基于无线局域网技术的旅客列车服务信息系统

针对我国既有高速旅客列车服务信息系统存在的不足,在分析旅客旅行需求信息的基础上,利用无线局域网技术构建新型旅客列车综合服务信息系统,分析系统功能、结构及系统主要关键技术。     

基于Stackelberg博弈的城市轨道交通CBTC系统越区切换研究

针对城市轨道交通CBTC系统无线局域网越区切换问题,结合具有竞争机制的Stackelberg博弈模型,提出一种采用协作分集技术的列车越区切换算法,满足CBTC系统可靠连续通信的要求。本文分析列车在无线局域网环境下的中继触发和越区切换过程,中继节点根据列车请求的带宽确定价格策略,设计一种基于价格和收益的列车效用函数,证明纳什均衡的存在性。为获取列车的最优带宽策略和网络收益,提出一种分布式迭代学习法求解纳什均衡,并进一步分析列车越区切换过程。仿真结果表明,本文提出的博弈策略能够激励中继节点参与协作,合理分配网络资源;列车动态越区切换时间小于50ms,切换成功概率明显高于传统切换方法。     

毫米波5G通信系统动态链路及决策树切换算法

毫米波是5G通信系统的重要频段,具有波长短、频带宽等优点.将毫米波5G通信技术应用于高速铁路车地通信系统,采用多链路融合无线通信组网方式,为车地之间的信息交换提供大容量、连续、可靠的无线传输通道.针对高速铁路车地通信中的越区切换,提出适用于不同环境的动态链路—决策树切换算法.经过仿真试验,证明动态链路算法可以有效完成切...     

车地无线局域网可靠通信的研究

对城市轨道交通应用车地无线局域网所承载的应用系统的数据特点进行了分析,从系统安全性、传输实时性、数据包格式等角度描述了应用系统对车地无线局域网的承载需求.结合城市轨道交通车地无线局域网现场测试数据,阐释了目前应用中所存在的带宽、时延、丢包等关键问题.从保障通信系统可靠性的角度出发,提出了优化车地无线局域网部署的措施和优化应用系统的建议.     

无线局域网系统在地铁的应用

从网络结构、系统组成、链路分析、无线传播模型分析、越区切换设计等方面,阐述无线局域网在地铁应用的可行性,以及对地铁通信发展产生的作用。     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

旅客列车Internet应用的现状及研究进展

介绍国内外旅客列车Internet应用(IAPT)的研究现状和发展趋势,总结第一代IAPT所采用的窄带通信技术与移动IPv4技术的不足,说明其难以为越来越多的旅客提供有质量保证的Internet应用服务。随着无线宽带网络技术和下一代互联网技术的日益成熟,国外已经开始第二代旅客列车宽带Internet应用研究,并着手在高速行进的列车上为旅客提供商业化的Wi-Fi热点服务。通过分析比较国内外旅客列车Internet应用研究的差距,根据我国铁路信息化总体规划的要求,建议我国进行旅客列车的宽带Internet应用研究。最后基于无线宽带网络和下一代互联网技术并结合我国旅客列车Internet应用的特点,提出符合我国铁路国情的旅客列车宽带In-ternet应用技术体系的结构。     

计算机编制旅客列车票额分配系统的理论和设计方法

旅客列车票额分配是在铁路运能和运量不相匹配情况下，提出客流组织质量的重要手段。论文研究了旅客列车票额自动分配和人工调整理论，建立旅客列车票额分配的数学模型。在此基础上，完成计算机编制旅客列车票额分配系统的功能设计、结构设计和系统实现。该系统已经全面应用于铁道部和14个铁路局的旅客列车票额分配工作。     

ORPR公平性算法研究

本文介绍ORPR节点模型.针对ORPR节点中光缓存容量较小,分析了ORPR网络和RPR网络在实现公平性时的不同,讨论了ORPR网络中的公平性原则,提出一种适合ORPR网络的公平性算法,给出了算法的实现方法,并和RPR的典型公平性算法做了比较.该算法通过一个在环中和发送数据流相反的方向循环流动的速率控制帧,将各个节点的速率信息分布在整个ORPR网络上,从而实现共享某链路的各个数据流公平的分配带宽资源,能够实现整个ORPR环网的公平性与高的链路带宽利用率.算法的一个显著特点在于不采用传统的缓冲器占有量监测来调节速率,其前摄机制可以有效保证各个数据流流量在发送时就受到控制,从而使该数据流在途经环中节点和链路时,不会发生拥塞现象,因此适合于缺乏缓存的ORPR网络.     

高速铁路光传送网络链路故障定位的研究

铁路光传送网络OTN是列车安全运行的基础,由于OTN具有传输大带宽的能力,一旦网络出现故障将会造成传输业务中断,会严重影响列车的安全运行。因此,在故障发生时要快速、准确地定位故障位置,进而采取相应的故障恢复措施。光传送网络故障主要分为链路故障与设备故障。目前对于光传送网络链路故障定位是基于m-trail的故障定位方法,如何设置m-trail既能唯一确定链路是否出现故障,又能减少监测成本是研究的重点。本文针对光传送网络单链路故障定位提出基于RWS+MTA的m-trail分配算法。由于MTA算法设计m-trail的过程中在选择下一条链路时会固定选择最大权重的链路,因此会出现局部最优的情况。RWS+MTA算法采用一个概率模型可以在选择下一条链路时扩大搜索的空间,通过有限次迭代从中选出较优的分配方案,可以避免局部最优情况的出现。利用RWS+MTA算法设计了铁路骨干层二号环的m-trail分配方案,通过仿真验证了本算法在实现快速、精确定位的同时,可以有效降低运行时间以及监测代价。     

基于MQTT协议的道岔安全监测系统优化研究

城市轨道交通道岔运行状态实时监测,能有效提高列车运行安全性,并大幅度减少人工成本。从线缆传输带宽受限角度出发,提出一种基于消息队列遥测传输协议(MQTT)的城市轨道交通道岔安全监测系统,能够对数据优先级进行分类并实现动态时隙分配。利用图论的最短路径算法,实现信息的高效传输。利用MQTT协议轻量特性,优化了多数据并发的传输性能,改善现场传输带宽受限的不足,提高系统工作效率。     

地铁列车运行视景系统与ATO仿真模块的接口实现

提出一种基于微软模拟列车（MSTS）平台的地铁列车运行视景系统,介绍了视景系统的工作流程,实现了视景系统和列车自动驾驶子系统（ATO）仿真模块的接口,利用接口实现了ATO仿真模块对视景系统地铁列车客户端运行的跟踪控制,为今后在视景系统中对ATO进行的相关测试和研究提供了可能 ,同时也为城市轨道交通的相关研究提供了新思路。     

建立在信号系统上的牵引供电实时模拟系统

一个建立在信号系统之上的多车运行实时模拟系统可以优化和确定列车最小运行间隔,在预定的时刻表、发车间隔、线路条件、列车性质下,对全线的列车运行情况进行虚拟仿真模拟;同时在该系统中嵌入供电模块,可以实时再现列车、牵引网、供电臂、变电所的电压及电流情况,并就网压变化对列车运行的影响进行模拟分析。因此,该系统将成为铁路运营及牵引供电系统设计有利的计算机辅助设计工具。     

基于公平性的列车网络用户带宽分配模型研究

本文基于无线网状网对列车内的网络用户互联结构进行抽象,使其成为一个互联的整体.并假设网络用户的产生服从泊松分布,每个用户产生网络流个数服从几何分布,不同类型用户产生的网络流量服从正态分布.基于网络用户带宽使用的公平性,提出用户带宽分配方法,建立列车网络带宽接入模型,得到不同用户所需的带宽值和列车所需接入的最大带宽值.最后通过模拟数据进行实例验证,证明本文方法的合理性和可行性.     

基于D2D的列控系统车车通信资源分配算法

针对基于D2D (Device to Device,设备到设备)的列控系统车车通信(T2T,Train to Train)复用车地通信资源时产生的干扰问题,考虑在保证车车通信用户和车地通信用户通信可靠性的前提下,提出一种车车通信资源分配算法。该算法首先应用图论的加权二部图建立信道分配模型,然后利用改进的KM算法(IKM,Improved Kuhn-Munkres)为车车通信用户分配信道,最后对功率进行调整,使系统的总吞吐量最大化。仿真结果表明,该算法能够较好地解决列控系统车车通信复用车地通信资源时的干扰问题,既满足列控系统通信需求,又提高频谱利用率。     

基于LabVIEW的深圳地铁5号线列车仿真系统研究

基于LabVIEW的地铁车辆仿真系统由工业计算机、测试机箱、输入输出模块和测试对象组成,整个仿真系统包括司机台仿真模块和控制系统仿真模块.司机台仿真模块提供仿真信号输入,控制系统仿真模块对输入信号进行逻辑处理,输出控制指令,从而验证列车控制系统的功能.     

列车运行控制系统故障注入测试方法研究

故障注入测试在对列控系统的功能、安全性验证测试中具有重要作用,通过故障注入测试可以分析列控核心设备对故障-安全的响应行为,以此评价系统功能的设计水平。为解决现有基于仿真的故障注入测试方法可信度不高、通用性较差的问题,以列控设备接口间的通信数据为着眼点,利用铁路信号安全通信协议(RSSP)、借助序列化技术与面向对象编程思想,设计了一种应用于列控系统真实设备的故障注入测试方法。在实验室中利用真实的列控系统环境,通过对典型通信数据错误场景的模拟,完成了对本测试方法的验证。验证结果表明,提出的故障注入测试方法满足故障注入测试的需求,提高了测试结果的可信度,并且在不同的设备接口间具有良好的通用性。     

基于LTE技术的车地通信系统综合业务承载能力测试研究

无线局域网(WLAN)在地铁中的使用存在频点干扰严重、列车高速移动时带宽不稳定、越区切换频繁等问题,已不能满足当前城市轨道交通信息传输日益增长的需求,为此设计基于长期演进(LTE)技术的城市轨道交通车地无线通信系统解决方案.通过在20 MHz带宽下对该系统综合业务承载能力的测试研究表明:A网在5 MHz带宽下可同时承载...     

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。     

基于改进Canny算法的列车车轮踏面损伤边缘提取

针对高速列车车轮踏面擦伤、剥离的人工巡检方法效率较低且容易出现漏检等问题,设计一种高速列车车轮踏面损伤的动态检测系统,提出一种擦伤、剥离的特征提取方法。该方法在现有Canny算法的基础上加入45°方向和135°方向梯度模板来计算梯度幅值,用线性插值法对梯度幅值进行非极大值抑制,再使用优化后的迭代阈值算法求得高阈值和低阈值。试验结果表明,该算法可以有效地抑制噪声和干扰,最大限度地保留高速列车车轮踏面的真实边缘,为列车车轮踏面损伤自动巡检提供技术支持。