一类M/D/c排队网络的灵敏度分析

提出一类针对散货码头货运列车集疏港生产调度的M/D/c排队网络,建立生灭过程模型,利用排队网络系统的数学模型及查普曼-柯尔莫哥洛夫方程一般法则导出其性能指标的运算公式,并运用平滑摄动分析法做出该类型排队网络的平均服务效率对服务时间的灵敏度估计.分析方法在国内某大型散货码头调度策略仿真中得到较好的验证.     

基于FIFO流控的上海站多媒体网络性能及效益评估

提出了采用ＦＩＦＯ输入流控策略改善铁路上海站ＡＴＭ多媒体信息网络性能，运用系统仿真技术对该网络信元丢失率和实时信元排队时延性能进行仿真评估和效益分析。研究成果为上海站ＡＴＭ多媒体网络建网提供理论依据。     

MVB-Ethernet网关设计与时延分析

分析了一种多功能车辆总线和工业以太网协议转换网关,软硬件设计方案及其实现原理,该设备具有以太网和MVB跨总线通信能力,通过网络配置灵活的支持MVB过程数据,消息数据和以太网通信.分析了影响网关实时性的关鍵因子TCP时延,为了控制网络时延,分析和对比了3种不同的改进方案的实时性能,并对最优方案进行了时延计算和实验验证,实验结果满足列车网络通信实时性要求.     

基于正态云模型和模糊层次分析法的列车通信网络性能评估方法

为保证高速列车安全、可靠运行,研究了列车通信网络性能评估方法;综合考虑列车通信网络的实时性、可靠性和服务质量,建立了合理的列车通信网络性能评价指标体系,采用模糊层次分析法确定列车通信网络性能评估指标的权重;考虑列车通信网络评估过程中具有不确定性,构建了基于正态云模型和模糊熵的二维评估模型;建立了基于交换式以太网的大容量和高可靠性列车通信网络仿真平台,获取各指标样本数据,运用二维评估模型计算各指标的隶属度,依据模糊理论最大隶属度法则确定列车通信网络性能等级。研究结果表明:在列车通信网络状态良好时,60%评估样本的网络性能等级为Ⅰ、Ⅱ级,在网络丢包率和误码率较大时,40%评估样本的评估等级为Ⅲ、Ⅳ级,表明二维评估模型能够有效地反映列车通信网络状态;与仅运用模糊综合评价法相比较,两者的评估结果基本一致,反映了二维评估模型的准确性;模糊综合评价法不能消除评估过程中不确定性因素的影响,从而导致评估结果缺乏精确度,因此,提出的方法更适合于列车通信网络性能评估。      

基于物联网的物流园区门区优化仿真

利用Anylogic仿真软件,通过对比分析物流园区门区单队列排队模式和多队列排队模式作业特点,并结合物联网技术,根据货物的运输剩余时间和时间敏感度划分优先级,提出了基于物联网的门区单队列排队策略,以实现高优先级车辆先作业.通过算例分析,得到优先级划分前后,车辆平均等待时间至少缩短近8倍,极大提高了不同时效需求货物的准时送达率,同时也降低了物流成本,验证了仿真模型与结果的有效性.     

基于SDN的新型车载网络架构研究

针对传统车载网络(IVN)静态部署存在的网络集中化管理程度不高、交互性以及灵活性不强等问题,设计了新型IVN架构;同时针对新型IVN架构下存在的网络时延问题,建立了低时延优化机制。首先,引入软件定义网络技术并结合IVN本身,设计了包含转发平面、控制平面、应用平面的新型IVN架构;其次,以最小化交换机到控制器的总时延为优化目标,通过采用k-medoids算法为控制器挑选最优位置,降低IVN时延;最后,对该低时延优化机制进行了实验验证,结果表明:该机制能较好地降低IVN总时延,与optimal k-means算法相比,k-medoids算法具有更好的优化性能。     

物理帧时槽交换中改进的DWRR调度算法

传统的DWRR(defic itwe ighted round rob in)调度算法不能满足变速率实时多媒体业务时延要求.为此,提出了改进的DWRR调度算法(improved DWRR).该算法在DWRR的轮询过程中插入1个新的服务优先等级,从而有效地保证变速率实时多媒体业务的时延要求,并且也可有效地调度非实时业务.仿真结果表明,对变速率多媒体实时业务,改进的DWRR算法的平均队列时延为3.4 m s,比传统DWRR算法的平均队列时延(4.9 m s)降低了30.6%.     

ATM网络业务排队性能研究

分析了ATM网络中恒定比特率(CBR)业务的排队性能,根据CBR业务源周期发送信元的特点,采用无限容量缓冲区排队系统和有限容量缓冲区排队系统的离散时间排队模型,利用有限容量缓冲区排队系统信元丢失率和无限容量缓冲区排队系统信元逗留时间之间的关系,给出了一种简单的计算有限容量缓冲区排队系统 CBR 业务信元丢失率上界和信元平均时延的解析表达式.并对仿真结果进行了分析.     

异构网络在高速环境下切换方案中的应用

为提升高速移动环境中列车通信系统在进行越区切换时的无线连接性能、实时业务服务质量等,提出了将异构网络应用于高速环境中以改善系统切换性能.将高铁列车车载移动中继同时连接到两个或多个异构网络中构建多链路软切换方案,使其同时保持多条链路连接,当一条链路进行切换时,其他链路保持通信连接,以此达到信号不中断、无缝切换的目的.分析对比现有的双层网络方案,验证车载移动中继通信性能在切换失败、链路重建过程期间是否恶化.切换性能分析和仿真结果均表明,异构网络中构建的多链路软切换方案可显著降低高速环境中信号切换时无线连接失败率,提高了无线通信性能.     

铁路网络列车运行调整的优化模型 及其分支定价算法

研究了铁路网络中列车可变更运行线路下的列车运行调整问题,目标是使得所有 列车偏离终到时间之和最小化.首先引入流平衡约束建立基于列车到发时刻的网络流模型,采 用商业软件GUROBI求解.同时构建了基于列车时空路径的整数规划模型,并给出了分支定 价算法,采用伪费用分支和最佳优先搜索策略加快算法的收敛.最后设计算例进行验证,通过 与GUROBI对比说明本文算法是有效的.当列车数为20 列时,求解时间减少91.6%,得到的最 终可行解距离最优解的间隔为9.72%.验证了本文分支策略较最为分数分支策略更优,列车运 行调整可变更线路相比于只能按原始线路行驶平均可降低目标函数值37.4%.     

一种无线通信网中的跨层分组调度方案

提出了基于未来无线多媒体通信标准下的一种跨层分组调度方案,在调度时,首先对多媒体混合业务进行了合理分类,即实时性业务和非实时性业务;在调度优先级的确定过程中,利用跨层优化的思想估算优先级公式中的相关参数,由此给出了跨层分组调度方案的具体算法流程.仿真结果表明,与传统经典的比例公平调度算法（PFS）相比,该方案在实时性、数据吞吐量、信道利用率等方面具有更好的性能.     

基于GPS的实时机车运行信息传输系统

利用铁路既有的列车无线调度通信系统和铁路分组交换网络，结合GPS技术，提出了一种实现机车运行信息实时传输的方案。采用话音压缩／扩展和数据同传，使无线列调在原来只传输话音的基础上增加了数据传送，数据仓库又使得这些信息能在铁路相关部门实现共享，可实现机车中低速率的数据传输。     

树状结构网络在列车状态监测中的应用

为确保大数据量下列车状态数据传输有序、传输错误可修复,建立了列车状态监测设备树状组网模型,分析了树状拓扑列车在途监测系统应用的可行性,继而给出了支持自由挂载的车载设备组网算法,实现了基于以太网的数据传输和路由数据结构与算法在NS-2工具上的建模.仿真结果表明,树状网络延时主要受制于发送端与接收端所在网络的深度,相对于EXP流量模型和使用TCP协议,在树状网络中使用CBR流量模型与UDP协议能够获得更好的性能.     

基于主线拥堵场景的快速路级联信号控制方法

城市快速路高峰时段已经呈现出常态性拥堵,对快速路主线拥堵进行疏导尤为必要.本文通过在主线和入口匝道进行三级交通检测判别,设计了多级联动的信号控制流程与实现方式,构建了不同拥堵程度下的分级响应控制策略,基于瓶颈点通行能力最大化下的实时信号控制算法及最大排队长度限制下的实时信号控制算法,建立了主线及匝道车道开关闭、汇合处信号灯控制、主线动态限速、交通信息诱导等于一体的快速路级联信号控制方法.仿真分析结果表明,在主线不同拥堵程度下采取的级联信号控制方法,可以有效提升快速路主线平均车速,并未导致匝道排队的恶化,局部路网平均延误均有明显降低.     

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排队行为模型是常态下行人交通仿真系统模型的基础。本文利用排队论、有限状态自动机原理以及元胞自动机模型对排队系统进行建模。排队行为模型以邻居方向与目标方向间的修正夹角作为主要因子构造了元胞自动机模型的转移概念率函数。利用C#对行人排队行为模型进行实现,并构造了两个不同数量的售票服务台的仿真场景。从仿真动画来看,该模型逼真地模拟行人的排队活动;从不同场景的队长与时间关系曲线可以看出,增加一个售票服务台明显可以减少队列长度,排队系统性能得到改善。由此说明该模型具有模拟行人排队行为的能力。     

自供电路侧单元能量-时延均衡分组调度策略

考虑了自供电路侧单元在分组传输过程中能量收集、车辆到达与车速的随机性, 基于受限马尔科夫决策模型建立分组调度系统模型, 研究了分组平均传输时延与能量消耗; 分析了在能量队列约束下最小分组平均传输时延的优化问题, 提出了自供电路侧单元能量-时延均衡分组调度策略, 通过仿真试验分析了最优分组调度策略性能, 并与贪婪中继方案和Q-learning算法进行对比。仿真结果表明: 该分组调度策略具有双门限结构, 系统通过自供电路侧单元的能量队列状态以及到达车辆的车速状态确定决策变量, 使系统可以在考虑能量利用效率的前提下降低监测数据分组的平均传输时延, 保证自供电路侧单元在能量存储不溢出不耗尽的同时, 最小化系统分组平均传输时延; 在单分组发送模型中, 提出的分组调度策略的平均传输时延相比贪婪中继方案降低了15.7%, 相比Q-learning算法降低了13.5%;在批量分组发送模型中, 其分组平均传输时延相比贪婪中继方案降低了20.4%, 相比Q-learning算法降低了11.5%。      

一种改进的SIFT图像立体匹配算法

针对SIFT算法复杂度高、计算时间长、影响立体匹配的实时性等问题,提出了一种改进的立体视觉特征点匹配算法该算法从两个方面对SIFT算法进行改进:首先利用24维特征描述符代替128维特征描述符,以降低计算复杂度;其次在图像对匹配过程中采用改进的BBF搜索算法,通过引入最小优先级队列的限制条件和匹配精度更高的马氏距离判断两幅图像特征点的匹配性.采用经典图像和未知的室外环境下拍摄的图像对本文算法进行实验验证,结果表明,本文提出的算法每100个特征点检测时间为0.01 s,正确匹配率平均为89.65%,相对于原算法,提高了匹配的准确度,并降低了匹配时间.      

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为了保障列车行车安全,机车上都配置了列车运行监控记录装置和TAX2型监测装置,实时检测和记录列车运行参数,这些实时的列车运行参数同时也是其它的列车车载系统必需的基础数据条件。介绍了一种通过串口通信,动态获取列车运行参数的接口方案,阐述了相应的硬件连接方式和软件程序设计,其中采用了Windows多线程编程技术,还根据列车运行线路中存在长短链或基本线路变换的情况,设计了一种公里标突变识别并同时进行数据纠错的算法,实时接收数据的误码率为0.02%,实现了列车车载系统与列车现有监控装置之间可靠有效的联接。     

A New Wireless Packet Scheduling Algorithm Based on EDF and Its Application in Multi-bottleneck Networks

Most of current wireless packet scheduling algorithms aim at resource allocation as fairly as possible or maximizing throughput. This paper proposed a new packet scheduling algorithm that aims at satisfying delay requirement and is the improvement of earliest due first (EDF) algorithm in wired networks. The main idea is to classify the packets based on their delay bound, scheduling the most "urgent" class of user and the users that have the best channel condition with higher priority. This algorithm can easily integrate with common buffer management algorithms, when buffer management algorithm cannot accept new arrival packets, try to modify scheduling policy. Packet scheduling algorithms in multiple bottleneck wireless networks were also discussed. A new variable multi-hop factor was defined to estimate the congestion situation (including channel condition) of future hops. Multi-hop factor can be integrated into packet scheduling algorithms as assistant and supplement to improve its performance in multi-bottleneck wireless networks.     

一种基于模糊逻辑的CTCS-3级列控系统越区切换算法

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统中,越区切换是保证列车运行的安全、提高运营质量的关键技术之一.在系统分析GSM-R通信网络在越区切换中的信号传输过程以及每个过程时延的基础上,提出了基于提高运营时间的两种改良建议.重点研究了一种基于模糊逻辑技术的改进快速切换算法,并通过具体数据分析了算法性能.研究表明,此算法可以大大降低切换时延且不会增加运营时间,是一种适合CTCS-3级列控系统的较好切换算法.