一种地铁列车数据保护系统及方法与流程

本发明涉及数据保护，更具体地说，本发明涉及一种地铁列车数据保护系统及方法。

背景技术：

1、铁路系统里的捷运即捷运铁路，历史上的一般指称或狭义指称是地铁，而广义指称是便捷运输的铁路，包括地铁，也包括高速铁路和快速铁路，它们的性质都是捷便，区别于普速铁路。地铁，为铁路运输的一种形式，对该词有两种理解：指在地下运行为主的城市轨道交通系统，即“地下铁道”或“地下铁”的简称；许多此类系统为了配合修筑的环境，并考量建造及营运成本，可能会在城市中心以外地区转成地面或高架路段，指涵盖了都会地区各种地下与地上的路权、高密度、高运量的城市轨道交通系统，地铁是沿着地面铁路系统的形式逐步发展形成的一种用电力牵引的快速大运量城市轨道交通模式，传统的地铁列车数据保护系统存在着数据传输过程中信息泄露和安全性不足的问题，现有的地铁列车信息采集系统通常只能实现数据的简单采集和传输，缺乏对数据的有效保护措施，此外，由于缺乏有效的数据传输反馈机制，传统系统无法及时发现和处理数据传输过程中的异常情况，导致数据传输的稳定性和可靠性不能很好地得到保证，因此，在此提出一种地铁列车数据保护系统及方法。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种地铁列车数据保护系统，包括地铁列车信息收集模块、特征提取模块、特征分析模块、数据划分模块、数据加密输送模块、数据库、数据传输反馈模块、数据解密模块；

3、地铁列车信息收集模块用于对预设时间窗口的地铁列车全部运行信息进行收集，得到地铁列车运行信息集并输送至特征提取模块；

4、特征提取模块用于对地铁列车运行信息集按照预设标准进行特征提取，得到不同运行状态下的运行特征数据集，将所有的运行特征数据集进行汇总得到运行状态数据总集并输送至特征分析模块；

5、特征分析模块用于对运行状态数据总集中的目标运行状态下的运行特征数据集进行特征分析，得到目标运行状态下的状态分析值，将所有的状态分析值进行汇总得到状态分析值合集并输送至数据划分模块；

6、数据划分模块用于对状态分析值合集进行数据梯度划分，然后将划分结果输送至数据加密输送模块；

7、数据库内预设有m种数据加密方式和对应的数据解密方式；

8、数据加密输送模块用于按照预设数据加密标准从数据库内获取不同的加密组合集，然后匹配对应的数据梯度的运行特征数据集对应的列车信息进行加密，得到不同的列车信息加密集并输送至数据传输反馈模块；

9、数据传输反馈模块按照预设的反馈策略分别对不同的数据加密集对应的列车信息的输送质量进行传输反馈；

10、数据解密模块用于获取解密环境信息和解密人员信息，当解密环境信息和解密人员信息均符合目标数据加密集的解密要求时，通过数据库获取对应的数据解密方式并执行解密操作。

11、在一个优选的实施方式中，特征提取模块用于对地铁列车运行信息集按照预设标准进行特征提取，得到不同运行状态下的运行特征数据集指的是：对不同运行状态下获取的地铁列车运行信息均按照预设的运行特征项目类型进行信息提取，得到不同运行状态下的运行特征数据集。

12、在一个优选的实施方式中，特征分析模块用于对运行状态数据总集中的目标运行状态下的运行特征数据集进行特征分析，得到目标运行状态下的状态分析值指的是：

13、获取目标运行状态下的运行特征数据集中的各项运行特征数据，然后将各项运行特征数据标记为yxi，接着通过计算得到目标运行状态下的状态分析值：；zti为该目标运行状态下的状态分析值，fi为该目标运行状态下预设的各项运行特征数据yxi对应的特定比例系数，并且在同一个目标运行状态下，特定比例系数fi之和为同一定值。

14、在一个优选的实施方式中，数据划分模块用于对状态分析值合集进行数据梯度划分，将划分结果输送至数据加密输送模块指的是：

15、数据划分模块内预设有数值区间－数据梯度表单，然后将所有的状态分析值分别划分至预设的对应的数值区间，接着获取数值区间匹配的数据梯度作为划分结果，最后将划分结果输送至数据加密输送模块。

16、在一个优选的实施方式中，数据加密输送模块用于按照预设数据加密标准从数据库内获取不同的加密组合集指的是：

17、将目标状态分析值划分到的数据梯度标记为tdi，然后从数据库内随机获取ki种数据加密方式并按照预设的编号进行加密顺序排序，得到初始加密顺序，目标状态分析值划分到的数据梯度tdi与ki之积为一预设的常数c，c、ki、数据梯度tdi均为正整数，且ki大于等于二，然后判断ki是质数还是合数，若ki是质数，则加密循环次数为a次，若ki是合数，则加密循环次数为b次，a、b均为正整数，将初始加密顺序加上对应的加密循环次数组成的组合即为加密组合集，最终将加密组合集应用在该目标状态分析值对应的运行特征数据集对应的列车信息的加密作业上，加密完成后得到列车信息加密集。

18、在一个优选的实施方式中，数据传输反馈模块按照预设的反馈策略分别对不同的数据加密集对应的列车信息的输送质量进行传输反馈指的是：

19、获取目标数据加密集中的数据加密方式种类数和加密循环次数，将数据加密方式种类数标记为li，加密循环次数标记为xi，然后计算反馈时间窗口：，cki为反馈时间窗口，s1、s2均为预设的窗口系数，t为预设的稳定时间段比例值，若从目标数据加密集对应的列车信息在加密后进行数据传输开始，该反馈时间窗口cki下预设的所有的数据传输参数均未出现异常的情况，则向数据加密输送模块发送正反馈信号；若从目标数据加密集对应的列车信息在加密后进行数据传输开始，该反馈时间窗口cki下预设的所有的数据传输参数任一项出现异常的情况，则向数据加密输送模块发送负反馈信号。

20、在一个优选地实施方式中，当数据加密输送模块接收到正反馈信号时，判定本次数据加密传输操作正常，当数据加密输送模块接收到负反馈信号时，判定本次数据加密传输操作异常，重新执行该数据梯度的列车信息加密输送作业，直至接收到正反馈信号。

21、在一个优选地实施方式中，一种地铁列车数据保护方法，包括以下步骤：

22、步骤1、对预设时间窗口的地铁列车全部运行信息进行收集，得到地铁列车运行信息集并输送至特征提取模块；

23、步骤2、对地铁列车运行信息集按照预设标准进行特征提取，得到不同运行状态下的运行特征数据集，将所有的运行特征数据集进行汇总得到运行状态数据总集并输送至特征分析模块；

24、步骤3、对运行状态数据总集中的目标运行状态下的运行特征数据集进行特征分析，得到目标运行状态下的状态分析值，将所有的状态分析值进行汇总得到状态分析值合集并输送至数据划分模块；

25、步骤4、对状态分析值合集进行数据梯度划分，然后将划分结果输送至数据加密输送模块；

26、步骤5、按照预设数据加密标准从数据库内获取不同的加密组合集，然后匹配对应的数据梯度的运行特征数据集对应的列车信息进行加密，得到不同的列车信息加密集并输送至数据传输反馈模块；

27、步骤6、按照预设的反馈策略分别对不同的数据加密集对应的列车信息的输送质量进行传输反馈；

28、步骤7、获取解密环境信息和解密人员信息，当解密环境信息和解密人员信息均符合目标数据加密集的解密要求时，通过数据库获取对应的数据解密方式并执行解密操作。

29、本发明的技术效果和优点：

30、本发明通过数据加密输送模块对列车信息进行加密处理，可以有效保护数据在传输过程中的安全性，防止信息泄露和被篡改，提高了列车信息的保密性和完整性，数据传输反馈模块根据预设的反馈策略实时监控数据传输过程中的质量，及时发现异常情况并进行反馈，有助于及时调整和处理，保障了数据传输的稳定性和可靠性，通过特征提取模块和特征分析模块对列车运行信息进行分析和处理，可以得到目标运行状态下的状态分析值，帮助相关人员更加准确地了解列车的运行状态，提高了系统的运行效率和管理水平。

31、本发明中的特征提取模块和特征分析模块能够有效提取和分析列车运行信息的特征，为后续数据分析和决策提供了有价值的数据支持，有助于优化列车运行计划和提升运输效率；数据解密模块根据预设的解密要求和环境信息，选择合适的解密方式进行解密操作，提高了解密的效率和准确性，确保了解密过程的安全性和可靠性；通过对数据加密和传输过程的全面管理和监控，有效防范了数据泄露风险，提高了系统的整体安全性，保障了列车信息安全。