逻辑双环型ARCNET列车通信网络建模与仿真

基于网络仿真平台OPNET,构建了物理总线型逻辑环型列车通信网,包括网络模型、节点模型和进程模型.利用该模型,对ARCNET列车通信网络进行仿真和优化设计.通过仿真得出保证系统正常运行的双网冗余优势和网络时延以及影响端到端延时的主要因素.     

基于以太网的CRH2动车组通信网络仿真研究

列车通信网络是高速列车的关键部件.本文以CRH2动车组上的列车级控制网络ARCNET作为参考模型,在以太网环境下对其网络系统技术进行层层剥离分析,利用以太网模拟仿真ARCNET网络通信机制,研制开发出CRH2动车纯软件仿真平台,实现列车网络控制的基本功能,为CRH2动车网络通信技术的国产化提供了一定的参考.     

ARCNET网络系统实时性能分析与研究

列车控制网络在列车控制系统中起着非常重要的作用,其实时性能直接影响到列车的安全可靠运行。对其实时性能进行分析评价可以优化设计列车控制网络的应用层,合理配置网络,优化网络性能,从而保证列车的安全可靠运行。本文介绍ARCNET列车控制网络的数据帧类型,数据通信机制和自动重构过程等,并对ARCNET网络通信延迟时间参数进行分析,建立ARCNET网络数据通信延迟时间模型、分析其网络实时性,并提出改进网络实时性的方法。最后在搭建的网络控制系统中,对实验测试结果和模型计算结果进行比较,验证模型的正确性。并利用分析结果以及建立的通信延迟时间数学模型,计算开发基于ARCNET轻轨列车网络控制系统的轮询周期,为系统应用层设计提供依据。     

基于以太网仿真的CRH2型动车通信网络监控系统

本文在已开发的基于以太网的ARCNET仿真平台基础上,研究并实现一个CRH2型动车通信网络监控系统,利用该系统可以直观地理解CRH2型动车通信网络的动态工作状况,为ARCNET网络监控的研究提供参考.基于以太网的ARCNET仿真平台,对监控系统的功能需求作深入分析,详细介绍系统的实现方案和技术路线,对监控系统运行结果进行分析验证.验证结果表明,监控系统可以正确、有效地监控仿真平台的运行状态.     

基于ARM的ARCNET网接口设计

ARCNET作为一种现场总线网络,在列车通信中得到了广泛应用。根据我国引进消化、吸收与再创新的总体方针,设计了ARCNET网络接口用于组建环形ARCNET网络。该接口以ARM为核心通过外接ARCNET协议控制器实现基本的硬件设计。通过基于ARM芯片的外围电路及设备驱动与应用软件的设计,实现网络节点的温度采集与温度控制,模拟实现了列车车厢状态以及门控开关的控制,并为组建环形ARCNET网络提供基本的通信节点,对我国的列车控制网络组建有一定的实际意义。     

基于CAN总线的轨道交通列车通信网络仿真研究

通信网络是列车的神经系统.它把所有的控制器和传感器等设备连接起来,实现信息采集和控制.为了研究列车通信网络的安全性和可靠性,分析影响网络性能的原因,同时优化网络参数,利用网络仿真软件OPNET搭建了基于CAN总线的列车通信网络仿真模型,研究了应答错误和误码率对网络负载、吞吐量、节点状态等方面的影响.结合实际列车通信网络结构,通过该仿真模型得到相应的仿真结果,今后可为实际列车的通信网络性能分析提供参考.     

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.     

基于工业以太网的地铁列车多网融合技术仿真研究

针对工业以太网在实时性等方面的缺陷,在传输协议机制上提出改进建议,建立数据业务综合分级调度的实时传输机制,以有效降低端到端传输时延;利用OPNET仿真工具,设计出列车骨干网和编组网的以太网络模型、节点模型和进程模型,并依据业务要求配置仿真参数,验证了综合分级调度算法在端到端时延方面的有效改善。     

基于ARCNET的轻轨列车通信网络

控制网络承担着高速列车安全稳定运行的重要责任,开发出拥有自主产权的控制网络成为一种迫切需求。文章介绍了一种理想的列车控制网络——ARCNET网络,分析了ARCNET网络协议的数据传输机制,组帧方式,重点阐述了单节点的硬件构建和软件设计,并根据重庆轻轨列车的结构进行了组网设计,通过捕捉总线上的各种类型的帧解读了数据传输的全过程,同时也说明了网络功能验证成功。该系统日前已在重庆轻轨列车上开始试用。     

基于云模型和组合赋权法的列车通信网络性能评估

针对列车通信网络性能评估缺少量化评估的问题,提出了基于云模型和组合赋权法的列车通信网络评估方法。首先,建立列车通信网络性能评价体系和Opnet仿真平台,采用组合赋权法确定综合权重;然后,采用云模型生成评价云,根据综合权重和逆向云算法得到综合云;最后,将列车通信网络性能综合云与评价云进行相似性度量,实现列车通信网络性能的评价。通过算例分析表明,该方法能够客观有效地评估列车通信网络性能,为列车通信网络的性能评估提供了理论参考。     

单列高速列车运行仿真模型与算法

根据高速铁路线路特性,构建线路的3层节点网络模型.第1层描述车站和区间,第2层描述车站中心点、车站与区间的分界点和线路限速变化点及连接这些点的线路,第3层描述线路实际属性变化点及连接这些点的线路.鉴于高速动车组具有动力分散、质量均衡分布的特点,将动车组视为质量均匀且具有动力的绳体,创建高速动车组绳体模型.以动车组通过变坡点和变曲率点为例,分析动车组的受力状态,推导出对应的列车加速度计算公式.提出一种基于预推演的高速列车运行仿真算法.依据建立的线路模型、列车模型和仿真算法,开发了单列高速列车运行仿真系统.通过实例仿真验证了仿真模型与算法的准确性和实用性.     

CBTC列车安全定位中通信中断时间的研究

通信中断的存在会对目前城市轨道交通的CBTC列车安全定位产生影响,进而影响列车安全间隔距离。CBTC车地通信系统大多采用无线局域网技术。越区切换中断是导致通信中断的主要原因,根据IEEE 802.11协议的越区切换流程,本文推导出越区切换中断时间与列车速度的关系表达式,在此基础上根据安全定位的实现方法和移动闭塞系统中列车安全间隔距离的计算方法,推导出通信中断时间与影响安全定位的因素之一——估计的运行距离及列车运行安全间隔之间的关系表达式。建立两列列车追踪运行模型,仿真不同通信中断时间下两列车的追踪间隔距离。采用此关系表达式进行理论计算的结果与仿真结果验证了通信中断时间与估计的运行距离及列车运行安全间隔的关系表达式是合理的。     

GSM-R无线通信网络指标评估体系研究

在分析高速列车系统对无线通信系统需求的基础上,阐述了在高速环境下对无线通信系统进行评估的意义和重要性。根据我国高速铁路特点及需求,提出我国GSM-R无线通信网络指标评估体系的分层模型及各层指标构成。探讨了评估流程,对指标映射以及评估结果分析中用到的主要成分分析、回归分析数学模型方法进行了介绍。     

地铁列车的实时通信网络研究

实时以太网用于车载网络有其特有的优势，文章依据地铁列车通信网络典型结构，通过对PROFINET实时以太网协议特征、传输时延分析研究、理论计算和仿真实验，论证实时以太网络作为下一代地铁列车通信网络的可行性。     

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。     

基于SVM智能预测的车地多网融合无线通信系统方案的研究与设计

为提高城市轨道交通车地无线通信质量,提出了一种车地多网融合无线通信系统方案,方案利用线路中共存的多种车地无线网络提供多条通信链路,共同保障车地数据的稳定传输。针对如何选择最优网络进行数据传输这一关键技术点,采用支持向量机（SVM）分类方法实现智能选择。最后,通过搭建车地多网融合无线通信系统的仿真环境,进行实验仿真。仿真显示:列车在当前车地无线网络信号质量下降时,能够智能检测并切换至质量更优的无线网络完成车地数据通信。基于SVM智能预测的车地多网融合无线通信系统方案能够提高车地无线通信质量,该方案具备有效性和可行性。