数据通信系统(Data Communication System,DCS)是基于通信的列车运行自动控制系统(Communications Based Train Control System,CBTC)的重要子系统之一,加强对DCS信息安全的保护对城市轨道交通安全运输至关重要。未来的信息安全形势很严峻,传统的信息安全防护能力会逐步变弱。因此,研究适合于城市轨道交通的信息安全防护技术有利于面对与日俱增的信息安全威胁。论文的主要工作如下:首先分析了基于WLAN的DCS信息安全的弱点及可能遭受的攻击,通过分析城市轨道交通无线通信网络的特点,定义了不同的车载无线终端状态,将无线终端的状态与无线入侵检测进行结合,提高无线入侵检测的检测能力。论文使用有限状态机描述了无线终端状态,分析整个接入过程。然后,在无线入侵检测的静态检测基础上,设计了基于列车状态的无线入侵检测算法。第二,提出了最小可变时延时钟同步算法。在分析无线通信系统时钟同步时,发现列车在高速行驶条件下,时钟同步精度受到影响。时钟同步精度下降的主要原因是由于数据链路层数据重发造成的。为了提高时钟同步精度,在传统的时钟同步技术的基础之上,提出了最小可变时延时钟同步算法。仿真结果表明:所提出的时钟同步算法能有效提高时钟同步的精度。第三,完成了 DCS网络监控系统软件的设计和开发,在软件中实现了基于列车状态的无线入侵检测算法、最小可变时延时钟同步算法。同时,系统具备监控网络设备的工作状态、检测无线终端合法性的功能,及时发现网络的异常情况并且报警显示。该软件已成功应用在北京地铁燕房线实际系统中。