基于模糊逻辑算法的GSM-R越区切换算法

GSM-R网络的越区切换是实现GSM-R网络不间断通信的核心技术之一,由越区切换时延造成的掉话约占总掉话数的40%,且通信质量低.在系统分析GSM-R网络的信号传输过程以及时延成因基础上,提出基于模糊逻辑算法的GSM-R网络越区切换算法,以提高切换速度、降低切换时延并提升GSM-R网络的通信质量.仿真结果表明,该算法可以有效地降低切换时延及掉话率,提高了系统的通话质量.     

GSM-R越区切换与链路层信息帧传输的分析

分析了越区切换造成链路层信息帧丢失重传的原理,描述了遇到越区切换时链路层信息帧的传输过程.其次,分析了影响信息帧传输过程中发生越区切换概率的因素,认为应用层数据长度越长,列车运行速度越高,信息帧传输与越区切换发生碰撞的概率也就越高.最后,分析了影响应用层数据传输延时的因素.     

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.     

客运专线GSM-R链路平衡的研究

结合新建铁路合肥至蚌埠客运专线GSM—R移动通信系统的设计，对GSM-R移动通信系统传播模型、链路平衡、越区切换等进行分析，并根据传播模型结合铁路环境特殊性，编写了《GSM—R链路预算软件》。     

GSM-R小区内列车驻留时间分布模型

为研究客运专线区间上GSM-R(铁路移动通信系统)小区内列车信道占用时间和列车呼叫切换率等关键参数,建立了一种新的GSM-R小区内列车驻留时间分布模型.该模型假定GSM-R小区实际覆盖范围服从均匀分布,从而GSM-R小区内线路长度也服从均匀分布,并假定列车运行平均速度服从均匀分布.基于上述假定,获得了模型的理论分析和仿真分析结果.研究表明,当GSM-R小区半径为3~8 km时,该模型的理论分析与仿真分析结果一致.     

影响CTCS-3车地数据传输的GSM-R网络服务质量指标与优化

铁路综合数字移动通信系统GSM—R网络是中国列车控制系统CTCS-3级列控系统车地通信的基础平台,由于无线网络自身的特性,通信中断总是不可避免地以一定的概率出现．本文分析了影响GSM-R网络服务质量的电路域指标,并对其中导致通信失败和通信中断的连接丢失率、传输时延、传输干扰、越区切换中断时间及越区切换成功率5个关键参数进行了分析,同时给出了我国现阶段使用GSM—R无线通信网络的CTCS-3级高速铁路的相关参数设定参考值,为GSM—R网络设置和参数优化提供参考,并对未来铁路数字无线通信的网络规划与优化给出一些建议．     

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城市道路交通系统是一个同时具有离散和连续动态,并包含大量随机不确定因素的动态系统,具有动态、并发及同步等特征.在目前交通状况日益复杂的情况下,其动态及随机不确定特性愈加明显.对城市道路交通系统进行建模分析,是深入了解交通状况、进行交通诱导及控制的关键.本文在基本Petri网的基础上,将广义随机Petri网(GSPN)与交通流概念相结合,建立了符合交通流概念的动态流随机Petri网(FSPN)模型.该模型可以很好地描述城市道路交通流的动态及随机特性,并能对城市道路交通系统中的某些随机现象作出很好的解析描述.文中针对四相位十字交叉口给出了动态流随机Petri网建模实例;活性分析表明,该模型能有效避免系统并发性带来的死锁现象.最后仿真运行分析和性能分析进一步证明了动态流随机Petri网的有效性.     

基于随机Petri网的车险理赔效率建模与分析

为提高车险理赔效率,构建车险理赔效率随机Petri网模型,基于工作流网结构和实务操作流程分析模型的正确性并改进模型,采用软件PIPE验证模型的合理性。以某保险公司500起车险事故理赔数据为研究对象,构建与随机Petri网同构的车险理赔效率马尔可夫链,分析车险理赔流程中的低效率环节。结果表明：拒赔、定损和赔款处理流程耗时较多,与车险理赔实际情况吻合。车险理赔效率随机Petri网模型通过变迁利用率和标识流速能动态地描述车险理赔系统的运行时效。根据车险理赔效率分析结果,可缩减定损环节和赔款处理环节时间,显著提升保险公司的车险理赔效率和客户的服务体验。     

基于Petri 网模型的铁路快捷货运产品可靠性评价

为准确评价及预测铁路快捷货运产品的可靠性,在全面分析铁路快捷货运产品可靠性影响因素的基础上,建立用于产品可靠性评价的故障树模型,并采用下行法求取故障树的最小割集;结合Petri 网建模方法与故障树基本理论,将产品故障树转化为 Petri 网仿真模型,并证明两者的等价性;利用Matlab 仿真软件进行基于关联矩阵的Petri 网模型求解,并以北京-上海间特快货物班列为例,得到该产品的可靠度及故障因素重要度排序.实证结果显示,应用Petri 网模型来求解产品可靠性评价问题,不仅能够有效提升求解过程的效率,而且准确易行.研究成果可以为提高铁路快捷货运产品可靠性和市场竞争力提供科学依据和必要支撑.     

基于捕获与退避的多信道时隙ALOHA协议性能分析

为拓展对基于功率捕获和退避重发的多信道时隙ALOHA协议理论分析,对该协议的数据包接入成功率、吞吐量和时延等性能指标进行了研究.分析结果表明,协议性能由信道负载、功率捕获比例、信道数量和用户数量等参数共同决定.通过数值分析探讨了该协议中各参数对系统性能的影响.功率捕获比例越小,系统的吞吐量越大,时延越小,接入成功率就越高;信道数量越多,系统的吞吐量越大,时延越小,接入成功率就越高;用户数量对系统的吞吐量和成功接入率影响不大,而用户数量越大,系统的时延越大.理论结果与仿真结果相比,相对误差小于2%.      

CTCS-3级列控系统车地交互流程形式化建模与验证

正在建设的时速300 km/h以上的高速铁路已采用CTCS-3级列车运行控制系统.车地信息交互流程是影响CTCS-3级列控系统的效率、可靠性和安全性的主要因素之一.基于时间自动机理论对车地交互流程进行建模与验证具有重要意义.首先将车地交互流程分为4个典型的子流程：任务启动流程、正常行车流程、RBC切换流程和任务结束流程,然后针对这些子流程建立无线闭塞中心（RBC）、车载设备（ATP）和铁路专用移动通信网（GSM-R）的时间自动机网络模型,最后利用时间自动机模型验证工具UPPAAL进行仿真分析,验证了CTCS-3级列控系统的车地交互流程的安全性和受限活性.     

基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.     

基于RFCS的城轨列车无线视频监控统切换机制

针对城轨列车跨越多个无线接入点AP高速运行时存在切换延迟的问题,在对城轨列车无线视频监控系统研究的基础上,提出一种RFCS（RF channel switched）机制,在这种机制下,无线接入点AP按照预定的顺序周期性的改变RF信道来防止相邻AP信道的重叠,从而减小了切换延迟,增大了网络吞吐量,最终实现无缝切换.并用NS2仿真软件对该方案进行仿真,与传统的切换过程相比,该方案明显减小了切换时延,保证了城轨列车无线视频监控系统的实时性.     

客运专线不同列车控制系统共线对通过能力的影响

客运专线由于运输需要、GSM-R通信中断或部分设备故障等原因,形成不同列车控制系统共线.在高速350km/h线路上同时并存250km/h列车运行现象的基础上,本文按照3种影响模式,分析不同列车控制系统共线对列车通过能力的影响,并给出具体计算方法.提出通过提高运输组织水平、提高GSM-R信道QoS及采用增强型CTCS-235列车控制系统等措施,以减少对通过能力的影响.     

基于CTCS3级的高速铁路通过能力分析

针对GSM-R（GSM for railway）通信中断给高速铁路运输组织带来的问题,分3种影响模式,利用扣除系数法及直接计算法来分析列车通过能力,得出GSM-R通信中断对列车运行速度和运输组织造成一定的影响,GSM-R通信中断的时间（一定时间）测算列车通过能力的明显下降区域及下限值,说明高速铁路运输组织往往不是按照最佳运输方案进行的结论.     

基于UBGPM-Markov的铁路货运量预测方法

针对铁路货运量发展变化的非线性特性,采用非线性灰色模型中的无偏GM（1,1）幂模型进行预测,并用状态划分更为精细后的马尔可夫链修正预测值,从而建立优化后的UBGPM-Markov模型.通过对我国2000~2012年铁路货运量实例分析,与改进GM（1,1）模型、无偏GM（1,1）模型2种预测方法进行了比较,比较显示无偏GM（1,1）幂模型具有较高的预测精度.优化后的UBGPM-Markov模型更是显著提高了预测精度,将平均绝对百分误差（MAPE）由2.11%减少到0.55%.     

GSM-R网络中共享中继增强型切换机制

为了提高GSM-R系统的切换成功率,设计了一种共享中继增强型切换机制,利用共享中继改善相邻基站重叠区内来自目标基站的信号质量,明显区分不同基站的信号,减少信号波动导致的切换误判.仿真结果表明:利用增强型切换机制将列车的切换触发地点提前约500 m,从而保证列车在重叠区内具有足够的距离完成切换,并且由于信号质量的改善,减...     

基于QoS升降级的无线单播多播混合带宽资源分配方法

在单播与多播混合服务的OFDM蜂窝系统中,因负载较重而使带宽资源被完全占用时,为接纳更多的多播用户,在单播多媒体用户可接受的范围内提出：基于信道容量平滑的QoS升降级带宽借用方法.通过建立QoS升降级的子载波借用模型和CUpDown-QoS算法,达到最大化多播用户数和减小多播切换呼叫中断率;提出了GoS保证下,限制新呼叫的动态带宽借用阈值,给出基于Markov模型的CBP（Call Blocking Probability）与HDP（Handoff Dropping Probability）最优折中的阈值确定方法,以及多播优先的动态带宽借用策略对阈值确定的影响.     

基于灰色-马尔科夫链理论的公路客运量预测

客运量预测是公路网规划不可缺少的环节,是公路经济效益计算的重要基础。以四川省公路客运量为例,利用灰色系统理论,建立GM（1,1）预测模型,并将灰色GM（1,1）预测模型与马尔科夫链状态转移矩阵相结合,进一步提高预测结果的精度。从计算效果上分析,该方法求得的结果与其他方法相比,与实际值偏差较小,预测效果较好。