一种基于预测和提前认证的机车越区切换方案

基于通信技术的列车控制CBTC(Communication-Based Train Control)系统是城市轨道交通信号系统的主流发展方向。WLAN自身所拥有的优势使其在CBTC系统中得到应用,其中存在的安全问题也成为研究热点。本文在对应用于CBTC系统中的无线局域网络链路层的越区切换具体过程进行深入研究的基础上,将一种基于混合Markov预测模型的WLAN越区切换机制应用于CBTC系统中,并用NS2仿真软件对该方案进行仿真,与一般硬切换过程相比较表明,该方案缩短了时间延迟,保证了列车在高速运行的情况下车地通信的实时性,并且在一定程度上减少了整个CBTC的工程造价。     

WLAN与B3G结合的结构框架和接入技术

讨论了无线局域网（WLAN）与B3G移动蜂窝网络相结合的意义与发展前景，提出WLAN和B3G网络互连的基本结构框架模型，并对模型的重要组成部分进行分析。该模型采用松耦合的工作方式，结构框架中的WLAN接入网为用户与B3G核心网的业务连接提供了桥梁，起到了关键性作用。同时在B3G核心网络中加入了无线接入网关（WAG）和数据包网关（PDG），用来为从WLAN接入的用户提供服务。还讨论了两种不同类型用户的移动终端（MT）的接入问题，包括拥有（U）SIM卡的3G注册用户和非3G注册用户。设计出3G注册用户通过WLAN接入B3G网络的流程图和主要程序；同时也提供了非3G注册用户接入B3G核心网络的解决办法和详细进程。     

地铁车辆接地回流性能动态分析与优化

本文分析地铁车辆在牵引供电系统中的回流性能，并提出车辆接地优化设计方案。针对常用时域仿真分析方法无法准确连续反映车辆整体运行过程的不足，提出一种用于地铁车辆接地回流性能分析的车网联合动态仿真技术方案。以车体采用经保护电阻接地和直接接地两种技术方案的实际车型为研究对象，在通用仿真环境下建立包含车体、车辆接地电路、牵引负荷、钢轨回流电路以及供电网络的综合模型。基于地铁线路和车辆关键参数获得牵引计算结果，并将其导入仿真模型，实现车辆牵引功率、受流位置持续动态刷新，从而模拟车辆运行过程接地回流分布特性。仿真分析表明，在同一线路采用相同牵引控制策略时，经保护电阻接地车型较直接接地车型有更小的钢轨至车体回流以及车体间电流，但车体电位略有抬升；并进一步基于电阻接地电路提出了两种优化接地设计方案，仿真结果证明这两种方案均兼顾了整车的车体回流与电位抑制。该仿真方法对校验地铁车辆接地方案性能具有实用性，所得仿真结果对接地设计具有一定的参考价值。     

基于HLA的列控系统多车仿真策略研究

基于列控系统需求进行的多车仿真研究,是构建完备的列控仿真与功能测试环境的基础环节。本文针对列控系统多节点、分布式的特点,设计基于HLA的列控系统多车仿真方案,提出两种多车仿真策略。根据不同的仿真策略构建基于HLA的多车仿真联邦的逻辑模型和高层仿真模型。对采用不同仿真策略实现的多车仿真联邦进行性能测试,实验结果表明多辆仿真车整体作为一个联邦成员加入仿真联邦的策略更适用于多车仿真,该仿真策略能够满足列控系统中多车仿真的需求。     

城市轨道交通超大客流网络拥挤传播研究

为研究城市轨道交通超大客流传播的时间规律以及不同数量拥堵站点对整体轨道交通网络的影响,通过定义超大客流,引用疾病传播理论,建立了基于网络拥挤模型的超大客流拥堵网络疾病传播模型,并运用Adams微分方程数值进行模型求解。对反演参数得到的SIR传染病模型的传播特性拟合运用于轨道交通网络,并通过不同的初始拥堵站点数量进行仿真。研究表明:轨道交通超大客流的病态传播受传染概率、恢复概率、初始拥堵站点数影响,该联系为超大客流网络拥挤传播提供一种新的研究思路。     

一种基于榕树型拓扑的铁路无线Mesh网络结构

旅客列车Internet应用的需求日趋强烈,而铁路沿线的无线宽带覆盖是实现旅客列车Internet应用的必要条件,也是当前的研究热点。基于这个研究方向,本文提出榕树型拓扑、多跳无线链、节点失效危险度、破坏因子等概念。设计榕树型拓扑的动态最小生成树算法,在此基础上,探讨了榕树型拓扑的网络健壮性;然后基于榕树型拓扑设计一种多出口总线的铁路无线Mesh网络结构和多模Mesh节点结构,设计了微蜂窝部署方案和混合频道复用方案,并就其传输延迟和传输带宽进行探讨和分析;最后基于本文提出的方法,对一段300km长的铁路线进行实例部署规划。理论分析和实例部署规划表明,榕树型拓扑具有较低的传输延迟、较高的传输带宽和较强的网络健壮性,符合铁路无线宽带覆盖的要求。另外,榕树型拓扑只要求在铁路沿线部署若干个有线网络出口,且结构调整灵活,具有很好的可实施性。     

基于长期演进(LTE)技术的城市轨道交通车地通信网络研究

城市轨道交通车辆与地面通信的稳定性和准确性对运营安全至关重要。将LTE(长期演进)技术与WLAN(无线局域网)技术进行比较,分析LTE用于城市轨道交通车-地通信的技术优势。通过对郑州轨道交通1号线一期工程基于LTE技术的车-地无线通信网络系统方案进行分析,并对1号线的通信网络进行实测,验证了LTE技术的可行性。     

邹城市上跨京沪铁路转体斜拉桥桥塔下塔柱选型研究

基于受力和施工控制方面的原因,转体斜拉桥基本采用独柱式,双柱双索面转体斜拉桥尚无设计先例,双柱双索面转体斜拉桥下塔柱选型对结构安全性和景观性有较大影响,因此开展双塔双索面转体斜拉桥下塔柱选型研究非常有必要。结合山东邹城斜拉桥转体设计方案,采用ANSYS软件应用混合有限元方法建立倒梯形和矩形两种下塔柱方案全桥有限元模型,对两种下塔柱方案进行比较分析,确定一种合理的下塔柱方案,为该类转体桥梁设计提供参考。     

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.     

城市轨道交通延伸工程信号系统车地无线通信技术方案研究

就城市轨道交通延伸工程信号系统车地无线通信技术方案的选择进行探讨。首先,介绍无线通信技术中的主要技术方案——WLAN技术和LTE技术。其次,在既有工程普遍采用WLAN技术,而新建工程采用LTE技术的背景下,延伸工程信号车地无线通信方案主要可分为3种:延伸工程与既有工程保持一致,全线采用WLAN技术;改造既有工程为LTE技术,全线采用LTE技术;既有工程采用WLAN技术,延伸工程则采用LTE技术。最后,给出3种技术方案的实施方案比选,特别对WLAN与LTE共存方案进行了详细的阐述,为信号设计方案的选择提供依据。     

基于灾害蔓延理论的拥堵传播建模与仿真

基于灾害蔓延理论建立轨道交通网络拥堵传播模型,揭示拥堵传播的规律,为轨道交通运营提供理论支撑。分析灾害蔓延理论在城市轨道交通网络中的适应性,结合灾害蔓延理论深入分析轨道交通网络中拥堵传播特性、传播过程,基于灾害蔓延动力学模型建立轨道交通网络拥堵传播动力学模型,利用列车满载率定义节点属性。仿真分析拥堵发生站的类型、初始拥堵强度、拥堵传播阈值和自我修复能力对轨道交通拥堵传播的范围、强度的影响。研究结果表明:建立的拥堵传播模型能够反映轨道交通网络拥堵传播的过程,仿真过程揭示拥堵在轨道交通网络中的传播规律,为轨道交通网络拥堵控制、运输组织等提供一定的理论依据。     

城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究

城市轨道交通系统具有列车运行间隔小、站间距离短、车站线路布置比较简单等特点，一旦列车发生运行延误，其传播的速度快、影响范围大。本文在分析城市轨道交通列车运行延误发生的随机性特征的基础上，指出城市轨道交通列车运行延误具有直接性、快速性和双向性的特点以及基于这些特点的列车运行延误传播的两种表现形式，然后运用系统仿真的理论与方法，建立了基于列车运行图的城市轨道交通列车运行延误的仿真模型，通过设计合理的列车运行延误统计指标和仿真分析方案，以某城市轨道交通线路为背景进行仿真分析。通过仿真分析发现，列车运行延误及其传播主要与能力利用率、缓冲时间、备车数量以及辅助线数量等因素有关，并且这些参数之间应该保持一定的合理匹配关系。     

准平坦地形GSM-R电波传播特性研究

城市的电波传播以衍射机制为主,其大尺度衰落特性的预测通常采用基于统计模型的Okumura模型和Hata模型。这两种模型未考虑小尺度衰落。同时,如果对准平坦环境下高速铁路GSM-R信号的大尺度衰落预测,还需要进行适当的修正。本文首先对准平坦地形下铁路沿线GSM-R电波传播进行理论分析,认为其传播方式以一条直射路径和若干条反射路径为主。然后建立起4路径仿真模型。通过该模型计算得出小区各个位置场强分布,同时得到大、小尺度衰落特性。最后对仿真结果和实测结果进行统计分析,统计结果显示了模型的有效性。     

基于有限元仿真的车载柜体优化设计

提出了一种车载柜体的优化集成设计方法,其基本原理是采用结构仿真相同的模型,在Isight中集成Abaqus软件进行静强度和模态仿真,利用Pointer算法寻找最优方案;再利用随机振动疲劳仿真对优化方案进行验证。优化设计的某车载柜体成功减重11．5％,表明该方法可有效实现柜体的轻量化设计。     

SDN与云计算在系统仿真平台中的应用

在各系统仿真平台中,需要灵活可变、高弹性的计算能力与网络拓扑,因此云计算结合SDN软件定义网络技术,对于构建各类系统仿真平台,有着非常大的实用性。基于云计算的仿真系统平台,在SDN实现的3种方案中进行比较和分析,根据实际情况和需要,比选得出软件方案最为适合的结论。在此结论下,给出一种软件SDN实现仿真系统的方案,可以指导仿真系统SDN的构建。     

基于LTE车地通信的市域快线信号系统研究

针对市域快线信号系统几种方案的特点和其信号车地传输系统的需求,通过对采用WLAN和LTE技术的分析和比较,提出基于LTE技术的信号系统车地无线传输系统方案,可为市域铁路信号系统技术发展、设备研究和类似工程提供研究和借鉴。     

铁路沿线线型无线传感器网络高效路由协议

为防止网络“热区”现象，针对铁路沿线无线传感器网络多呈线型分布的结构特点，提出一种基于服务质量的能耗均衡分簇路由协议（ECRPQ）。首先，部署网络节点，计算节点能量消耗，建立能耗均衡的非均匀节点部署模型并进行网络分簇。然后，设计路由协议，在簇首选举时引入节点动态剩余能量和节点担任簇首轮次的影响因素，在通信阶段采用TDMA机制和CDMA机制相结合的方式，在进行时间同步校准时严格保证簇内节点时间同步。最后，通过MATLAB进行仿真实验，从网络生命周期、网络吞吐量和节点平均时延3个方面将ECRPQ与LEACH、LEACH-C这2种经典协议进行对比。结果表明：当网络节点总数为200个时，ECRPQ的网络生命周期明显更长，达到600 s;ECRPQ的网络吞吐量更大，分别比LEACH和LEACH-C提高128.7%和84.6%;ECRPQ的节点平均时延更低，分别比LEACH和LEACH-C降低52.8%和43.2%。     

基于漏缆传输的CBTC无线通信系统试验

城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)系统运行于WLAN2.4 GHz公共频段,存在同频干扰问题。车地无线通信系统依据"专频、专网、低频段"思路设计,能有效避免同频干扰。试验所用的CBTC无线通信系统采用基于漏缆传输技术的400 MHz新型系统结构。同时,根据真实的CBTC信号流,设计出CBTC信号仿真平台。试验结果表明,这种基于漏缆传输的区间无有源设备方案具有高可靠性和实用性。     

基于NS-2的网络仿真

网络仿真是进行网络组建设计和网络性能评估时的一项重要工作.分析了对网络拓扑模型进行仿真中的问题、网络仿真的环境和系统,介绍了利用仿真软件NS-2对网络拓扑模型进行仿真的结果.     

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.