[發明專利]一種用于加密收發列車驅動設備健康數據的方法及系統

有效

• 申請號: 202110540432.1
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113438617B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 何善寶;王濤;公延飛;劉云超;李振華
• 申請（專利權）人: 北京正弦空間技術有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/42;H04W12/03;H04N1/32
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 蘆玲玲

本發明公開了一種用于加密收發列車驅動設備健康數據的方法及系統，屬于星地信息通信技術領域。本發明方法，包括：采集列車驅動設備的健康數據，將健康數據中的圖像數據作為收發數據的載體，將健康數據中除圖像數據的其他數據隱藏至載體的冗余空間；以預設的置亂方式及密鑰對將隱藏其他數據的圖像數據進行置亂加密，生成傳輸數據；對傳輸數據進行發送，接收到傳輸數據后對傳輸數據進行解密，獲取列車驅動設備的健康數據。本發明提高了數據星地傳輸過程中的安全性能，且在數據星地傳輸過程中的安全性能提高的同時，降低了列車運行時的安全風險。

技術領域

本發明涉及星地信息通信技術領域，并且更具體地，涉及一種用于加密收發列車驅動設備健康數據的方法及系統。

背景技術

目前，軌道高速列車與高速鐵路在我國取得了跨越式發展，高速鐵路線路總里程已經近三萬公里，超越世界其他國家的總和。高速列車商業運行時速超過350km/h，甚至能夠達到四百多公里每小時，如此高的運行速度下，需要各種復雜的安全防護技術保障其運行的安全性。其中，列車驅動設備的健康狀態檢測，以及檢測數據通過星地傳輸安全的發送到高鐵運行管理中心，對每列列車的驅動設備進行動態監控，提高列車高速運行的安全性。

然而，列車在鐵路上高速運行時，其驅動設備也隨著列車一起，動態的運行在高速鐵路上，其數據如何安全傳輸到靜止的跌路運行管理中心，使得中心可以實時監控高速鐵路網中的成千上萬列正在行駛的列車的安全信息。此外，高速行駛列車通過星地數據傳輸的安全性較差，有對檢測數據進行加密的需求，因此需要設計對應的數據加密方法，使其具有更好的安全性。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種用于加密收發列車驅動設備健康數據的方法，包括：

采集列車驅動設備的健康數據，將健康數據中的圖像數據作為收發數據的載體，將健康數據中除圖像數據的其他數據隱藏至載體的冗余空間；

以預設的置亂方式及密鑰對將隱藏其他數據的圖像數據進行置亂加密，生成傳輸數據；

對傳輸數據進行發送，接收到傳輸數據后對傳輸數據進行解密，獲取列車驅動設備的健康數據。

可選的，健康數據為列車驅動設備中各類傳感器采集的數據。

可選的，將健康數據中除圖像數據的其他數據隱藏至載體的冗余空間，包括：

針對載體，將載體進行lαβ分量分解并去除l分量，使用α分量和β分量將載體可視化成灰度圖像；

將灰度圖像進行lαβ分量分解，確定l’分量、α’分量和β’分量；

針對l’分量、α’分量和β’分量進行平面分解，選擇預設位的平面，將其他數據以預設的填充規則填充至預設位的平面上。

可選的，填充規則，具體為：

將載體進行lαβ分量分解確定的l分量、α分量及β分量生成三維數據集；

在三維數據集的在三維空間中，任選一個點，任選的點位圓心，預設半徑畫出三維球；

計算球中全部點和圓心的向量和M，其中圓心為起點，球中任意點為終點；以向量和M的終點為圓心，進行迭代計算，使用向量和M確定三維空間中密度最大的位置；

確定密度最大的位置的多個密度極大值，將多個密度極大值進行排序，并將每個極大值到下一個極大值之間的像素按順序依次排列在極大值下方，確定陣列軌跡，將其他數據填充至陣列軌跡。

可選的，對傳輸數據進行發送時，將傳輸數據分成多個數據包并對數據包進行排序，按順序傳輸數據包。

本發明還提出了一種用于加密收發列車驅動設備健康數據的系統，包括：