基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相...     

旅客列车正晚点实时分析系统的设计与实现

针对旅客列车正晚点实时分析的现状和不足,提出基于列车调度指挥系统(TDCS)实际列车运行线数据,采用追溯的方法,研制具有全过程记录旅客列车运行轨迹线特点的旅客正晚点实时分析系统.重点介绍了系统的研制思路、总体框架、系统构成、功能及其关键技术.     

WTB总线协议网络数据传输调度与控制协同策略研究

在研究WTB总线协议网络数据传输特性的基础上,提出一种协调控制周期数据和非周期数据传输的PMTS调度策略;采用实时控制系统的调度理论和控制策略,实时构建周期数据调度轮询机制,设计非周期数据动态抢占调度控制方法,从而实现对网络数据传输的协同控制和调度;搭建WTB总线协议网络数据传输试验平台,将PMTS调度策略应用于自主设计的列车通信网关系统中。结果表明,该调度策略可灵活分配WTB总线网络编组的常规运行周期,实现底层数据传输与上层协议间的协同配合。     

基于LTR动态预测的重载车辆防侧翻滑膜控制研究

为改善重载汽车的主动防侧翻能力,提出基于LTR动态预测的重载汽车防侧翻差动制动控制方法.针对重载汽车的实际干扰,将其简化为三自由度重载车非绊倒型侧翻动力学模型,以最大横向载荷转移率为控制 目标,融合差动制动控制原理设计了可动态预测重载汽车侧翻且主动防侧翻的ABS差动制动控制方法;应用滑膜控制实时调控差动制动系统制动力,...     

面向实时应用基于自定义消息的中间件研究

分析以往消息中间件产品的功能及缺陷,并结合高速铁路综合调度仿真系统特定的设计需求,提出一种面向实时应用基于自定义消息的中间件设计和实现方法,给出设计思想和实现框架.通过自定义消息和采取消息优先级策略弥补消息中间件在实时领域的不足.     

重载列车智能化操控系统车地实时通信方案研究与实现

为提高重载列车调度和运行的自动化水平,提高线路运输能力,基于朔黄线神华机车进行重载列车智能化操控系统和地面调度优化系统的车地实时通信方案研究,包括车地通信的接口安全性、车地通信机制和内容以及重载列车智能化操控系统对地面调度信息的处理,通过LTE-R 4G网络实现车地数据的实时安全交互,实现朔黄线车地设备报文实时自动交互功能,进一步提高朔黄线重载列车运行的准时性和节能性。     

铁路工程线运输调度管理信息系统设计与应用

为提高铁路工程线在铺架期间的使用和管理效率,保障施工与行车组织安全有序,通过研究北斗卫星实时定位与防碰撞报警融合、基于运行控制中心模式的电子地图服务、隧道内机车相互报警等关键技术,首次研发了一套铁路工程线运输调度管理信息系统,并在京张高速铁路—崇礼铁路全线进行试点应用。结果表明,该系统可实现施工调度指挥信息化、列车运行监控实时化、施工安全管理可视化、统计分析智能化的目标,提升工程线管理单位调度指挥信息化水平。     

区域车流监测系统的设计与实现

介绍铁路局车流实时监测软件的研制背景、设计思想和体系结构、阐述基于调度系统、确报系统、车站系统、运用车管理系统的车流信息采集和集成方案及功能实现技术.系统的开发为调度人员准确掌握区域现车分布,进行车流实时统计分析提供了应用平台,为车流调整、计划编制和作业组织提供决策支持.     

基于RM的轨道车辆网络控制系统优化设计

通过分析轨道车辆网络通信系统特点,提出适用于轨道车辆网络系统的静态调度RM(Rate Monotonic)机制;然后通过分析轨道车辆网络控制系统特点,提出适用于轨道车辆网络控制系统的数据传输周期选取方法;最后结合网络性能设计和控制性能设计,提出不同性能要求下,基于静态调度机制的轨道车辆网络控制系统整体优化设计方案,并通过实例进行说明。本文研究为轨道车辆网络控制系统的优化设计提供参考。     

基于VxWorks的复杂道口监控系统软件研究

分析了基于单片机的道口控制系统中存在的问题,结合VxWorks实时多任务操作系统的特点,提出了一种基于VxWorks环境下的道口控制软件的设计方法。针对实际道口的测试结果表明,在VxWorks环境下更容易满足复杂道口控制软件的实时性、多任务的调度要求,并且有利于提高道口的安全性。     

一种数字量的安全输入/输出模块的设计与实现

本文在分析可扩展安全计算机平台实时性和安全性要求的基础上,提出基于可编程逻辑器件(FPGA)和时钟级同步2取2结构的安全输入/输出(安全I/O)模块的设计方法.深入阐述了安全I/O模块的硬件设计原理和基于PSL语言的断言验证方案.功能仿真和形式化验证结果说明了设计的正确性,同时在EDA开发平台上长时间稳定性的测试结果也证明了安全I/O模块的正确性和安全性.     

基于二乘二取二架构的安全扩展平台研究

为节约时间和资金成本,在不改变既有CTCS-2/3级列控系统的前提下,进一步修改完善扩展其系统功能,提出采用二乘二取二架构安全扩展平台.平台内部双CPU之间采用时钟同步机制进行实时自检、互检,大大提高了安全扩展平台的安全性、可靠性和可用性.     

高效的双CPU系统安全数据交互机制的应用

轨道交通行业中的嵌入式设备对系统安全性要求高,系统交互数据的安全性尤其重要。根据安全相关系统的安全性特点和需求,提出了一种基于双口RAM的双CPU系统安全数据交互机制,经过在实际项目中应用,可以满足轨旁安全系统中数据传输的安全、可靠、实时、高速传输数据的需求。     

基于运统1电子化传递系统的列车运行追踪与安全预警系统研究

确保运输安全、提高运输效率是铁路行车指挥的终极目标,实时掌握运行中列车的高精度位置对于保证行车安全十分重要。基于中国国家铁路集团有限公司正在实施的运统1电子化传递项目,提出利用该项目为机车乘务员配备的手持终端,采用卫星定位、移动物联网及数据融合技术,研究实时的全国铁路列车追踪与安全预警系统,可为调度员提供全国铁路路网图列车运行追踪监控画面,并可依据列车有效制动距离提供分级安全预警。     

基于GIS的企业专用铁路生产安全管理系统

针对企业专用铁路安全管理面临的问题，提出一种基于地理信息系统（GIS，Geographic Information System）的企业专用铁路生产安全管理系统。该系统以高可靠性的车列定位和GIS技术为核心，基于SQL Server和J2EE的SSM框架实现数据访问和业务逻辑处理，采用GeoServer作为Web展示框架，构建具备生产监控和即时安全管理功能的信息系统。应用情况表明,该系统能实时反应铁路生产情况和安全动态，发现并监督整改安全隐患，提高企业专用铁路安全管理能力。     

铁路综合视频监控系统图像增强研究

在全数字铁路视频监控基础上,综合行业特点和应用需求的综合视频监控系统成为新的研究热点,并已在青藏铁路拉萨段、京津高速铁路中成功运用.综合视频监控范围包括运输、安监、公安系统等.对于运输系统,需要对岔道线等处安装摄像机,以提供实时图像信息,为铁道沿线安全诊断提供依据.现有的沿线监控采用视频分析技术,对运动目标进行跟踪处理,而对固物研究较少.通过将图像处理方法引入视频监控系统,结合计算机辅助处理,自动定位异物侵线,从而可以达到线路安全自动监测的目的.图像处理中一个重要的环节是图像增强,本文重点研究了铁路岔道图像增强方法.     

基于ARM嵌入式的计算机联锁控制系统研究

铁路车站信号计算机联锁控制系统是实时、多任务、安全苛求的计算机控制系统.基于ARM嵌入式的计算机联锁控制系统可以确保系统可靠性和安全性的实现.利用Linux的实时多任务处理能力,提供系统在分布式环境下实时通信能力.利用源代码公开的特点,保证系统具有良好的可扩展性及性价比.     

VxWorks在ATP车载设备中的应用

主要研究实时操作系统VxWorks在列车超速防护（ATP）系统车载设备软件设计中的应用。为了提升系统性能，研究一种新的软件设计方法从而对各种资源进行有效管理很有必要。基于VxWorks的ATP车载设备软件设计利用嵌入式实时操作系统的优势，简化了系统资源管理，在保证系统实时性、安全性的前提下，有效地降低了软件设计的复杂度，并使得软件具有良好的层次性和可移植性。作者首先简单介绍实时操作系统VxWorks，其次描述了ATP车载设备的功能以及硬件实现方法，重点研究了基于实时操作系统VxWorks下三模冗余结构的ATP车载设备的软件实现方法，最后探讨了VxWorks在应用开发过程中的优势。     

基于GPRS的机车信号远程实时监控系统

针对目前铁路机车信号系统监测存在实时性差的缺点，提出了一种基于GPRS无线网络的监测方法。以Atmel公司AT91R40008ARM处理器为核心，配以GR47GPRS模块，设计了GPRS数据发送盒，以实现机车信号信息的实时检测和无线传输。     

基于5G技术的动车组车载数据传输及监控系统研究

介绍动车组车载数据的传输和应用现状,根据5G的应用场景,提出基于5G技术的动车组车载数据传输及监控系统总体架构,明确系统的运行状态实时监控、故障报警关联分析和大数据预测分析功能,利用5G技术的增强带宽、高可靠、低时延和网络切片关键技术,实现对动车组更精准、全面的实时监控,为动车组的运行安全提供了保障.