列车控制与服务网络旅客服务流量特性分析与建模

列车控制与服务网络要求列车控制业务和旅客服务业务在同一网络进行传输。为保证列车运行安全,必须对列车旅客服务业务流量进行监管,而旅客服务流量特性是实现有效监管的重要依据。在实验室局域网模拟列车旅客上网环境,通过WireShark采集常见旅客服务应用的流量数据,并提取公开流量数据集的部分数据作为补充,构造旅客服务业务流量数据集;利用Python相关工具包,将旅客服务业务报文到达时间间隔与经典概率分布模型拟合,对比拟合实验结果,据此建立旅客服务业务报文到达时间间隔的数学模型,并通过评价指标验证模型的可信度。本文的研究成果对列车控制与旅客服务网络规划设计、流量监管和系统仿真等方面具有重要意义。     

5G高铁专网部署优化策略及应用技术研究

针对高铁运行车速快、无线网络环境复杂、制约5G高铁专网应用的因素较多等问题，探究如何充分利用5G网络优势支撑信息化、智能化高铁发展成为迫切需要。通过分析归纳近年来国内外5G高铁专网技术发展与应用的研究现状，指出该领域的主要研究方向；然后，通过经验总结与理论推导对5G高铁专网SA与NSA(独立组网与非独立组网)部署架构、站址规划选择方法和设备选型策略进行分析并给出指导性建议；接着，对影响5G高铁专网质量的3个主要基础优化方向和原则进行理论分析并特别针对切换问题提出“日”字形切换方案；最后，结合5G高铁专网大带宽、低时延、大连接的特性对3个主要应用领域进行了基本方案设计与概述并说明了其面临的问题和挑战。研究成果解决了我国5G高铁专网部署与应用过程中面临的部分规划、建设、优化及应用方案设计问题，具有一定的借鉴与指导意义。     

列车控制与服务网络流量调度策略研究

文章根据列车控制与服务网络(TCSN)的列车控制与旅客服务业务一体化传输特殊需求,针对TCSN中数据流量调度,综合考虑TCSN中各种业务流量不同的流量特性、传输服务质量需求和网络当前利用率等因素,设计了一种两级调度方案DWDRR/PRI。重点阐述了两级调度的思想和调度算法的相关细节,以及调度策略,实现TCSN中关键业务优先传输和非关键业务按规则公平传输,并通过仿真分析证明了两级调度算法的可行性和正确性。     

列车控制与服务网络流量监管研究

列车控制与服务网络(TCSN)不同于传统的列车通信网络,TCSN在保证列车控制业务传输的同时,充分考虑应用越来越广泛的旅客服务业务,实现列车控制与旅客服务业务流量一体化传输。TCSN采用区分服务模式,针对TCSN网络实际流量到达速率与SLA规定的流量速率可能不相符造成的流量突发,提出了一种多级令牌桶流量监管方案,通过两级令牌分配监管AF业务流量,并对监管后的流量报文进行着色和入队管理,实现列车控制与服务业务流量的动态监管及网络资源的合理分配。     

动车组列车安全状态检测网络时延建模

针对动车组列车安全状态检测实时性要求较高的特点,对交换式工业以太网和CAN总线构成的异构网络应用于动车组列车安全状态检测进行了研究。综合分析了交换式工业以太网和CAN总线的周期性报文最大传输时延,建立了安全状态检测网络周期性报文最大传输时延的解析模型。基于该解析模型得出影响网络传输时延的主要因素为CAN节点、Ethernet/CAN网关和车厢级交换机的个数。最后分析了整个网络中周期性报文的最大传输时延随着CAN节点、Ethernet/CAN网关和车厢级交换机个数的变化趋势,并对所建立的解析模型进行了仿真验证。所建立的网络时延模型为定量分析网络实时性提供了理论依据。该建模方法可以推广到其他轨道交通列车中。     

基于混沌预测的IP网动态QoS实现

综合业务应用的IP网络其流量具有突发、混沌与多重分形特征,本文利用混沌相关理论对实测的综合业务IP网络流量进行了混沌特性分析与预测,验证了IP网络流量具有典型混沌特征,证实了混沌预测方法在短期流量预测方面具有较高的预测精度;针对综合业务应用IP QoS的两种保证模型DiffServ与IntServ,本文基于DiffServ模型在核心、骨干网络中的良好适应能力及混沌预测在短期信号预测方面的优良特性,提出了基于预测的区分业务模型实现框架及基于混沌预测的动态QoS实现算法。通过OPNET的网络仿真实验表明,与传统的静态QoS参数配置方法和基于测量的动态QoS设置方法相比较,本模型及方法在网络重负载环境下使各业务的QoS性能指标及网络总体吞吐量均得到有效改善。     

基于智能算法协同的铁路网络加密流量智能监测系统研究

针对铁路网络安全需求中加密威胁难检测，加密业务与加密流量监管困难的现状，特别是加密流量分析粒度不够，技术支撑性不足等问题，设计了由数据获取子系统、特征建模子系统、智能分析子系统、配置管理子系统组成的基于智能算法协同的铁路网络加密流量智能监测系统，阐述了基于两阶段长短期记忆（LSTM,Long Short-Term Memory）网络的加密流量异常识别、基于Elmo+LSTM+SelfAttention模型的加密流量应用类型识别关键技术。该系统有助于提升加密流量监测技术水平、增强铁路网络安全综合防御能力，也为未来铁路领域网络与信息系统安全运行维护提供了技术支撑。     

高铁快运柜运营网络布局方法及案例研究

我国高铁快运业务经过近十年的发展，以高铁快运柜为主要载运方式的小批量高铁快运业务已初见成效，快运柜车次覆盖面和利用率明显提高。在业务规模高速发展的背景下，如何以收益最大化为目标优化高铁快运柜运营网络，成为提升高铁快运柜运营效率的关键。在分析高铁快运柜运营现状及存在问题的基础上，综合考虑高铁快运柜运费收入及办理站补强高铁快运设施固定成本，构建高铁快运柜运营网络布局模型，利用遗传算法对模型进行求解，提出高铁快运柜运营网络布局方案，为进一步扩大快运柜覆盖面、提高利用率提供理论支撑。     

无线Mesh网络路由器节点业务量建模与性能分析

路由器节点承载WMNs(Wireless Mesh Networks)的主要业务,决定网络的整体性能,其业务性能建模与分析是当前研究的热点内容.本文基于802.11 OFDM物理层计算的分组平均服务时间,采用排队论分析WMN路由器节点业务性能的理论模型,给出节点业务性能的计算方法,通过理论分析与仿真验证模型的准确性,并给出使用归一化的模型参数的简化计算方法.分析表明,在相对稳定的网络环境中,路由器节点的性能与业务到达模型相关,需要采用不同的模型和方法分析VBR(Variable Bit Rate)和CBR(Constant Bit Rate)业务的性能;在动态的网络中,节点性能与业务到达过程无关,采用泊松到达可以准确地分析不同业务的性能.本文建模的基础是分组平均服务时间,使分析模型与实际的网络形态无关;基于归一化参数的算法也增大了模型的适应性,使其可以应用在网络规划设计、业务接入控制和分组调度等诸多方面.     

TDD/FDD融合模式下的高速铁路无线网络优化

分析高铁场景的网络覆盖特征,主要表现为多普勒频移、频繁小区切换和信道类型复杂,并提出相应的解决方案;针对不同覆盖区域制定网络指标要求和融合方式;为了使多层网覆盖互补、网络负荷分担,研究融合组网策略;分析无线资源控制连接最大用户数与物理资源块利用率的关系。通过对兰新高铁42个站点进行测试实验,研究结果表明:融合的无线网络优化方法使网络覆盖率增幅2.24%,下载业务感知速率提升50.46%,上传业务感知速率增长2.43倍,业务流量增加63.28%,有效地改善了网络运行质量。     

新时代背景下中长期规划高速铁路网适应性探讨

《中长期铁路网规划》颁布以来,高速铁路发展取得显著成就,高速铁路网建设快速推进。随着中国特色社会主义进入新时代,这对高速铁路的发展提出了新的要求。由于新的"两个阶段"战略安排的时间节点(2035年与2050年)已经超出了2016版中长期高速铁路网规划的规划期限(2016～2030年)。为进一步优化完善高速铁路网规划,促进高速铁路的高质量发展提供基础支撑,基于我国中长期高速铁路网规划实施现状与规划效果分析,结合新时代区域协调发展、人民美好生活以及科技迅猛发展对高速铁路提出的新要求,从通道能力、质量、布局及科技发展等方面探讨了中长期高速铁路网规划的适应性。通过适应性分析发现,由于规划研究范围有限,2016版中长期高速铁路网规划逐渐显现一些不适应,无法充分满足新时代对高速铁路的新要求,需要适时修编。     

天津西站交通枢纽工程设计与施工方案研究

天津西站是集高速铁路、城际铁路、普速铁路、公路长途、城市轨道交通、公交中心、地下停车场和市政交通于一体的大型综合交通枢纽,系统构成复杂,设计施工难度大。此文系统阐述天津西站交通枢纽设计与施工要点,以期为同类交通枢纽工程建设提供参考。     

高速铁路综合调度系统体系结构的研究

利用计算机最新发展技术,结合高速铁路运输特点,从系统的角度提出基于三层C S体系结构的高速铁路综合调度系统结构模型和体系结构,采用消息中间件技术,构成高速铁路综合调度系统的关键业务平台,实现系统各主要业务的集成,充分利用既有信息系统的成功经验及软件复用技术,构成一个完整、统一、标准的高速铁路综合调度系统。依据本研究结果所设计的高速铁路综合调度系统仿真试验系统已经建成。     

高速铁路行车调度指挥一体化仿真实验平台设计与研究

研究高速铁路行车调度指挥仿真验证与人员培训实验平台设计。依据管控一体化思想,在分析高速铁路行车特点的基础上,设计高速铁路行车调度指挥一体化仿真实验平台的结构和功能。该平台可实现列车运行计划编制—列车运行计划调整—半实物沙盘列车实时运行仿真全过程的科研验证和实践教学模拟操作的相关功能,并将铁路行车仿真技术领域直接延伸到列控层,能够满足半实物仿真环境下,高速铁路行车调度新理论的实践验证和调度员及学生业务培训需求。     

高速铁路开展快运物流有关问题的探讨

我国拥有世界上规模最大、速度最快、管理经验最丰富的高速铁路网,为开展高速铁路快运物流打下了坚实的基础,但目前高速铁路快运物流的占比却并不理想.针对此问题,本文就现代化物流条件下,高速铁路如何更好地开展快运物流进行了研究,分析了目前我国高速铁路快运存在的主要问题,提出了高速铁路办理快运物流的潜在运量,并对高速铁路快运的运...     

一种市域铁路引入城际铁路的电力设计

市域铁路引入城际铁路工程难点多、外电源及用电负荷情况复杂,现行规范标准尚不适应电力设计需求。结合某项目充分研究市域铁路接驳工程特点,提出铁路贯通线与双环网电力线路组合的电力供电方案。解决了市域铁路引入城际铁路并接驳市内轨道交通的电力设计问题,实现了集约化电力资源共享和运营管理网络化,符合交通一体化的国家发展战略,且对类似工程电力设计有重要的指导意义。     

高速铁路出站节能坡设计方法研究

节能坡设计是高速铁路节省牵引能耗和降低运营成本的有效途径之一。根据高速铁路特点,提出高速铁路出站节能坡的设计方法和计算算法。采用计算机仿真计算和数据分析方法,对最高运行目标速度、列车编组质量等主要影响因素进行计算和仿真分析,确定各因素对出站节能坡设计的影响程度和节能坡取值范围,为高速铁路出站节能坡的设计提供参考和依据。     

京张高铁多模态智能票务模式研究

针对北京2022年冬奥会和冬残奥会期间北京—张家口高速铁路(简称:京张高铁)的运营特征,为满足办赛/观赛方和高铁运营方的多元化运输需求,分析铁路新一代客票系统时期和铁路电子客票时期两阶段的铁路票务模式,以需求引领业务创新的方法,从多模态信息融合、多模态感知交互、多模态智能计算3个方面开展一系列票务关键技术研究,构建京张高铁多模态智能票务模式,形成售票、验票、检票及客服全行程国际化服务闭环,实现京张高铁售票服务国际化和智能化再提升,解决跨区域赛事场景下多元出行需求与高铁多模态票务的协同问题。     

高速铁路综合调度系统方案研究

本文在分析国外高速铁路调度指挥系统的特点及国内调度指挥现状的基础上,根据我国高速铁路的运营及路网特点,提出我国高速铁路综合调度系统的建设设想。