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。     

基于多接口NEMO的移动性支持方案

随着移动互联网技术的发展,人们希望在移动过程中获取Internet服务,如何采用NEMO (Network Mobility)技术为列车等移动子网提供移动性支持成为一个研究热点.当前,越来越多的移动设备具有多种网络接口,可同时接入Internet获取服务.采用多接口技术可以有效地扩大终端或子网的移动范围,提高传输的可靠性,并实现负载均衡.但是,当前的NEMO协议只提供单一接口上的移动性支持,而无法实现多接口的移动性支持.本文在研究多接口移动网络的基础上,提出并实现了一种基于多接口NEMO的子网移动性支持方案,采用多种连接方式为列车等移动子网提供服务.为了测试该方案的性能,搭建了一个实验环境.实验结果表明,该方案能够为移动子网提供全局的移动性支持,并可以在多个接口之间实现无缝切换.     

基于无线Mesh网络技术的列车宽带接入原型系统设计

随着高速铁路、公路交通的发展,信息网络的移动接入技术需要得到相应的改善和提高。根据公共移动通信网和铁路专用移动通信网的发展现状,目前有多种列车移动接入技术。通过方案比较,本文原型系统采用了基于无线Mesh网络技术的无线宽带接入技术。当前,无线Mesh网络可遵循的标准有IEEE802.11s草案,该草案对无线Mesh网络的功能、接口及网络协议栈进行了全面的定义。本文根据IEEE802.11s草案,在Linux操作系统下定义了Mesh协议栈框架,并在此基础上设计实现了针对列车的车地宽带接入带状应用场景的无线Mesh网络原型系统,并就搭建的实际网络场景进行了性能测试。实验结果表明,所设计的原型系统基本达到了列车车地宽带接入应用的要求。     

移动个人局域网中路由选择的研究

移动个人局域网络(MPAN)即移动的PAN,用户可以在移动中无缝接入因特网访问.每台MPAN路由器都具有无线访问接口,路由器根据自己在局域网中运行的位置和状态切换至最适合的路由器.分析当前采用的路由选择协议,提出适合MPAN路由切换和选择的方法.实验表明,这些方法在QoS方面取得较好的结果.     

基于线路信息和QoS上下文转移的无缝切换方案

在高速客运专线环境中,信息传输的实时性和可靠性是保障铁路系统运营安全和提高客运系统无线接入服务的前提和基础.本文将分层移动IPv6网络拓扑结构应用于高速客运专线移动通信网.为减少其中实时业务的切换延迟和资源预留信息重建延迟,提出基于线路信息和QoS上下文转移的分层移动IPv6切换方案.首先,利用客运专线固定的线路信息和接入路由信息,事先建立顺序接入路由表;综合接收到的信号强度及位置信息和时间信息预知列车移动通信网的切换,从顺序接入路由表中主动选择合适的切换目的路由器,在此基础上有目的地进行提前切换.其次,利用上下文机制实现在切换之前将QoS信息传递给目标接入路由器,对新接入路由器扩展移动代理功能,提前为移动主机建立资源预留信息.仿真结果分析表明此方案减少了切换延迟,降低了数据丢包率.     

基于中断和时延效用函数的多宿主分级DNA列车移动网络资源分配模型

多宿主分级DTN列车移动网络 (M2H2DTN)的核心问题是DTN覆盖层上的资源分配,其影响DTN路由直至整个系统的效率,合理设计可以缓解流量爆炸问题.首先根据列车移动网络可预测环境,设计接入路由器消息矩阵及路由器接入时间的实时估计,提出资源后取策略,以保证高效用业务的服务质量;继而提出考虑中断和延迟的效用函数,在此基础设计Pareto最优的资源分配模型;最后就节点稀疏的场景仿真.结果显示提出的模型能提供较好的服务质量保证,减轻瓶颈处的拥塞,并具有较好的鲁棒性.     

信息

北京交通大学新近开发出IPV6无线路由器北京交通大学(原北方交通大学)IP网络实验室,开发:BJTU IPV6无线/移动路由器。20048月8日,该路由器在京通过了教育部组织的鉴定。由中国李德毅和沈昌祥等11位专家组成的鉴定:BJTU IPV6无线/移动路由器在无线/移动IP网攻克了关键的新一代网络的路由器技术具有自主知识产权,填补了国内在这一领域的达到国际领先水平,具有良好的推广前景。BJTU IPV6无线/移动路由器是在传统路由器技术的基础实现了移动IPV6技术、无线接口技术、移动路由协议等,:(1)IEEE 802.11x 无线局域网标准,可扩展到IE…     

运输全过程管理系统中列车运行图数据接口的设计与实现

根据运输全过程管理系统(TPMS)和列车调度指挥管理系统(TDCS)的分布特点,本文提出采用Web Service技术获取列车运行图数据,并就如何设计和实现该数据接口进行了阐述,为多个信息系统整合提供了一种有效的解决思路.     

基于移动互联网的铁路站车Wi-Fi服务网络方案

通过分析铁路旅客移动终端访问互联网需求,结合移动互联网技术特点,提出一种基于移动互联网的铁路站车Wi-Fi服务网络方案,实现列车和客站无线接入,提供信息服务。     

高速移动环境下提高WLAN有效吞吐量方法的研究

在高速列车等移动环境下,WLAN中所有的无线节点STA(Station)必须通过接入点AP( Access Point)和其它网络互联,接入点成为提高网络有效吞吐量的瓶颈.本文针对IEEE802.11 a DCF(Distributed Coordination Function)协议提出改进方案,对STA和AP的退避算法进行相应改进,从而提高AP抢占信道的优先级.仿真结果证明,改进算法显著提高了高速移动环境下含AP网络的有效吞吐量,改善了WLAN的整体性能.     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

基于贝叶斯网络的驼峰超速连挂事故分析

针对驼峰超速连挂事故进行分析。分析对事故有重要影响的线路、调速设备和车辆等因素,考虑到贝叶斯网络能较好解决不确定性问题以及可以双向推理的特点,建立驼峰超速连挂事故树,并将其转化成贝叶斯网络,计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明,超速连挂事故的主要影响因素为线路纵断面、调速设备制动能力以及新型重载车辆三方面。进一步考虑新型重载车辆的共因失效问题,建立贝叶斯共因失效混合网络,计算并分析新型重载车辆对超速连挂事故的影响程度以及对既有驼峰的适应性。     

基于轮廓特征拐点的遮挡车辆分离方法研究

遮挡是智能交通系统中车辆检测、跟踪和识别时较难解决的问题之一.本文主要针对智能交通系统中车辆之间的遮挡,以车辆常用的矩形模板为先验知识,首先对存在车辆遮挡的连通区域提取边缘轮廓,然后获取轮廓上的4类特征拐点,最后采用本文提出的基于轮廓特征拐点的车辆分离算法,将相互遮挡的车辆分离开来,便于后续对车辆的跟踪、匹配等处理.实验结果表明,本文提出的算法具有有效性、可行性和良好的应用前景.     

我国铁路客车空调研究领域急需引入人工神经网络

分析了我国铁路客车空调存在的问题和人工神经网络（ANN）在系统仿真、负荷预测、能量管理、故障诊断、系统辨识控制等方面的优势，综述了ANN在暖通空调（HVAC）中的应用及发展状况，阐述了我国铁路客车空调研究领域引入ANN的必要性和紧迫性。     

电力机车防寒设计探讨

分析我国高寒地区机车的运用状况,指出电力机车在低温环境下所面临的问题,并从机车的低温试验、关键部件、相关材料以及防寒加热等方面,提出电力机车防寒设计的技术措施。     

日本上越新干线列车脱轨事故探究

日本新县中越地区于2004年10月23日发生里氏6.8级浅层直下型地震,地震引起线路剧烈横向晃动和上下起伏震动,导致列车脱轨。在新干线沿线加大地震早期检测预报系统布设密度,研究新的地震波检测方法以及地震预报技术和装置。研究和试验L型防脱轨护轮轨,并对鱼尾板进行加厚改造。在转向架上安装振动加速度检测仪,提高制动反应速度。在转向架轴箱下面安装反L型车辆导向装置,车辆脱轨后,导向装置会钩住钢轨,防止车辆过远偏离轨道溜逸。用厚钢板包覆桥墩、向桥裂缝灌注树脂和用碳纤维布等方法对桥梁进行加固。通过对列车脱轨事故分析和采取的对策,为我国铁路建设提供参考和借鉴。     

隧道地质超前预报方法的探讨和研究

研究目的:通过隧道地质超前预报,掌握掌子面前方地质信息,为施工单位优化施工方案、安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期等提供依据,为预防隧道塌方、突水、突泥、突气等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,具有重大的社会效益和经济效益。研究方法:本文以作者在八盘岭隧道和长梁山隧道地质超前预报的亲身经历为背景,着重介绍了隧道地质超前预报在我国铁路、公路、城市轨道交通等工程的长大隧道施工中的重要作用和研究的重大意义。研究结果:本文系统地分析和归纳总结了隧道地质超前预报的前期准备工作、地质超前预报目的及内容、预报的各种方法、预报成果的输出形式和方式、预报时间安排和过程、探讨和研究的结论等,侧重介绍了地质超前预报的各种方法。研究结论:地质超前预报是隧道施工的一个重要环节,应纳入施工工序,可以指导施工,为隧道施工提供科学依据。     

基于GIS的铁路信息化建设的探讨

介绍了地理信息系统的概念及特点，分析了数字化铁路和理念，阐述了地理信息系统与铁路信息化的关系，最后介绍了地理信息系统在铁路设施及资产的管理，物流与客流的监控，客货运营销以及运输安全与救援决策等方面的应用。     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.     

隧道围岩渗流和衬砌水压力荷载

从地下水的渗流作用出发,对作用于隧道衬砌的水压力荷载的计算进行了讨论,并得出以下几个结论：一是在采用全封堵防水衬砌的情况下,无论围岩的渗透系数多小,都必须考虑同地下水位相应的水压力荷载。二是只有透水的衬砌（或设置排导系统）才能考虑水压力折减系数。水压力折减系数的量值主要取决于衬砌渗透系数同地层渗透系数之比。三是对于高水头的深埋隧道,为避免量值较大的水压力,应设置排导系统,不宜采用全封堵衬砌结构。要采用围岩注浆来控制地下水的排放流量。