基于多家乡技术的列车移动网络研究

针对在移动列车等公共交通工具上为乘客提供高速无缝的互联网接入服务的问题,本文对列车移动网络的自身特征以及所处无线网络环境进行分析,并建立一种基于多家乡技术的列车移动网络系统.构建具有多种无线外部接口和有线/无线内部接口的移动路由器,通过策略配置和网络状态实时监测,实现在多个不同类型的外部无线接口上进行流量分配和负载均衡的机制.提出一种基于自主选举方式的最佳移动路由器推举方法,通过分布式的协议消息交互推举出最佳移动路由器,保证了多个移动路由器的有效协同工作.仿真试验表明,本文提出的方案能够有效提高列车移动网络的总体可用带宽,降低列车运行所引起的数据传输速率抖动,增强网络连接的稳定性和可靠性.     

小型无线传感器网络的实现与WLAN互联

目前无线传感器网络由于其覆盖范围较小,数据处理能力有限的特点,使其应用受到一定限制.而通过无线局域网覆盖多个无线传感器网络,就可以实现多个传感器网络的互联,为用户提供更加灵活,范围更大的信息服务.本文在设计并实现了基于SimpliciTI协议的小型无线传感网络的基础上,将其通过无线局域网覆盖,实现无线传感器网络的无线局域网接入与多个传感器网络的互联,并给出硬件和软件设计方案.     

列车移动网络关键技术的研究

随着数据业务的飞速增长,在铁路等具有网络移动特征的环境中,考虑如何有效地采用基于下一代网络协议IPv6的移动网络(NEMO)技术已经成为一个具有挑战性又十分重要的课题。本文研究列车移动网络的使用,并考虑移动通信中关键的带宽资源管理问题,建立了列车移动网络系统运动模型,并提出根据不同无线环境采用自适应多家乡移动路由器带宽管理的方案。通过对自适应多家乡移动路由器带宽管理方案进行性能评价和分析,从而证明了方案的有效性。     

认知无线电的联合频谱检测与共享算法

提出一种基于信任度因子的频谱空穴检测模型以确认频谱机会.当能量以信任度因子为1分布于检测区域时,认知用户将发送1 bit量化值以报告侦听结果;否则,认知用户将发送2 bit量化值.评估了平均侦听比特数和漏检概率的性能.基于此模型,给出一种多跳认知无线电网络的频谱共享算法.它允许激活认知用户节点以一定的接入概率充分利用分配给其他认知用户的时隙进行通信.同时,算法还采用基于发射码字的传输机制,即每个激活认知用户都有自己唯一的发射码.进一步地,推导出系统吞吐量,即被定义为平均成功传输的概率和能耗公式.最后,通过仿真评估了系统性能.     

基于工业以太网的高速列车通信网络仿真研究分析

现代高速列车需要传输大量的数据.传统的现场总线存在带宽低的缺点,不能满足大量数据的传输任务,而工业以太网具备带宽高、成本低等方面的优势.利用仿真软件OPNET,搭建了基于工业以太网的高速列车通信网络仿真模型.针对实际高速列车网络通信数据特性进行分类,并对其进行分析和建模.通过仿真,对基于宽带100 M和1 000 M的工业以太网列车通信网络的延时特性和利用率等方面进行比较分析.仿真结果表明,宽带1 000 M工业以太网能够满足列车通信的实时性和可靠性要求.     

以太网互联列车通信网络寻址方案探讨

分析了列车以太网互联通信网络的寻址方案定义的必要性,结合UIC 556小册子提到的面向功能寻址的方法,从开放系统互联的不同层次上进行寻址方案讨论,给出了类似于互联网中的统一资源标志符方法(IPT-URI)进行列车以太互联网的逻辑功能寻址,对列车、基本运转编组单元、车辆等不同域上分配了相应的专用网段及IP地址方法,最后介绍了动态逻辑功能地址与IP地址之间的转换。     

ATM在轨道交通监控系统中应用

在城市轨道交通系统中,电视监控系统用以监视车站各部位、客流情况及列车停靠、车门开闭和启动状况,其图像的传输采用ATM设备,它具有网络接入方式灵活、能有效利用带宽并支持未来各种新业务需求等特点.     

2.35GHz高速铁路宽带无线信道时间色散分析

基于高铁场景的信道测量与分析,有利于宽带无线通信系统在高铁上的实现和优化。本文以速度为200km/h的郑西高铁高架桥环境下宽带无线接入为应用背景,对2.35GHz频点下50MHz带宽的无线信道进行测量。基于实测数据,将列车穿越发射机的信道变化过程划分为4个区域(RA,TA,CA,AA),并从频域和时域两个角度对不同区域中的高铁无线信道特性进行分析。讨论频域的相关散射特性,研究时域的时延扩展特性,阐述在不同区域中信道特性变化的原因,验证了通过频域相关和rms时延扩展两种方法得到的相干带宽的一致性。     

基于交换式以太网的TCN仿真研究及分析

针对传统列车通信网络(Train Communication Network,TCN)难以满足下一代列车通信网络的带宽需求,提出了基于交换式以太网的TCN解决方案,建立了基于交换式以太网的列车通信网络拓扑结构和通信协议栈模型。在满足网络强实时性方面,进行了相关改进。然后通过VxWorks试验平台进行试验验证,结论是这种新方案在较大提高网络带宽的同时,能保证网络的确定性和实时性,能很好地满足传统TCN网络传输数据的要求,证明了基于交换式以太网列车通信网络代替TCN的可行性。     

基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相...     

基于BP神经网络的动车组智能化控制和诊断研究

为解决因采集数据异常导致的列车控制的误动作和误诊断问题,对基于BP神经网络的动车组智能化控制和诊断方法进行了研究,建立了基于BP神经网络的预测模型,采用列车实际运行数据进行多次训练和参数调整,获取最优网络模型,结合该模型的预测值和实际值得到最终可信值,并融入到现有列车控制逻辑中进行控制和诊断。通过实验验证,采用训练模型的预测结果与实际采集值相比具有较高准确性,能够达到预测效果。实验结果表明,采用BP神经网络模型进行状态预测,并结合相关处理策略进行列车运行控制及故障诊断具有可行性。     

旅客列车无线局域网带宽分配系统的研究与实现

旅客列车无线局域网带宽分配系统采用链路发现模块均衡9路链路负载,采用jhash_3words算法、RoundRobins算法构建用户发现模块,实时更新系统内真实用户数量。该系统优化了旅客列车无线局域网互联网出口的带宽分配方式,有效提升了互联网使用效率,通过了国家铁路产品质量监督检验中心的性能测试与功能测试,为在高速列车的实际运用奠定了基础。     

中国标准动车组以太网控车重联模式研究

中国标准动车组列车通信网络是列车上信息交互的关键设施,与传统通信方式相比,以太网总线技术是相对较新的列车通信网络,它具有带宽大、组件灵活及成本低等优点.以中国标准动车组以太网控车为研究对象,描述了以太网控车的重联方式、位置映射,以及重联信号的判定,通过拓扑协议实现了列车的结构拓扑和信息共享,使得以太网控车技术更加快速、...     

基于TCN消息及过程数据实现WTB总线通信的网关程序设计

通过研究WTB总线通信机制,解决WTB总线带宽利用率低的问题。提出了利用TCN消息通信机制以及过程数据通信机制,实现WTB总线数据通信的网关软件程序设计。对WTB总线传输的数据量的通信时间计算分析、实验表明,该通信方式增加了基本通信周期内WTB总线传输的数据量,提高了WTB总线带宽利用率。利用TCN消息和过程数据的网关程序设计方式降低了大容量数据在WTB总线上的传输延时和程序开发的复杂度,保证了列车网络系统的可靠性。     

基于灰色关联的城市轨道网络列车运行计划综合评价

城市轨道交通网络列车运行计划的综合评价不仅需衡量各条线路列车运行质量,还应着重考虑各线间列车运行接续质量。本文首先从服务质量、线间协调、首末班车协调、高峰期站台客流饱和、抗干扰性以及技术性6个方面构建城市轨道网络列车运行计划综合评价的指标体系;其次在分别采用层次分析法与熵值法确定各评价指标主观与客观权重的基础上,通过线性组合主观与客观权重而获得各评价指标权重,进而通过计算灰色关联系数确定各评价方案的灰色关联度来实现路网列车运行计划方案选优。     

浅谈EPON网络建设方案

为解决目前接入网络存在的问题,提出采用EPON接入技术.分析EPON网络结构、技术特点及运营优势,浅谈EPON网络建设原则,以及针对不同用户的应用方案,扩大了网络带宽,提高了网络安全.     

CRH2型动车通信网络协议分析系统的设计与实现

列车控制网络是面向控制的一种连接车载设备的网络通信系统,是分布式列车控制系统的重要组成部分,它能够通过信息的实时交互来实现对列车各种车载设备的通信、管理与控制等.通信协议是网络运行的最基本的保障,协议实现情况的好坏对于网络以及列车的正常运行都有重要的意义.本文对CRH2型车通信网络协议实现情况的分析方法进行了研究,并且设计了协议实现情况的分析工具,分析内容包括协议报文封装的分析,协议工作流程的分析,不同应用报文封装的分析,不同应用工作流程的分析等.     

轨道车辆MVB通信网络的实时特性

多功能车辆总线(MVB)应用于轨道交通车辆的车厢级通信网络已经成为新一代列车通信网的发展趋势。采用MVB必须满足轨道车辆对数据传输提出的实时性要求。MVB网络的端到端传输延迟主要包括报文分组在缓存器内的平均等待延迟、发送报文分组延迟、介质传播延迟等,而影响发送报文分组延迟的主要因素是报文分组的平均等待延迟受介质访问控制方式的约束;主设备消息事件请求帧的到达过程服从泊松分布,多消息事件并发引发的事件仲裁延迟是影响消息数据报文延迟的重要因素。仿真实验结果表明,MVB网络的过程数据具有报文分组传输时间确定、报文分组长度对网络延迟影响小等实时特性,但消息数据的报文延迟受网络负载的影响较大。运用排队理论分析主从轮询方式下过程数据的延迟与MVB的轮询周期、通信速率的关系;分析数据表明,该方法可以取代以往的国外经验值来配置网络,而且配置指标更符合实际运行的要求,并已经成功应用于实际设备的测试分析中。     

基于改进LS-SVM算法的列车通信网络时延预测方法

由于通信网络诱导时延的存在会对列车牵引制动系统造成影响,因此对时延精准预测并实现补偿十分重要。提出了一种基于改进粒子群(PSO)算法优化的最小二乘法支持向量机(LS-SVM)算法对列车通信网络时延进行预测,搭建了列车网络控制系统半实物平台,使数据通过多功能车辆总线(MVB)进行传输,分别改变车辆控制单元(VCU)特征周期及负端口数量大小,以获取大量不同特性的时延数据。将数据分组后利用改进的PSO算法优化LS-SVM算法进行预测仿真。仿真结果表明,与传统的LS-SVM算法及Elman神经网络算法的预测方法相比,所提出的方法在列车通信网络的时延预测方面具有更好的快速性和准确性。