轨道交通车地无线通信系统车载子系统

系统简述 车地无线网络系统是针对城市轨道交通运营特点开发的高速移动车地无线通信系统,为城市轨道交通车一地无线通信提供大容量、稳定、可靠的无线传输通道。车地无线网络系统能够为车载视频监控系统及车载乘客信息系统在控制中心与运营列车之间建立稳定、安全且避免;中突的实时无线数据传输通道。车载CCTV系统通过车地无线传输上传数据通道,将采集的列车车厢内乘客乘车视频信息实时上传到控制中心;车载PIS系统通过车地无线传输下传数据通道,将PIS视频信息从控制中心下传到运营列车上,在车载LCD显示屏上进行实时播放。     

新型车地无线通信eLTE-U的综合承载研究及测试

基于对比研究及测试验证的方法研究了非授权频段(5 725～5 850 MHz)承载的eLTE-U技术发展背景、传输模型、传输性能以及与WiFi技术的友好共存性.研究结果表明,该技术可以满足中低运量城市轨道交通车地无线通信系统对大带宽、低时延、高速移动切换、高抗干扰性、高可靠性及9级服务质量保证(QoS)的要求,支持面向5G技术的平滑演进,是现有授权频段LTE-M车地无线通信技术的有效补充.同时,结合工程实践测试验证了eLTE-U综合承载信号控制系统(CBTC)、乘客信息服务系统(PIS)及视频监控系统(CCTV),以及乘客无线上网服务业务,达到了城市轨道交通车地无线通信综合承载的技术要求.     

CTCS-3级列控系统车地交互流程形式化建模与验证

正在建设的时速300 km/h以上的高速铁路已采用CTCS-3级列车运行控制系统.车地信息交互流程是影响CTCS-3级列控系统的效率、可靠性和安全性的主要因素之一.基于时间自动机理论对车地交互流程进行建模与验证具有重要意义.首先将车地交互流程分为4个典型的子流程：任务启动流程、正常行车流程、RBC切换流程和任务结束流程,然后针对这些子流程建立无线闭塞中心（RBC）、车载设备（ATP）和铁路专用移动通信网（GSM-R）的时间自动机网络模型,最后利用时间自动机模型验证工具UPPAAL进行仿真分析,验证了CTCS-3级列控系统的车地交互流程的安全性和受限活性.     

LTE-M综合承载系统互联互通方案设计和性能测试

针对目前城市轨道交通中采用商用公网长期演进(LTE) 系统承载时, 跨核心网互联互通的可靠性和实时性不满足业务需求的问题, 分析了城市轨道交通长期演进(LTE-M) 综合承载系统的业务需求, 提出了LTE-M综合承载系统互操作性需求和数据业务的互联互通需求, 研究了LTE-M综合承载系统互联互通的工作机制, 设计了可靠性保障方法, 包括核心网间路由重建立、核心网间故障倒切、核心网板卡倒切等, 提出了LTE-M综合承载系统互联互通的系统架构; 在实验室搭建了LTE-M综合承载系统互联互通测试环境, 分析了信令和数据, 以验证其是否满足应用需求, 并进行了LTE-M综合承载系统跨核心网切换测试、跨核心网路由测试、核心网故障倒切测试、可靠性测试和互联互通性能测试。研究结果表明: 为满足城市轨道交通列车跨线运营需求, 需实现LTE-M终端和基站之间参考点、核心网服务网关与分组数据网关之间参考点、移动管理实体之间参考点以及归属签约用户服务器与移动管理实体之间参考点接口的互联互通; LTE-M综合承载系统互联互通跨核心网切换时间小于1 s, 核心网间路由重建立时间小于1 s, 核心网单板故障倒切时间小于2 s, 跨核心网故障倒切时间小于31 s; LTE-M综合承载系统互联互通业务传输时延小于0.15 s, 丢包率小于1%;10 MHz带宽能同时传输1路100 kb·s-1的基于通信的列车运行控制业务、2路2 Mb·s-1的车辆视频监控业务和1路4 Mb·s-1的乘客信息系统业务。可见, LTE-M综合承载系统互联互通性能满足城市轨道交通跨线运营的业务需求。      

基于DSPN的高速磁浮车地通信系统可靠性及时延

为满足磁浮运行控制系统对于列车高速运行条件下通信实时、大容量的需求,基于确定与随机Petri网(deterministic and stochastic Petri nets, DSPN),根据38 GHz毫米波的影响因素,建立了其通信故障模型;按照信息帧的发送、冗余结构处理、双通道传输以及选择表决的整个传输过程,建立了车地下行链路数据传输模型.对磁浮车地通信系统的可靠性及系统延时进行了形式化分析,结果说明,磁浮38 GHz毫米波无线通信网络无故障概率达99.452%,故障平均修复时间达373.80 ms,满足高速磁浮车地通信的需求.      

一种变电站辅助设备远程监控系统设计

针对目前变电站监控系统存在着智能化程度不高,无法实现远程控制,可靠性差,运行维护工作量大等问题,提出了一种结合有线通信、无线通信、射频技术和网络技术的变电站辅助设备远程监控系统方案.阐述了系统控制原理、硬件电路原理、软件架构设计等.实际运行效果表明,提出的变电站辅助设备远程监控系统具有控制灵活、传输可靠、移植性好等优点,达到了变电站辅助设备监控系统的标准和需求.     

基于IEEE 802.11ac标准的城市轨道交通CBTC系统切换算法

城市轨道交通列车控制系统通常采用无线局域网技术实现列车和轨旁设备间的连续数据通信,因而列车在运行过程中存在多次切换,切换性能直接影响列车运行安全和效率.传统切换算法往往采用固定切换门限,较少考虑列车速度对切换过程的影响.随着列车运行速度的提高,传统切换算法难以满足实际的运营需求.针对城市轨道交通列车运行特点和切换过程,以隧道环境的无线传播模型为基础,推导出列车速度与切换迟滞参数之间的约束关系,提出基于IEEE 802.11ac标准的自适应切换算法.仿真结果表明,与传统切换算法相比,该算法在降低乒乓切换率、提高切换成功率和网络吞吐量等方面,能够满足列车在不同速度下的车地通信要求,适用于城市轨道交通运营场景.     

高速通信系统升级改造方案

通信系统主要是为高速公路运营管理及收费、监控系统提供话音业务以及数据、图像等非话业务的传输通道。随着我国高速公路的快速发展,高速公路通信系统所承载的业务量呈现出爆炸式的增长,传输协议的不断改进以及传输技术的演进升级使得原有的通信传输设备已经渐渐不能满足现有的业务需求,通信设备升级改造亟不可待。     

基于无线传感器网络的晨练指数实时播报系统

晨练指数预报属于大城市微气象环境预报.针对当前晨练气象指数预报模式时效和精度差的缺陷,提出了一种基于无线传感器网络的晨练指数实时播报系统.系统分为无线传感器网络节点、SINK节点、终端分析评估系统和社区显示平台4个子模块,传感器网络节点采集实时晨练点的气象和环境数据,通过射频和GPRS无线通信模式将数据传递给终端评估系统分析并向附近社区做出播报.文章给出了系统的总体结构和4个子系统的软硬件设计,实现了针对社区附近晨练点的晨练指数精细预报.     

GSM-R无线冗余覆盖及可靠性建模分析

作为车地之间安全数据传输的双向通道,具备安全可靠无线网络覆盖的GSM-R系统是安全行车的保障.探讨了同站址双网和交织站址单网无线网络冗余覆盖方案,利用可靠性理论对两种方案进行抽象建模,并推导出两种网络模型的可靠度结果.通过对比分析,认为交织站址单网覆盖比同站址双网覆盖更能满足中国列车运行控制系统对于GSM-R无线网络覆盖的需求.     

远程通信过程中无线数传技术的应用

对于在野外作业、工作人员不宜停留的场所,利用无线数传技术实现远程控制可以得到很好的效果。从硬件和软件两方面详细介绍了一种用89C51单片机控制无线数传模块进行无线通信的技术。     

基于GPRS接入Internet的配电网远程监控系统

基于GPRS无线通信模块以及利用GPRS网络接入Internet的方法,进行配电网远程监控系统的软硬件方案的设计,实现了电力数据传输和监控.由单片机C8051 F005作为终端电力数据采集单元的主体部件,通过串口将数据传给GPRS模块G20进行无线传输,克服了传统有线、无线的监控系统的缺陷:如费用高、实时性差等.实验结果表明:此设计高速、稳定的实现了数据传输和远程监控,并且能与其他行业实现资源共享,减少设计成本.     

基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.     

轨道交通中异构智融车载网络发展综述

从蜂窝无线接入技术、非蜂窝无线接入技术、异构智融车载网络接入技术三方面，分析了国内外轨道交通车载网络的研究现状；针对非蜂窝无线接入技术和蜂窝无线接入技术的问题，阐述了协同利用轨道交通周边异构无线资源进行网络融合、协同通信的优越性；从网络模型、网络架构两方面论述了异构智融车载网络的融合方案；结合智能轨道交通业务需求，从可靠性和资源利用率两方面对现有的异构智融车载网络研究进行了系统性的归类梳理；从人工智能、安全性和云边结合三方面提出未来异构智融车载网络的发展趋势。研究结果表明:异构智融车载网络可靠性分为网络架构的可靠性和数据传输的可靠性，其中在网络架构可靠性方面，主要研究了通过冗余网络架构、车云传输架构、软件定义网络构架和智慧协同网络架构4种方式提升可靠性，在数据传输可靠性方面，主要研究了通过多路径传输、网络编码和切换算法降低传输过程中的丢包率；异构智融车载网络资源利用率分为无线接入的资源利用率和链路调度的资源利用率，其中在无线接入资源利用率方面，主要通过信道状态预测、频谱划分、频移补偿3种方式增加网络吞吐量，提高资源利用率，在链路调度的资源利用率方面，主要通过调度算法、接收缓存算法和拥塞控制算法来减少异构链路对数据传输的影响，降低数据重传次数，提高网络资源利用率。      

大型体育赛事专用道路网络规划方法

赛事专用道路网络是保障大型体育赛事活动交通参与者出行时间可靠性和便利性的有效措施,也是国内外的惯例做法.通过梳理大型体育赛事专用道路设置的具体做法,明确赛事专用道路的规划原则.提出赛事专用道路网络规划的一般步骤和方法:服务对象分析、起讫点区位分析、路径选择、设置类型选择、仿真评估、方案优化调整,并提出运营管理中需要考虑的要点.应在确保满足赛事需求的同时,避免过多干扰城市公共交通及社会交通的运行;同时做好与城市公交专用车道的协同融合管理以及赛事专用道路启用时间的灵活管理.     

列控车载设备控制程序及参数远程实时更新方法

针对既有列车控制系统不具备对车载设备控制程序及参数进行远程在线实时更新功能的问题,提出一种基于无线传输和嵌入式的列控车载设备控制程序与参数实时更新方法,在无线机车信号实际应用测试中表明,所实现的程序更新机制具有较高的适应性和可靠性,可有效提高运营中的车载设备程序升级效率,提高了对列车控制的安全性,降低了系统维护成本.     

��·����ר���ÿͷ������ϵͳ���о�

铁路客运专线旅客服务调度系统，是基于旅客服务调度的业务需求，通过实时图形管理，将与客运专线运营相关的具有分散自律特性及有控随机属性的各业务或过程，利用消息触发机制关联起来的管理信息系统。系统由计划查询、列车跟踪、客流分析、统计分析、设备监控、视频监控、异常处理及信息发布八个模块组成。基于系统各组成模块，本文详细论述了系统的功能定位；研究提出了基于B/S模式的系统体系结构模型。基于该体系结构，实现了包含系统核心处理功能在内的仿真实验系统的开发，对于该系统的建设具有重要参考意义。     

基于GPRS的索力监测传输技术研究

文章研究开发了一套基于GPRS技术的无线数据传输系统,远端数据采集模块将索力监测仪的输出信号进行模数转换,通过串行接口驱动无线modem经GPRS网络将数据发送到Internet上的远程监控中心,并完成数据的存储和显示。文章从硬件和软件两方面描述了系统的设计及实现方法,这种新型的数据传输系统非常适合于在边远地区或可移动系统中实现无线的数据采集和传输。     

基于无线传感网的铁路隧道环境无线监测系统设计

依据隧道环境监测需求及特点,提出了一种环境参数无线监测系统设计方案,实现了ZigBee短距离无线通信技术与GPRS远程通信技术的有效结合,完成了传感器网络中数据采集节点以及网络协调节点的硬件和软件开发,并设计了适合于数据实时传输的通信协议.测试表明,该系统测量误差小,可靠性高,适合应用于铁路隧道环境监测.     

交通信控无线运维系统设计与实现

为提高道路交通设备运维管理的智能化水平,实现交通信控远程优化与评价,推动交通状态社会化应用,设计了基于4G通信的交通信控无线运维系统。首先,构建了系统的基本架构,指出该系统由连接不同设备源的接口层、管理多种数据的中心层、支持多重应用的平台层构成。其次,设计了独立的无线通信设备,使其具有多种通信及检测功能,可实现对不同信号机的无缝兼容连接。再次,实现了运维功能模块,包括故障运维、流量及交通优化、实时状态显示等应用子模块。最后,通过独立于交警专网的实例验证了系统的各个功能,结果表明运维系统实现了信号机故障的无线管理,使优化技术得以远程分析和验证,可进一步推动智能交通的社会化应用。