基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统及方法，属于数据管理技术领域。构建数据控制中心云台，统筹全部地铁应答器并进行统一数据簇编号，存储不同数据簇下对应包含的应答器产生的应答器报文；建立应答器报文传输行为模型矩阵，将区域存储空间集合整合转化为应答器报文传输行为模型矩阵，对区域存储空间集合中的应答器报文附加记录时间范围标签；生成控制传输行为特征矩阵，统筹全部控制传输行为特征矩阵；建立数据簇迭代筛选模型，输出隐性数据簇集合和显性数据簇集合，对隐性数据簇集合进行加密；进而在保证应答器控制数据传输安全的同时，通过显性数据簇集合来不定期的迷惑攻击者，使攻击者无法获得完整的应答器数据。的应答器数据。的应答器数据。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统及方法


[0001]本专利技术涉及数据管理
，具体为基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统及方法。

技术介绍

[0002]地铁应答器是地铁系统中的关键设备，用于确保列车之间的安全间隔和运行顺畅，它在地铁信号系统中扮演着重要的角色，其主要功能是监测和控制列车的位置、速度和运行状态等；在申请公布日2018.05.04、申请号201710983389.X 、名称为一种使用地面应答器进行数据传输的方法和系统的专利中，通过无源地面应答器从控制单元接收进入更新模式的指示和针对于车辆运行控制数据的更新数据；根据更新数据对数据存储单元中的车辆运行控制数据进行修改，并将更新后的车辆运行控制数据存储于数据存储单元；从控制单元接收进入工作模式的指示；调制单元将所述车辆运行控制数据进行FSK调制以获得经过调制的车辆运行控制数据；利用第一天线单元从车载设备接收载频信号；将所述载频信号的能量转化为所述地面应答器的工作电源；所述地面应答器利用所述第一天线单元，将经过调制的车辆运行控制数据发送至所述车载设备的车载应答器；进而能够满足车载设备的需求，准确并且发送有效的数据信息，能更加有效地保证车辆的运行安全；然而，上述专利中虽然实现了无源或有源地面应答器进行数据的真实及有效的传输，但是却忽视了应答器数据传输过程中的安全性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统，本系统包括：数据控制中心云台模块、数据模型模块、特征行为模块和数据分析模块；所述数据控制中心云台模块，用于构建数据控制中心云台，统筹全部地铁应答器并进行统一数据簇编号；存储不同数据簇下对应包含的应答器产生的应答器报文，并生成区域存储空间集合；所述数据模型模块，用于建立应答器报文传输行为模型矩阵，将区域存储空间集合整合转化为应答器报文传输行为模型矩阵；记录不同应答器传输的应答器报文，并将应答器报文分别填充到对应的区域存储空间集合中，且对区域存储空间集合中的每一个应答器报文附加记录时间范围标签；所述特征行为模块，根据应答器报文传输行为模型矩阵和时间范围标签，生成控制传输行为特征矩阵；统筹全部控制传输行为特征矩阵，并生成筛选样本集；所述数据分析模块，用于建立数据簇迭代筛选模型，计算控制传输行为特征矩阵
之间的传输行为相似度，并输出隐性数据簇集合和显性数据簇集合，对隐性数据簇集合进行加密。
[0005]进一步的，所述数据控制中心云台模块还包括数据簇划分单元和区域存储控制单元；所述数据簇划分单元，用于构建数据控制中心云台，统筹全部地铁应答器并进行统一数据簇编号，所述数据控制中心云台划分存储空间并对应存储每一种数据簇，其中，一种数据簇对应存储至少一个地铁应答器产生的应答器报文，且地铁应答器具备唯一应答器编码属性，则数据簇编号与地铁应答器编码组具备唯一绑定关系；所述区域存储控制单元，用于将一组地铁应答器对应的数据簇编号记为i，则将数据簇i下产生的全部应答器报文存储在数据控制中心云台的存储空间中，将数据簇i对应的存储空间存储的全部应答器报文，生成区域存储空间集合，记为I
i
={TM
i1
，TM
i2
，...，TM
in
}，其中，TM
i1
，TM
i2
，...，TM
in
分别表示数据簇i下的第1，2，...，n个应答器产生的应答器报文，且应答器报文TM1，TM2，...，TM
n
在区域存储空间集合中的位次按照第1，2，...，n个应答器的控制顺序由先到后进行排列。
[0006]进一步的，所述数据模型模块还包括传输行为模型单元和物联网记录单元；所述传输行为模型单元，用于建立应答器报文传输行为模型矩阵，将区域存储空间集合整合转化为应答器报文传输行为模型矩阵，且应答器报文传输行为模型矩阵的行数为数据簇编号个数，即区域存储空间集合的个数，应答器报文传输行为模型矩阵的列数为数据簇下对应存储应答器报文的应答器个数，即区域存储空间集合中包含的应答器报文个数；将应答器报文传输行为模型矩阵中任意一个矩阵元素标记为TM
ij
，其中，j为应答器的编号，如果第j行第j列矩阵元素位置处的矩阵元素TM
ij
空置，则令第j行第j列矩阵元素位置处的矩阵元素为0元素，否则，令第j行第j列矩阵元素位置处的矩阵元素为TM
ij
；所述物联网记录单元，用于在第T个控制周期内，记录各个应答器传输的应答器报文，并将应答器报文分别填充到对应的区域存储空间集合中，且对区域存储空间集合中的每一个应答器报文附加记录时间范围标签，所述时间范围标签包括上传时间范围标签和下载时间范围标签，所述上传时间范围表示应答器发送预先存储或地面电子单元LEU发送的应答器报文的时间范围，所述下载时间范围表示应答器接收实时更新的应答器报文的时间范围。
[0007]进一步的，所述特征行为模块还包括行为特征矩阵单元和样本集统筹单元；所述行为特征矩阵单元，根据应答器报文传输行为模型矩阵和时间范围标签，生成控制传输行为特征矩阵，在应答器报文传输行为模型矩阵中，如果矩阵元素TM
ij
对应的时间范围标签为上传时间范围标签，则令矩阵元素TM
ij
=1，如果矩阵元素TM
ij
对应的时间范围标签为下载时间范围标签，则令矩阵元素TM
ij
=0，则将应答器报文传输行为模型矩阵对应转化生成第T个控制周期内的控制传输行为特征矩阵，记为R(T)；所述样本集统筹单元，用于统筹前T个控制周期范畴内的全部控制传输行为特征矩阵，并生成筛选样本集，记为SS={R(1)，R(2)，...，R(T)}，其中，R(1)，R(2)，...，R(T)分别表示第1，2，...，T个控制周期对应生成的控制传输行为特征矩阵。
[0008]进一步的，所述数据分析模块还包括数据簇迭代筛选模型单元和加密传输单元；所述数据簇迭代筛选模型单元，用于建立数据簇迭代筛选模型，令第L次迭代样本
集为SS
L
，则第1次迭代样本集为SS1，且SS1=SS；令第L次迭代输出样本集为RS
L
，则SS
L+1
=SS
L
‑
RS
L
；第L次迭代筛选过程如下：在第L次迭代样本集SS
L
中任选两个控制传输行为特征矩阵，记为R(X)和R(Y)，其中，X和Y分别表示第X个控制周期和第Y个控制周期，计算传输行为相似度，具体计算公式如下：P(XY)=NUM[R(X)∩R(Y)]/NUM[R(X)∪R(Y)]其中，P(XY)表示控制传输行为特征矩阵R(X)和R(Y)之间的传输行为相似度，NUM[R(X)∩R(Y)]和NUM[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S100：构建数据控制中心云台，统筹全部地铁应答器并进行统一数据簇编号；存储不同数据簇下对应包含的应答器产生的应答器报文，并生成区域存储空间集合；步骤S200：建立应答器报文传输行为模型矩阵，将区域存储空间集合整合转化为应答器报文传输行为模型矩阵；记录不同应答器传输的应答器报文，并将应答器报文分别填充到对应的区域存储空间集合中，且对区域存储空间集合中的每一个应答器报文附加记录时间范围标签；步骤S300：根据应答器报文传输行为模型矩阵和时间范围标签，生成控制传输行为特征矩阵；统筹全部控制传输行为特征矩阵，并生成筛选样本集；步骤S400：建立数据簇迭代筛选模型，计算控制传输行为特征矩阵之间的传输行为相似度，并输出隐性数据簇集合和显性数据簇集合，对隐性数据簇集合进行加密。2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输方法，其特征在于，所述步骤S100的具体实施过程包括：步骤S101：构建数据控制中心云台，统筹全部地铁应答器并进行统一数据簇编号，所述数据控制中心云台划分存储空间并对应存储每一种数据簇，其中，一种数据簇对应存储至少一个地铁应答器产生的应答器报文，且地铁应答器具备唯一应答器编码属性，则数据簇编号与地铁应答器编码组具备唯一绑定关系；步骤S102：将一组地铁应答器对应的数据簇编号记为i，则将数据簇i下产生的全部应答器报文存储在数据控制中心云台的存储空间中，将数据簇i对应的存储空间存储的全部应答器报文，生成区域存储空间集合，记为I
i
={TM
i1
，TM
i2
，...，TM
in
}，其中，TM
i1
，TM
i2
，...，TM
in
分别表示数据簇i下的第1，2，...，n个应答器产生的应答器报文，且应答器报文TM1，TM2，...，TM
n
在区域存储空间集合中的位次按照第1，2，...，n个应答器的控制顺序由先到后进行排列。3.根据权利要求2所述的基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输方法，其特征在于，所述步骤S200的具体实施过程包括：步骤S201：建立应答器报文传输行为模型矩阵，将区域存储空间集合整合转化为应答器报文传输行为模型矩阵，且应答器报文传输行为模型矩阵的行数为数据簇编号个数，即区域存储空间集合的个数，应答器报文传输行为模型矩阵的列数为数据簇下对应存储应答器报文的应答器个数，即区域存储空间集合中包含的应答器报文个数；将应答器报文传输行为模型矩阵中任意一个矩阵元素标记为TM
ij
，其中，j为应答器的编号，如果第j行第j列矩阵元素位置处的矩阵元素TM
ij
空置，则令第j行第j列矩阵元素位置处的矩阵元素为0元素，否则，令第j行第j列矩阵元素位置处的矩阵元素为TM
ij
；步骤S202：在第T个控制周期内，记录各个应答器传输的应答器报文，并将应答器报文分别填充到对应的区域存储空间集合中，且对区域存储空间集合中的每一个应答器报文附加记录时间范围标签，所述时间范围标签包括上传时间范围标签和下载时间范围标签，所述上传时间范围表示应答器发送预先存储或地面电子单元LEU发送的应答器报文的时间范围，所述下载时间范围表示应答器接收实时更新的应答器报文的时间范围。4.根据权利要求3所述的基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输方法，其特征在
于，所述步骤S300的具体实施过程包括：步骤S301：根据应答器报文传输行为模型矩阵和时间范围标签，生成控制传输行为特征矩阵，在应答器报文传输行为模型矩阵中，如果矩阵元素TM
ij
对应的时间范围标签为上传时间范围标签，则令矩阵元素TM
ij
=1，如果矩阵元素TM
ij
对应的时间范围标签为下载时间范围标签，则令矩阵元素TM
ij
=0，则将应答器报文传输行为模型矩阵对应转化生成第T个控制周期内的控制传输行为特征矩阵，记为R(T)；步骤S302：统筹前T个控制周期范畴内的全部控制传输行为特征矩阵，并生成筛选样本集，记为SS={R(1)，R(2)，...，R(T)}，其中，R(1)，R(2)，...，R(T)分别表示第1，2，...，T个控制周期对应生成的控制传输行为特征矩阵。5.根据权利要求4所述的基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输方法，其特征在于，所述步骤S400的具体实施过程包括：步骤S401：建立数据簇迭代筛选模型，令第L次迭代样本集为SS
L
，则第1次迭代样本集为SS1，且SS1=SS；令第L次迭代输出样本集为RS
L
，则SS
L+1
=SS
L
‑
RS
L
；第L次迭代筛选过程如下：在第L次迭代样本集SS
L
中任选两个控制传输行为特征矩阵，记为R(X)和R(Y)，其中，X和Y分别表示第X个控制周期和第Y个控制周期，计算传输行为相似度，具体计算公式如下：P(XY)=NUM[R(X)∩R(Y)]/NUM[R(X)∪R(Y)]其中，P(XY)表示控制传输行为特征矩阵R(X)和R(Y)之间的传输行为相似度，NUM[R(X)∩R(Y)]和NUM[R(X)∪R(Y)]分别表示控制传输行为特征矩阵R(X)和R(Y)之间交集和并集中包含的矩阵元素数量；预设相似度阈值，如果传输行为相似度大于等于相似度阈值，则对控制传输行为特征矩阵R(X)和R(Y)进行标记；直到第L次迭代样本集SS
L
中全部控制传输行为特征矩阵之间进行两两的传输行为相似度计算后，第L次迭代停止，并将标记的全部控制传输行为特征矩阵纳入第L次迭代输出样本集RS
L
中；第L次迭代停止后，进入第L+1次迭代，直到筛选样本集SS中的全部控制传输行为特征矩阵之间进行两两的传输行为相似度计算后，终止伪数据簇迭代筛选模型的运行；步骤S402：统筹全部迭代输出样本集RS
L
，并生成隐性数据簇集合，记为YS，和显性数据簇集合，记为XS=SS
‑
YS；对隐性数据簇集合进行加密，并设置查阅权限。6.基于物联网的智慧地铁应答器控制数据传输系统，其特征在于，所述系统包括：数据控制中心云台模块、数据模型模块、特征行为模块和数据分析模块；所述数据控制中...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞太亮，卞能建，孙磊磊，潘冠俊，
申请(专利权)人：常州地铁集团有限公司运营分公司，
类型：发明
国别省市：