因素的危害而对信息系统进行的最基本的安全维护。要求企业必须建立与 信息系统的组成和运行特点相适应的机房设施、计算机主体、存储系统、辅助设备、数据通讯设施以及安全的信息存储介质。计算机除易受外界电磁干扰外，自身也产生携带大量信息的电磁辐射，所以 计算机在处理信息的过程中，也会导致信息的泄露问题。抑制和防止电磁泄漏是物理安全策略的一个主要问题。结合企业的实际情况，主要应采取的防护措施有以下两类：第一类措施是对传导发射的防 护，主要采取对电源线和信号线加装性能良好的滤波器，减小传输阻抗和导线间的交叉耦合。第二类措施是对辐射的防护，这类防护措施又可分为以下两种：一是采用各种电磁屏蔽措施，如对设备的金 属屏蔽和各种接插件的屏蔽，同时对机房的各类管道和金属门窗进行屏蔽和隔离；二是干扰的防护措施，即在计算机系统工作的同时，利用干扰装置产生一种与计算机系统辐射相关的伪噪声向空间辐射 来掩盖计算机系统的工作［1］。

2.2信息系统软件的安全与防护

软件是保证信息系统正常运行、促进信息技术普及应用的主要因素。保证信息系统软件的安全要做到以下几点：第一要使用正版软件，并对安装软件进行严格的安全检查。软件的安全管理首先是要对软 件，尤其是自行开发的软件进行全面测试检查。第二要对软件在运行过程中发现的错误进行及时修改、维护，不断扩充、完善和丰富软件的各项功能。第三要严格软件的操作运行规程。对操作用户赋予 一定的权限，没有相应权限的用户不能使用权限以外的系统资源。第四要建立严格的软件管理制度，妥善管理软件资源。对信息系统中的所有软件资源要造册登记，归类妥善保管。第五要做好系统备份 。系统备份用于故障的后备支援，是软件使用过程中安全与防护的重要措施。

2.3信息系统数据的安全与防护

由于数据是信息系统的中心，对于数据的安全管理就成为整个信息系统安全管理的核心。1）数据加密处理。加密是保障数据秘密性和真实性的重要方法，是数据安全保护的有效手段，也是抵抗计算机病 毒感染破坏、保护数据库完整性的重要措施。数据加密策略是从数据本源进行安全防护，根据加密技术的不同可以产生不同模式、等级的数据安全防护效果。2）网络加密。网络加密是目前能为任何形式 的Internet通信提供安全保障的协议。网络加密允许提供逐个数据流或者逐个连接的安全，所以能实现非常细致的安全控制。对于用户来说，可以对不同的连接定义不同保护强度(级别)的网络加密通道 。3）数据安全管理。具体的数据安全管理工作主要包括：防止数据信息的泄露；防止计算机病毒的感染和破坏；防止硬件出现故障，具备双机热备甚至多机热备功能，防止数据的人为破坏；防止电磁辐 射、意外事件等带来的威胁。4）数据备份。及时做好数据特别是重要数据的备份并做好备份后的定期检查和更新复制等工作，以保证备份数据的完整性、适用性和实效性。要根据实际需要，确定数据备 份的频率、以及备份介质上数据的保存时间。日常备份操作可以在晚间系统负载较轻时定时、自动、快速进行，对系统日间使用不会造成任何影响。

2.4信息系统运行的安全与防护

信息系统的运行安全管理是通过对系统运行状况的监控，及时发现不安全的运行因素，从而采取有效的安全技术措施，来保证信息系统的安全。首先，信息系统的安全运行，应以严密的系统组织控制为 前提。系统组织控制是为实现信息系统目标而进行的组织结构设计、权限安排和流程规范设计。因此，组织结构设计应结合企业流程特点、信息化程度、人员素质、风险类型与大小进行全盘考虑；围绕 系统最终目标，划分职能界限与任务权限，形成适应流程管理与控制的企业信息系统组织结构，并与员工信息的使用权限、决策权限相匹配。其次，要严格操作控制。严格操作控制是通过计算机操作规 程来保证信息系统对信息处理的正确程度，从而减少差错。主要应做好：1、对信息系统的使用进行理论和实作培训，以便及时正确掌握基础信息和含义，并能熟练运用；2、结合实际岗位工作特点，制 定不同的正确的操作规程并严格执行；3、随着信息系统的不断更新、升级，要不断的修订操作规程并及时进行培训指导。第三是不在系统内随便安装无关软件。安装与系统无关的软件，会占用大量的硬 盘空间，从而影响系统的执行效率。第四是定期检查硬盘。在系统运行过程中，必须定期检查系统的安全使用情况。因为通过检查可以确定硬盘运行是否正常，是否有故障出现以及硬盘上的文件读写是 否正常；通过定期检查整理，能够及时清理系统运行中的垃圾文件，提高系统运行效率。

2.5计算机病毒与防护

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1.1IP技术及其应用

目前,IP技术的应用主要是通过接入唯一的IP地址,确保计算机信息系统的独立性,以在单独的信道中完成各种数据的传输、整理等。因此,在计算机信息系统的正常运行中,IP技术可以给整个运行提供自动化系统支持功能,是提高计算机信息系统运行安全性的重要保障。目前,IP技术中可以容纳的两层通信协议,在自动化状态下还可以使用实时协议和QoS,具有较高的灵活性和扩展性,并且成本不高,通过数据包的方式进行信息传输,使计算机信息系统的实际需求得到很好满足。

1.2密钥技术及其应用

根据计算机信息系统的运行情况来看,密钥技术的合理应用,可以有效解决信息传输过程存在的安全问题,使整个网络安全性得到有效提高。通过合理的使用密钥来对系统的信息数据进行加密,可以让信息保持混乱状态,使得没有被授权的用户无法正常使用相关信息,对于保障计算机信息系统的数据安全具有重要影响。由于计算机信息系统的信息传输具有不可窃听性、唯一性和不可篡改性等多种特点,使得密钥技术的应用不仅可以在计算机信息系统的运作过程发挥重要保护作用,还可以有效减少病毒攻击,从而真正提高计算机信息系统的运行安全性。

1.3防火墙技术及其应用

目前,使用较多的防火墙技术是ASA技术,在计算机信息系统的运行过程中,可以是各种应用层的数据得到深层过滤,并对要穿过防火墙的用户进行实时认证,从而在通过防火墙认证后,用户才可以正常使用计算机信息系统的各种网络资源。例如:在实际应用中,利用防火墙ASA技术来完成VPN链接,采用设置高级访问的方式,可以是各种网络病毒得到有效隔绝,并有效防止黑客攻击、信息被盗情况,从而为计算机信息系统提供一个健康的运行环境。

1.4VPN技术及其应用

目前,VPN技术主要是对计算机信息系统的通信安全进行有效保护,从而避免各种不安全网络信息带来的影响。在实际应用中,VPN技术可以使被盗信息保持不完整状态,从而降低被盗信息的准确性,在与密钥技术相结合的情况,可以有效避免密钥密码被盗窃,从而有效计算机信息系统的运行安全性。

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这个问题为什么这么重要呢?试想,如果视频会议系统在安全方面出现问题,有黑客或者是非授权的用户非法加入到会议中,则意味着恶意攻击者可以轻易取得管理者的权限,窃取管理者的口令,控制会议,监听会议内容,甚至把会议的内容录下来,在网上公开散播,后果不堪设想!所以安全问题会议电视是一个非常重要方面。

要确保视频会议系统的安全,需要保护哪些信息呢?首先,要能保证会议的隐私性,会议除了合法的与会者外,其他人是应该无法看到和了解的。第二,要保证会议的真实性,保证会议的内容不被篡改。第三,要确保非法的用户不能加入到会议里面。第四,与会者或者会议中间发生的行为,是一个确认的行为,是不能否认的。

下面主要从应用层安全机制、网络层安全机制和用户实际应用的安全措施三个角度来诠释如何为企业用户的视频会议系统提供安全保证机制。

应用层安全问题解决方案

基于IP网络的视频会议系统采用H.323标准。总的来讲,H.323的安全性是一个复杂的问题,它不仅包括对音频、视频或数据流本身的保护,还必须包括对Q.931(用于呼叫建立)、H.245(用于呼叫管理)及网闸RAS(Registration/Admission/Status)的保护,以防止呼叫控制协议受到破坏。

这里,安全保证主要采用与安全机制相关的H.235协议中规定的机制来实现,主要有:身份认证、数据完整性、数据加密和用户费用证实机制(non-repudiation)。

身份认证用于确定终端用户的身份,是H.323视频会议系统安全体制中最为重要的环节,如果没有它,任何一个用户都可以冒充合法用户进入网络。只有在被确认身份之后,才能够提供进一步的安全保证。

数据完整性用于证实一个数据包有效数据的完整性,从而保证在两个端点之间进行呼叫过程中的有效数据不被修改或损坏。数据完整性利用加密机制来保证数据包的完整,在这种方法中,只需要将校验数据加密,而有效数据不必加密,从而减少了每个数据包对加密处理的要求。

确保了数据的完整性之后,在用户允许的情况下,还可以采用数据加解密技术来避免数据的被窃听。数据的加密级别最终取决于企业用户的要求和国家法律的限制。

用户费用证实机制用于防止某些用户否认他们曾参与某一个呼叫。但是,就一般情况来说,该机制更多的应用于电信运营商,因为他们需要一种途径来准确估算服务所需的费用,并证实这些费用的确用于用户的呼叫。对企业用户而言,可以不必实施用户费用证实机制。

网络层安全机制

目前,企业用户组建的视频会议系统多是基于IP网络的,针对这种情况,还可以充分利用网络层现有的IPSec协议,提出网络层的安全解决机制。

正如大家所知,IP层安全性协议IPSec提供了面向连接的TCP和面向非连接的用户数据协议两种安全,而且使整个网络线路上的路由器可以分担加解密所带来的负荷,从而减轻终端的负荷。利用IPSec协议的这种特点,可在视频会议终端设备中增加用于支持IPSec协议的iSec智能安全模块,这样企业用户就可以防止各种人为的或网络病毒带来的各种恶意攻击和篡改,保持传输过程的数据完整性。

此外,如果不增加iSec智能安全模块,产品的开放性也可为用户轻松提供IP层安全防护措施。例如,在产品中安装英特尔的PRO/100S网卡,该网卡能直接提供IPSec(互联网协议安全)加密能力,从而实现:用户的身份验证,防止未经授权的数据访问;防止恶意的攻击和篡改,保持传输过程的数据完整性;数据包加密,确保数据的机密性。可以说,直接利用网卡实现IP层安全的措施,是一种独特的开放平台终端设备安全措施。

用户实际应用安全措施

除了上述两种安全机制以外,还可针对企业用户的不同应用需求和网络现状,为企业用户的视频会议系统提供如下几种安全防护措施或安全问题解决方案。

首先,基于开放平台的设计,使视频会议系统能充分利用Windows操作系统等外部机制来加密数据包。用户可以在Windows操作系统中直接设置、选择TLS/SSL,提供TCP面向连接的安全,在应用程序之下,实现对用户透明的加密。这种安全防护能充分利用企业用户已有的操作系统资源,给用户带来极大的方便。

其次,视频会议终端设备中内置“NATTraversal”模块,使H.323(IP)呼叫顺利穿越防火墙。对于已经具有企业防火墙的用户来说,就可以直接利用已有的安全系统,不必重复投资,从而充分保护企业用户的投资。

第三,考虑到防火墙是一种有效的网络安全机制,它能在企业内部网与外部网之间实施安全防范,其不但可以实现基于网络访问的安全控制,还可对网络上流动的信息内容本身进行安全处理,对通过网络的数据进行分析、处理、限制,从而有效的保护网络内部的数据。针对还没有采用防火墙的用户,可以为其推荐一种被叫做ALGFirewall防火墙的应用层网关。目前主要的防火墙厂商,如Cisco,Checkpoint,Gauntlet都对他们的防火墙产品提供H.323ALG升级功能。企业用户可以通过安装ALGFirewall,实现视频会议系统访问的安全控制。

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1.1计算机信息系统的物理安全计算机信息系统的物理安全是指计算机自身与其相关、配套的设备的安全，这是实体安全。硬件设备是信息载体，它的安全是信息系统安全的前提条件。若想保证网络系统的物理安全，保证机房安全是关键。依照国家规定和标准建设机房，通常建设在建筑的避光处，有时候可以利用窗帘避免阳光照射，同时，机房中还应配备防火、救火设备。设置满足路由器等设备总功率的电源设备，且能够提供UPS不间断的稳定电压电源。配备空调，以此来保证机房的温湿度。机房重地禁止不相关人员的进入，对于服务器和交换器等重要设备，应该定期进行双机备份。

1.2软件安全软件安全是信息系统功能正常发挥的必要条件。操作系统是计算机的支撑软件之一，应该保证程序或者其它系统在计算中的正常运行。操作系统主要管理硬件资源和软件资源这两个方面。一旦操作系统开发设计时存在缺陷，自身不安全，也会给整个网络带来安全隐患。操作系统管理系统内存CPU和外部设备，各个管理对象和模块或者程序密切相关，任何一个模块或者程序出现问题都会给计算机系统带来损失。

1.3网络传输安全困扰计算机系统安全的相关因素及防范对策目前，主要有局域网和广域网这两种网络形式，且计算机网络构成形式多样，因此，网络覆盖跨度存在差异，这种覆盖跨度差异在传送方面遗留了安全链接隐患。

1.4信息安全信息系统的保护内容包括：保护信息有效性、完整性和保密性，避免删除、修改、泄露和盗窃信息。计算机信息涉及国计民生、科学技术、经济财政和军事外交等重要领域，如果没有科学、系统的保障系统，将会危及国家、社会的发展。

二、计算机系统问题组成

2.1无法保证系统硬件的安全来自系统硬件的电磁干扰。例如：电源变化、漏电、静电等会对系统安全中造成一定的威胁，另外，设备老化等各种不安全因素也可能危及计算机硬件系统，使其处于不安全状态。这类威胁影响计算机本身和周围环境，进而阻碍计算机的正常运行。

2.2计算机系统的软件数据易被主观破坏和利用不合理管理人员的不合理利用可能引起计算机系统的运行故障，主观随意修改、删除、复制和调整计算机数据，导致软件系统在运行过程中可能存在设计、程序编制和使用的错误。目前，网络黑客攻击是计算机系统最大的威胁，容易引起系统瘫痪。

2.3计算机自身硬件故障计算机系统的核心内容是数据处理，计算机系统是一个复杂的人机系统，具有一定的脆弱性，各个设备的故障都会直接影响数据的安全性，一旦发生计算机硬件故障将会造成严重的损失。

2.4计算机系统较为复杂，不确定因素较多计算机研发系统初期，系统不够成熟，存在一定的缺陷，开发人员的疏忽可能会引发各种漏洞，计算机系统管理员对系统的操作不合理会极大降低系统的安全性，系统操作人员没有严格遵循相关规定进行操作，会使提前制定的保护措施失去预期效果。

2.5计算机病毒的威胁随着互联网的不断发展，计算机病毒的传播速度逐渐增加。计算机病毒会对系统软件或者数据造成损坏，有些还会损坏计算机硬件，进而威胁计算机系统安全。

三、计算机系统安全的重要性

3.1计算机中涉及国家政治、经济和军事等内容计算机存储的安全性直接影响相应的保密性，尤其应该加强对一些重大信息的保密，但是由于计算机系统自身脆弱性，导致计算机容易被破坏或者不正当利用。

3.2随着社会的不断发展和信息技术的不断进步计算机系统的功能越来越强大，规模也越来越大，同时，人们对于计算机系统的需求不断增加，这是社会和科技进步的必然需求，计算机也被广泛的应用到社会生活的各个方面。

3.3计算机系统安全问题涵盖面比较广，涉及到很多学科知识它是一个相当复杂的综合问题，同时，计算机技术、方法和防护、控制措施应该随着计算机系统应用环境的变化而变化，及时更新、改进。另外，随着计算机学科的不断发展，与之相对应的计算机系统安全也会不断升级更新。

四、困扰计算机系统安全的相关因素

计算机安全是保证计算机系统资源和信息资源不因自然和人为因素的影响而损坏，保证信息安全可靠，保证计算机系统的安全、高效运行。

4.1自然因素

很难预料和预防的火灾、水灾、雷击、地震等的作用引起计算机设备的损坏，计算机运行环境无法满足安全运行环境标准，例如线路设置不合理、供电系统不稳定、连接不严等引起计算机设备故障、数据信息损坏或者被破坏。

4.2人为因素

人既是计算机系统的设计、使用和维护者，又是损坏和破坏者。计算机系统是一个复杂的人机系统，人与计算机关系微妙且密切。

4.2.1在具体的应用过程中，操作人员不严格按照规范操作，无意中泄露了口令或者密码，导致犯罪分子或者敌对势力非法进入计算机系统，对系统安全构成威胁。

4.2.2窃取、破坏计算机设备，窃取相应的计算机系统信息；管理人员和操作人员没有定期维护、保养设备，导致计算机系统因长期运行出现故障、信息丢失或者损坏。

4.2.3计算机网络黑客利用各种手段，例如：监听密保钥匙的分配过程、网络侦听获得网络用户密码或者口令，非法攻击密保钥匙管理服务器，通过隐蔽渠道进行非法活动，突破防火墙，利用系统漏洞非法登录网络系统，修改、破坏重要数据信息，造成严重的损失。

4.2.4计算机系统中没有制定或者设计病毒防范程序，导致计算机病毒入侵，破坏数据文件，有些严重导致计算机系统和网络系统瘫痪。

4.3安全管理制度因素

安全管理制度能够有效保证计算机系统的安全，但现阶段的安全管理制度规范不完善、内控能力不足和落实不到位。

4.3.1计算机安全管理规范不完善

随着社会的不断发展，计算机安全管理规范已经不能完全适用，需要不断的完善、改进。特别是计算机技术的迅猛发展，新问题的涌现，而相应的安全管理规范滞后于科学技术的发展，这为不法分子提供了机会。

4.3.2落实不到位

人们对计算机技术的认识深度不够，给相应的管理、检查、监督工作带来较大的困难。另外，计算机系统运行管理制度科学性不足，不够严格，例如：对计算机技术人员资格审查不严、缺少相应的思想教育；过于注重使用，忽略管理，缺少相应的监控；没有指派专人保管计算机设备；没有详细的计算机维护记录。

五、计算机系统的安全防护措施

5.1完善计算机安全管理制度

制度是计算机系统安全运的前提条件，制定标准化的管理流程，杜绝凭借个人才能和影响力来管理；综合考虑各方面影响因素，制定长远的、系统的信息化建设计划，计算机是一个复杂、综合的电子系统，各个部门之间的团结协作影响着计算机系统的安全，能够科学的规划计算机系统的采购、管理、维护等，以较少的努力换取较高的经济收益；树立计算机系统安全意识，加强网络安全教育。

5.2加大网络安全建设

对网络整体进行系统建设，从最低层到最高层，从硬件到软件。

5.2.1采取加密和加权措施

加密是指采用数字方法重新组合数据，使得除合法介绍介绍者外，任何人都很难恢复原始数据，常用的数字加密技术有：对成性、不对称性和不可逆加密技术。加权措施是指对计算机进行权利管理和存储控制，依照规范的认证，赋予用户相应的操作权限，保证用户行使有效范围内的权利，不得越权操作。

5.2.2不断更新系统

Windows系统是目前较为常用的计算机操作系统，由于Windows系统规模较大，不可避免的会存在一些容易忽视的漏洞。如果不法分子发现这些漏洞，就会研制针对该漏洞的病毒或者攻击手段。因此，需要在客户机上安装最新的补丁程序，禁止已知系统漏洞，且实践效果较好。

5.2.3建立防火墙

建立网络防火墙，抑制外部用户利用非法手段由外部网络进入内部网路，访问内部资源，是一种保护内部资源操作环境的网络互联网设备。防火墙无法防范通过自身以外的途径的攻击，也不能完全阻止已经感染病毒的软件或者文件的传输。

5.2.4充分利用防病毒技术

有效的防病毒技术能够增加计算机系统的安全性，例如多层防病毒技术较为常见，防病毒不是某个人的责任，是所有用户的共同责任。

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1概述

计算机联锁系统的安全可靠性是研究、开发、生产计算机联锁设备必须遵循的永恒的主题，也是验证计算机联锁系统性能的主要依据。计算机联锁设备是一种连续工作的实时系统，它必须具有极高的安全性和可靠性才能适应铁路运输和城市轨道交通高效和安全的运营要求。

其实汁算机联锁系统的安全性是指联锁设备在运行过程中无论发生什么故障都不能产生有可能危及列车安全运行的危险因素，一般着重于在不正常的情况下使系统导向安全，防止产生危险后果；而可靠性是指联锁设备在规定的时间和规定的条件下完成规定功能的能力，一般侧重于防止或减少系统发生故障。显然，安全性的实现是以可靠性为基础，并在提高可靠性的前提下完成的。为了系统地分析问题，我们将把计算机联锁系统的安全性和可靠性结合在一起考虑，并着重从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施，使计算机联锁系统符合故障—一安全的原则。

2硬件部分的安全可靠性分析

根据计算机联锁系统的结构组成和功能特点，硬件部分的安全可靠性技术从计算机联锁系统的上位机、联锁机和接口电路三个部分进行分析。

2．1上位机安全可靠性分析

上位机主要功能是向联锁机构输入操作信息，接受联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业情况的表示信息。为此上位机可采用经国际安全机构认证的高可靠工业控制计算机，摒弃原商用机所采用的大母板结构，把原来的大底版(系统板)功能集中在一块ALL--IN--ONE插卡上，底板变成无源总线母板，增加了插槽数，便于系统的升级扩展。

采用的机箱结构具有良好的散热、隔热、防潮、防尘性能，驱动器架采取避震措施，使整个机箱具有可靠的机械强度和很好的抗电磁干扰的能力；采用不问断供电及净化的专用开关电源，抗共模干扰，具有浪涌保护、过载保护、漏电保护的功能，单机设备的平均无故障工作时间可达到100000h。

计算机联锁系统的维修机和上位机的配置是一致的，平常可作为上位机的热备机，在系统故障时能够进行自动无扰切换，切换过程不影响现场设备状态，提高设备可靠性。

上位机的人机接口界面的设计使用先进的工业控制软件，使得系统的监控不仅具有友好的人机交互界面，而且具有丰富的图形画面显示及图形操作功能，调图方式灵活，修改参数方便。在设计中，根据铁路交通和城市轨道交通信号计算机联锁的特点，可以灵活运用登录口令、操作员权限、安全设定点、设定点口令、安全审计跟踪记录等安全特性，确保联锁系统执行操作的安全可靠。

2．2联锁机安全可靠性分析

联锁机是信号控制系统的核心。在设计中，可选用国际安全机构认证的硬件三重冗余计算机联锁系统，用于实现联锁数据处理过程的故障—安全。所谓三重化冗余系统是指系统共有A、B、c三个相同的主机，每个主机可以把它看成系统中的一个模块。三个模块同时执行一致的操作，其输出送到“表决器”的输入端，然后把表决器的输出作为系统的输出。结果经输出设备三取二表决后进行输出，可以保证输出的安全性。当其中一个联锁处理单元联锁逻辑单元故障时，系统能够转换为二取二工作方式，在不降低安全陛的前提下，使整体系统的可靠性得到提高。

采用三取二表决系统原本是为了提高系统的可靠性而采取的一种冗余系统。然而从安全性角度来看，若有两个主机发生了同样的故障，即共模故障，系统将输出错误信息，经接口驱动后，有可能危及行车的安全。因此，必须消除软硬件的设计错误，当主机的设计完全正确无误时，仅由硬件失效和干扰而产生的共模故障的发生概率就很小。为了进—步降低未检出故障的组合而产生共模故障的可能性，可利用单机自检技术、主机间互检技术和双套不同的软件，扩大故障检测范围，消除因干扰而引起的影响。

为了保证三重化冗余系统能够通过多数一致表决得到正确的结果和发现出错的模块，这就要求三台微机必须同步工作。否则，整个系统便会出现紊乱状态，多数一致表决无法进行，系统无法保证正常可靠的工作。

计算机联锁系统为保证安全可靠而采取的主要措施是：全面的在线自诊断和专门的安全检查程序。这就要求系统在规定的周期内对计算机的运算器、存储器、接口等元器件用一系列自诊断程序进行全面自诊，而安全检查程序则对联锁程序任务模块的运行状态进行监视，对关键信息代码的合法性进行检查。在自诊断和专门的安全检查中一旦发现故障，立即切断计算机的输出(同时报警)。在设计中必须采取有效的措施来确保：

(1)检测过程本身应具有安全性，或采用相应硬件及软件措施来实现安全性；

(2)检测要要有足够的频率，使类似或等同故障在二次检测之间不会发生；

(3)检测要足够灵敏，能够测出每个安全单元之中的重要故障；

(4)检测失败时应及时产生安全保护动作；

(5)冗余装置要足够独立，使之不受其他故障的影响。

例如在具体实施中，使输出控制单元经过表决后输出，所有输出进行反馈检查闭环控制；在输出执行环节采用条件电源供电方法，当用实时检测或实时比较技术发现联锁微机内部故障时，即使产生危险侧的错误控制命令，通过强制切断执行环节的条件电源，减少错误的控制命令输出。

采用光电隔离技术，接点输入电路要经过光电耦合后力节目接至接口电路输入输出模块，有效的抑制接点输入电路的电磁干扰；采用静态输入或动态输入方式，以便有效的实现故障—安全原则。

在输出接口的设计中，采用代码—动静态和动静态—电平两级变换电路；采用不间断供电及净化的专用电源，电源模块内部设有双重化电压调整器及自诊断电路，可检测电压的输出范围与是否超温并给出相应报警。

2．3接口电路安全可靠性分析

由于一般继电电路采用的重力式安全继电器具有很高的安全性，在我国铁路中运用了几十年，为此计算机联锁系统的接口电路仍然以安全继电器作为计算机联锁机构与室外设备控制电路的接口。我们知道安全继电器通过以下技术实现故障—一安全：电气接点采用特殊材料制作，使接点粘连的可能极小；采用吹弧技术，消除接点拉弧造成熔接；采用重力式设计原理，在继电器故障时，利用其重力使衔铁复位，从而保证实现系统的故障——安全的目的。

为此在计算机联锁系统中，信号、道岔、轨道电路等监控对象的状态信息依然是用安全型继电器的接点状态来反映的，输人接口的任务就是将这种电平形式的二值逻辑数据安全地采集到联锁机中来。

2．4其他方面的安全可靠性分析

考虑计算机联锁系统硬件设备的其他方面的安全可靠性，对包括电源、计算机、数据通讯线路、输人输出接口、机架结构及地线设置等方面采取了电磁兼容设计和防雷设计，以保证在规定等级的运用环境中，设备必须正常工作，不产生任何指标下降和功能上非期望值的偏差。

3软件系统的安全可靠性分析

在计算机联锁控制系统里，各种复杂的功能主要依靠软件来实现。嵌入在安全控制系统中的软件，不仅要能完整地实现系统的控制功能，还要能保证实现系统在发生意外时的安全防护即故障—一安全功能。

一般在汁算机联锁控制系统中，普遍采用以下软件技术来提高系统的安全可靠性：

(1)采用信息编码技术，以便出错时能被及时识别。例如，对于涉及行车安全的逻辑变量，用多元代码来表示安全变量的两个值—一安全侧值和危险侧值。这样，当代码在存储或传输过程中，由于存储器硬件故障或者外界干扰而发生畸变，一旦错成非法码时，就可由软件自动检出并导向安全侧。

(2)采用软件冗余技术，保证软件运行的安全性。

(3)采用软件检测技术及时发现故障，以进一步采取措施防止危险侧信息的发生和输出。

图1计算机联锁系统数据处理模型框图

图1是一个从安全角度去考虑的计算机联锁系统的框图，实际上也是计算机联锁系统的一个安全性模型，只是仅从保障安全的角度把计算机联锁系统描述成为一个典型的数据处理系统。对于计算机联锁系统来说，保障安全就是保障框图中的数据流和控制流这两种信息处理的安全；退一步讲，即便信息处理发生错误也不会导致危险的后果。

联锁机和外部设备的输入/输出信息具有两种特性，—是开关性；二是安全性。外部设备向联锁机提供的输入信息具有开关性。同样，联锁机的输出信息也具有开关性，这种开关性可由表示两个状态的器件如继电器来反映。输入/输出信息的安全性是根据信息与行车安全的关系来界定的。一类是与安全无关的信息，称作非安全信息；另一类是与安全有关的信息，称作安全信息。

联锁机和监控对象之间交换的信息属于安全信息，因此必须考虑当输凡输出通道发生故障时，一定要确保传送信息的安全。为此，在通道设计上必须采用安全输凡输出接口。在CPU与输入和输出模块间采用专用总线以保证传送的正确性，对输入电路采用光电隔离电路读取。输入值，以检测“粘连”状态，对各个输出信号在提供给继电器前进行表决，不致因输出模块本身的故障而影响信息安全。一般在具体的系统设计中，可采取如下措施：

(1)安全信息的输入：在计算机输出每种信号设备状态码的第一位后，待输出电平稳定(如20ms)，再将每种信号设备状态码的第一位读入储存，并立即输出第二位代码；读入全部代码后，经计算机整理后再传给每个对象的存储模块。

(2)安全信息的存储与更新：计算机联锁中监视现场设备状态的存储单元，在宏观上必须与被监视的对象建立不断的联系，当联系中断时，系统必须立即倒向安全。

(3)安全信息的运算：联锁条件满足时，程序的走向和运算结果都是预知的。为了提高安全性和防止漏检查联锁条件，在每次判断条件成立后，将该条代码进行按位累加，联锁关系全部检查正确时，其累加值应与预期结果相符。

(4)安全信息的输出：计算机的开关量的输出是非故障安全的。为了保证安全，可对输出环节进行连续的监视，如出现不应有的危险侧输出，应快速地在现场设备未动作前予以切断。

(5)安全信息在计算机间的传递：为了符合信号系统的传统做法，遵循故障安全的要求，在计算机联锁的设计时，应采用点对点的循环传送方法，而不采用变化检出、一次传送的方法。

计算机联锁的串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误码是难免的，在检查数据位和冗余位之间的关系是否正确时，应着重防止在传输中错误地出现危险侧代码。为了确保信息传输的安全可靠，一方面可以采用冗余度小、检错能力高的循环码(CRC)作为检错码；另一方面就是在软件编程时对传输的信息进行特殊编码，并以反馈重发方式纠错。

根据编码理论，利用n位二值码元可生成一个具有2”种伏态的码字或代码的集合。在这2”种状态的代码组合当中，仅取一种状态代表危险侧码字(例如用危险侧码字10101010代表对应继电器吸起)，再取另一种状态代表安全侧码字(例如用安全侧码字01010101代表对应继电器落下)，其余的均认为是非法码字，则这种代码便具有典型的故障—一安全特性。由于非法码字在正常的联锁运算时也被认做安全侧码字，故而该编码组合仅有1种码字对应危险侧，其余2“—1种状态均对应安全侧。但在实际的运行中要真正能做到故障导向安全，还需对软件编程的安全编码进行科学的分析和认真的考虑。

我们认为编码中各个码元发生差错的概率是相同的且不同码元发生差错的事件是独立的。假定每一码元发生差错的概率是"，则无差错的概率即为1—p，此时整个代码均无差错的概率为(1—p)“。当选用编码组合中码距最大的一对代码，即码距等于n的—对代码分别作为代表危险侧和安全侧的有效码时，安全侧代码因故畸变成危险侧代码的条件是n个码元同时出错，其出错概率为旷；而安全侧代码出错变为另外一个代码的概率则为1—(1—p)，显然这两个概率有着明显的数量的不同，这就造成了编码在故障或受到干扰情况下逻辑出错的不对称性，假定2“种编码中任一个发生畸变、出错变为另外任一个代码的概率相同，均为P(c)；此时，因危险侧代码只有—个，某一代码错为该代码的概率即为户(c)以上数值与目前国内外广泛使用的信号安全型继电器的不对称指数相比显然是可以认可的；同时n取为16，恰好是计算机内存字节的整数，便于进行软件编程。根据铁道部《计算机联锁技术条件》标准，与行车安全有关的信息在计算机内必须以空间冗余的方式存储，在自由状态下其非法码字和合法码字出现的比率或非安全侧码字和安全侧码字出现的比率必须大于255：1，上述规定中所谓空间冗余即意味着必须用多余的信息位表示单一比特的信息，采用不对称码元的方法表示涉安信息即为空间冗余方法之一。此外，自由状态即指任一代码发生畸变而成另一代码相同概率P(c)的假设。该条件给出的具体数值则意味着如采用不对称码元，则所选代码位至少为n：8。基于这些原因，计算机联锁中选用16位代码来表示联锁数据是可取的。经过正确的合理编码，完全可以保证编码的汉明距大于4。

4结论

计算机联锁系统的安全可靠性是计算机联锁系统的关键，我们必须从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施，才可使计算机联锁系统符合故障—一安全的原则。

综合以上分析和考虑，并通过可估算和推导的数学方法进行可靠性和安全性计算机联锁系统的安全可靠性指标：平均故障间隔时间MTBF为1x10h，平均危险侧故障间隔时间MTBFAS为1x10h，符合国家标准。

参考文献

[1]吴汶麟城市轨道交通信号与通信系统.北京：中国铁道出版社，

[2]吴芳美，铁路安全软件测试评估，北京：中国铁道出版杜，2001

[3]赵志熙.计算机联锁系统技术北京：中国铁道出版社，1999

[4]TB／T3027--2002．计算机联锁技术条件