17.07.2024
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2つの世界の融合:鉄道運行における安全とセキュリティのコンセプト

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鉄道業界では、重要なインフラの安全と完全性を確保することが最も重要です。一方では、高度な信号システム、自動列車制御、スマートメンテナンスソリューションなど、鉄道におけるデジタル技術の統合が進み、鉄道運行の全体的な効率が向上しています。しかし、このデジタル変革は新たなリスクももたらし、産業用制御システムのセキュリティはますます重要になっています。

マルウェア、ランサムウェア、高度なサイバー攻撃などのサイバーセキュリティの脅威は、重要な産業制御(IC)システムを混乱させ、深刻な障害、サービスの中断、さらには事故につながる可能性があります。したがって、ICシステムの強固なセキュリティ対策を確保することは、鉄道運行を守るだけでなく、乗客の安全を守り、サービスの信頼性を維持するためにも不可欠です。

鉄道信号における安全とセキュリティの融合

鉄道では、安全とセキュリティは別個の、しかし相互に関連するコンセプトであり、これらは鉄道運行の完全性と信頼性にとって極めて重要です。安全とは、乗客、スタッフ、一般市民に対する事故、負傷、危害を防止するための対策と実践を指します。一方、鉄道におけるセキュリティとは、妨害行為やサイバー攻撃などの悪意ある行為による意図的な被害から、鉄道システム、インフラ、利用者を守ることを目的とした対策と実践を指します。最新の軌道空き検出システムは、両方のコンセプトの要件を満たすソリューションを提供し、信号システムや診断システムへの情報伝達を容易にします。 

安全とセキュリティのバランスを取ることは、信号システムにとって特に重要です。安全とセキュリティは、システムを稼動させ続けるという点では共通しているが、そのライフサイクルは異なります。しかし、TS 50701のような規格は、両ライフサイクル間に同期点を設けることで、安全とセキュリティの世界をリンクしています。この調和は、包括的な保護を提供するために、CENELEC規格で定義された安全対策とセキュリティ手順を統合したものです。鉄道事業者は、安全とセキュリティへの取り組みを連携させることで、リスクを効果的に軽減し、ライフサイクル全体を通じて信号システムの信頼性と安全性を維持することができます。 

例えば、EULYNXのような規格に従って車軸カウントシステムの開発と実装に安全とセキュリティの両方のコンセプトを統合することで、鉄道事業者は、相互運用性と製品の多様性を促進しながら、インフラの安全を守ることができます。 

鉄道運行における安全コンセプト

鉄道の安全コンセプトは、車軸カウンターを含む信号技術の開発、設置、利用の枠組みを設計することにより、運行の安全を確保します。例えば、RAMS(信頼性、可用性、保守性、安全)のコンセプトを導入することで、製品ライフサイクルを通じて継続的なコンプライアンスを確保し、継続的な安全基準を維持することができます。この包括的なアプローチは、厳格な安全評価と信頼性分析を実施する製品開発の初期段階から始まります。その後、運用段階に移行し、システムは中断のないサービスをサポートするために厳しい可用性要件を満たす必要があります。さらに、保守性の面では、インフラの成分のメンテナンスと修理を効率的に行い、ダウンタイムを最小限に抑え、全体的な信頼性を高めることができます。RAMSのおかげで、ライフサイクル全体がEN 50126-1/-2規格に完全に対応しています。その結果、鉄道事業者は厳しい安全基準と運行性能を維持し、製品ライフサイクルの全期間にわたって乗客と資産の両方を保護することができます。

安全に関して言えば、考慮すべきもう1つの重要なコンセプトは安全完全性レベル(SIL)です。安全完全性レベルはSIL 1からSIL 4まであり、SIL 1が最も低く、SIL 4が最も高いものになります。各SILレベルは10倍のリスク低減に対応し、SILレベルが高いほど安全が高く、システム故障の可能性が低いことを示します。システムの適切なSILレベルを特定するには、広範なリスクアセスメントと信頼性分析が必要であり、潜在的なハザードを許容レベルまで低減するのに十分な安全機構が備わっていることを確認する必要があります。

システムの成分に大幅な変更を加える場合、その結果生じる変更は文書化される必要があり、運用に再導入する前に集中的なテストを行う必要があります。例えば、安全クリティカルシステムのソフトウェアに関連する規制は、EN 50716で定義されています。この規格は、ソフトウェアの要件から安全機能の最終的な妥当性確認や受け入れに至るまで、開発プロセスの各段階における詳細な要件をまとめた明確なロードマップを提供しています。 

安全とセキュリティの様々なライフサイクルを管理する場合、当社の有名な車軸カウントシステムであるFrauscher Advanced Counter FAdC®を含むオブジェクトコントローラは、効率的で効果的なソリューションを提供します。また、FAdC®はEULYNXの機能を備えており、フラウシャー・センサーテヒニク・ゲーエムべーハーは最高レベルの安全とセキュリティ基準を優先したオブジェクトコントローラソリューションを提供することができます。その結果、より効果的で簡素化されたライフサイクル管理によって、モダンで将来性のあるアーキテクチャの構築が可能になります。

鉄道運行におけるサイバーセキュリティ

サイバーセキュリティのコンセプトは、鉄道ネットワークの軌道空き検出システムなど、運用中のシステムに危害を及ぼす可能性のあるあらゆる種類の潜在的リスクや脅威を考慮しています。これらのコンセプトは、システムの運用を危険にさらす可能性のある潜在的なリスクに幅広く対処するものであり、物理的脅威とサイバー脅威の両方に対応しています。このような脅威には、因果関係のある侵害や偶然の侵害、サイバー犯罪、ハクティビストなどが含まれ、これらはすべて、さまざまな損害やセキュリティ侵害につながる可能性があります。

サイバーセキュリティに関しては、脆弱性と脅威という2つの主要な要素を考慮する必要があります。脆弱性は、開発中のミスが原因で起こるかもしれません。一方、脅威は、システムに危害を加えるために利用できる脆弱性を探している外部の人物によって引き起こされます。IEC 62443規格は、4つのセキュリティレベルを定めています。それぞれのレベルには、特定の危険に対してどの程度の保護が必要かが定められています: 

  • セキュリティレベル1:因果関係のある侵害や偶然の侵害からの保護 
  • セキュリティレベル2: 低リソース、一般的なスキル、低モチベーションによる単純な手段を用いた意図的な侵害からの保護 
  • セキュリティレベル3: 中程度のリソースを用いた洗練された手段による意図的な侵害からの保護 
  • セキュリティレベル4: 拡張されたリソースを用いた洗練された手段による意図的な侵害からの保護 

サイバーセキュリティに関して、特に注目すべきもう1つのコンセプトがあります。深層防御(ディフェンスインデプス)と呼ばれるものです。深層防御には、サイバーセキュリティの脅威からシステムを保護するために設計された複数のセキュリティ対策とチェックの実施が含まれます。このコンセプトは、単一の防御レイヤーに依存するのではなく、それぞれが異なるタイプの攻撃を検出、防止、軽減することができる、セキュリティチェックの重複レイヤーを作成することを目的としています。ネットワークインフラ、アプリケーション、データにわたって何重もの防御層を設けることで、セキュリティ侵害が成功する可能性を最小限に抑え、ひいてはシステム全体の回復力を高めることができます。さらに、深層防御は、継続的なモニタリング、インシデント対応計画、定期的なセキュリティ更新を組み込んで、進化する脅威に適応し、長期にわたって強力な保護を維持します。

さらに、サイバーセキュリティの検証と妥当性確認は、システム受け入れの重要な部分を形成し、システムがオペレーターに引き渡される前に完了する必要があります。サイバーセキュリティの検証は、指定された要件が満たされていることを、客観的証拠の提供を通じて確認する役割を果たします。サイバーセキュリティの検証は、開発ライフサイクルのさまざまなフェーズで実施され、システムとその成分がライフサイクルの各フェーズの開始時に確立された要件を満たしていることを確認するために評価されます。

各フェーズにおいて、サイバーセキュリティの検証は、特に、セキュリティリスク評価の正しさと妥当性、ライフサイクルフェーズで使用される特定ツールと技法の妥当性、テスト仕様と実行されるテストの正しさと一貫性など、さまざまな要素が扱われます。

対照的に、サイバーセキュリティの妥当性確認は、これらのセキュリティ対策が実際の状況におけるリスクから適切に保護されていることをチェックします。このプロセスには、セキュリティ対策が意図したとおりに機能し、必要な保護が提供されていることを確認するための継続的なモニタリング、インシデント対応訓練、定期的な監査が含まれています。包括的なサイバーセキュリティの検証と妥当性確認のプロセスを統合することで、鉄道事業者はシステムの堅牢性を維持し、現在の脅威と新たな脅威の両方から保護することができます。

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