一种客运专线信号系统安全数据网的可靠性分析装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及客运专线信号系统领域，尤其涉及一种基于客运专线信号系统的安全 数据网可靠性分析与评价的产品。
【背景技术】
[0002] 参见图1和图2,客运专线信号系统安全数据网用于基于专用光缆（封闭系统）信 号系统安全信息传输的CTCS-2级和CTCS-3级列车控制系统，是由中继器，二层交换机，三 层交换机组成，用于保障客运专线信号系统中的无线闭塞中心RBC、临时限速服务器TSRS、 车站联锁CBI、列控中心TCC等安全运营，数据，传输信息的重要设备，但是要保证以上设备 间的安全信息可靠传输，另外还要应使客运专线信号系统安全数据网确保车站和中继站设 备间及其与中心信号设备（如无线闭塞中心RBC、临时限速服务器TSRS)间的安全信息可靠 传输。客运专线信号系统安全数据网采用工业级以太网交换机设备（后简称交换机设备） 构成冗余双环网，双环网间物理隔离，交换机设备间应采用专用单模光纤连接。根据业务需 求，应划分虚拟局域网（VLAN):业务VLAN，用于承载数据业务；管理VLAN，用于网络管理。 交换机的环网接口应为100M或1000M光接口，数据业务接口宜为100M电接口，客运专线信 号系统安全数据网采用工业级以太网三层交换机设备（后简称三层交换机）和工业级以太 网二层交换机设备（后简称二层交换机）构成冗余双环网，双环网间物理隔离，交换机设备 间采用专用单模光纤连接。其功能是为列控中心（TCC)、临时限速服务器（TSRS)、计算机联 锁（CBI)以及无线闭塞系统（RBC)提供可靠的控制信息传输通道，对于列车的安全运行至 关重要。
[0003] 所以需要能够找到一种对客运专线信号系统安全数据网可靠性分析的装置和设 备是一种至关重要的事，因此，本发明的关键作用是能能够迅速找到客运专线信号系统安 全数据网中的故障网络节点和链路。
[0004] 基于以上问题，本发明相对于传统方式，其应用在分析客运专线信号系统的可靠 性上有着明显的增加，另外本发明还实现了一种有助于客运专线信号系统领域的安全数据 网可靠性一种指标性的分析与测量。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是：1、对客运专线信号系统领域的安全数据网故障节点 精度识别的提高。2、提高客运专线信号系统领域的安全数据网的链路可靠性进行指标性的 量化。为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
[0006] -种客运专线信号系统安全数据网的可靠性分析装置，包括：故障注入装置、业务 流量模拟装置、拓扑生成装置、可靠性评价装置；
[0007] 其中故障注入装置与拓扑生成装置相连，业务流量模拟装置与拓扑生成装置相 连，拓扑生成装置与可靠性评价装置相连；
[0008] 故障注入装置用于识别客运专线信号系统安全数据网中的有故障的网络节点，包 括网络矩阵生成模块、节点影响因子计算模块、链路影响因子计算模块、故障定位模块、故 障识别模块；
[0009] 拓扑生成装置根据故障注入装置发送过来的客运专线信号系统安全数据网中的 有故障的网络节点对客运专线信号系统安全数据网中的网络节点和链路进行读取，拓扑生 成装置包括三层交换机信息生成模块、二层交换机信息生成模块、链路信息生成模块和网 络仿真模块；
[0010] 业务流量模拟装置由数据流发送模块、数据流合成模块与多个数据流发生模块组 成，产生数据流发送给拓扑生成装置；
[0011] 可靠性评价装置由可靠性信息采集模块、可靠性信息处理模块、可靠性影响因子 计算模块、可靠性计算模块、可靠性评价指标模块、可靠性横向评价模块、可靠性纵向评价 模块和可靠性评价模块组成，对客运专线信号系统安全数据网进行可靠性分析。：
[0012] 网络矩阵生成模块用于客运专线信号系统安全数据网中的所有的网络节点和链 路自动生成矩阵来进行存储和计算；
[0013] 节点影响因子计算模块和链路影响因子计算模块读取网络矩阵生成模块自动生 成的矩阵，并分别计算客运专线信号系统安全数据网中的所有的网络节点的节点影响因子 和链路的链路影响因子；
[0014] 节点影响因子为经过客运专线信号系统安全数据网中的网络节点的最短路径数； 链路影响因子为Lij=Loadij/E (Pathij)，其中Pathij表示客运专线信号系统安全数据 网中的经过第i个网络节点和第j个网络节点之间的链路，其中1 (Pathy表示经过Pathu的最短路径数，Loadij表示经过Pathu的流量大小，其中i，j= 1…n，n为自然数；
[0015] 故障定位模块根据节点影响因子计算模块的计算结果和链路影响因子计算模块 的计算结果，进行归一化处理并进行判断，当得到的归一化处理后的值大于〇. 3时，将客运 专线信号系统安全数据网的网络节点识别为客运专线信号系统安全数据网中的有故障的 网络节点；经过客运专线信号系统安全数据网中的有故障的网络节点的链路为有故障的链 路；
[0016] 客运专线信号系统安全数据网的网络节点有两种工作状态：正常工作状态0N和 故障状态0FF，故障识别模块把客运专线信号系统安全数据网中的有故障的网络节点的工 作状态变为故障状态OFF;最后再向拓扑生成读取装置发送客运专线信号系统安全数据网 中的有故障的网络节点的设备ID和故障状态OFF。
[0017] 拓扑生成装置中的三层交换机信息生成模块对客运专线信号系统安全数据网中 的三层交换机的信息进行读取并生成相应的信息；其中三层交换机信息生成模块包括三层 交换机图形生成单元、三层交换机数据链路层协议读取单元、三层交换机网络层协议读取 单元和三层交换机网络管理协议读取单元；
[0018] 三层交换机图形生成单元，用于读取客运专线信号系统安全数据网中三层交换机 的拓扑信息，生成三层交换机的状态场景图；
[0019] 三层交换机数据链路层协议读取单元，在三层交换机图形生成单元生成出的三层 交换机的状态场景图基础上，读取客运专线信号系统安全数据网中三层交换机的链路层协 议；
[0020] 三层交换机网络层协议读取单元，在三层交换机图形生成单元生成出的三层交换 机的状态场景图基础上，读取客运专线信号系统安全数据网中三层交换机的网络层协议；
[0021] 三层交换机网络管理协议读取单元，在三层交换机图形生成单元生成出的三层交 换机的状态场景图基础上，读取客运专线信号系统安全数据网中三层交换机的网络管理协 议；
[0022] 拓扑生成装置中的二层交换机信息生成模块对客运专线信号系统安全数据网中 的二层交换机的信息进行读取并生成相应的信息；其中二层交换机信息生成模块包括二层 交换机图形生成单元、二层交换机数据链路层协议读取单元和二层交换机网络管理协议读 取单元；
[0023] 二层交换机图形生成单元，用于读取客运专线信号系统安全数据网中二层交换机 的拓扑信息，生成出二层交换机的状态场景图；
[0024] 二层交换机数据链路层协议读取单元，在二层交换机图形生成单元生成出的二层 交换机的状态场景图基础上，读取客运专线信号系统安全数据网中二层交换机的链路层协 议；
[0025] 二层交换机网络管理协议读取单元，在二层交换机图形生成单元生成出的二层交 换机的状态场景图基础上，读取客运专线信号系统安全数据网中二层交换机的网络管理协 议；
[0026] 链路信息生成模块用于生成客运专线信号系统安全数据网中的链路的信息，包括 链路图形生成单元、链路类型选择单元、链路数据包格式设置单元和链路带宽设置单元；
[0027] 链路图形生成单元，用于读取客运专线信号系统安全数据网中链路的拓扑信息， 生成出链路的状态场景图；
[0028] 链路类型选择单元，用于选择客运专