收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

列车网络通信模式优化与可靠性分析研究

陈佳凯  
【摘要】:随着我国铁路交通的迅速发展,基于列车通信网络TCN(Train Communication Network)的网络控制系统代替了原有传统的微机集中式控制方式,在高速列车上得到了广泛应用。列车通信网络是现代列车的关键技术之一,是影响列车安全、可靠运行及其旅客舒适性非常重要的因素,而现代列车的正朝着自动化、舒适化、高速化的方向发展,这意味着列车上设备将会越来越来越多,功能也越来越复杂,相应地,在列车通信网络上的数据种类会变得多样化,数据量也会不断变大,从而使列车控制更为复杂化。因此,对于目前使用的列车通信网络进行分析优化,探讨新型列车通信网络及其保证列车网络控制系统可靠性等方面的研究逐渐受到很多研究者的关注。论文的主要研究内容和工作包含以下方面:1)优化列车通信网络的数据通信。研究分析了基于TCN协议的列车通信网络的周期数据和非周期数据的通信过程,对于周期数据,使用了带自适应变异的多目标粒子群算法实现对周期性扫描表的优化,采取的优化原则是均衡总体、异化个体,在保证周期数据传输时的总线利用率情况下尽量提高非周期数据传输的实时响应能力;对非周期数据,使用粒子群算法实现对总线主的事件仲裁进行优化,主要采用分配合理的设备地址和扩展非周期数据的优先级两种方式。由于粒子群算法是离线运行产生结果,然后再配置到列车通信网络上,所以不会对网络实时运行产生任何影响。2)研究基于交换式工业以太网的列车通信网络实现。采用了以太网的交换机模型研究MVB总线,说明了MVB总线在数据通信传输方面上存在效率低、并发差的不足。使用了一个环型拓扑结构的交换式以太网研究在不同网络结构和流量参数情况下的网络时延,并给出了网络时延上限,交换机队列调度采用加权公平队列算法,结果表明,工业以太网替代MVB网络具有可行性。针对基于交换式以太网的列车通信网络实现过程中设备在交换机上的连接分布问题,提出了一个免疫粒子群算法,目标是均衡各个交换机负载和减少重要实时数据流的通信时延。另外,对交换机队列调度算法作了优化研究,提出了基于优先级的加权公平队列算法。3)分析列车网络控制系统可靠性并对系统可靠性模型进行了进一步研究。列车网络控制系统主要采用冗余技术提高其可靠性,在可靠性方框图上,列车网络控制系统由一系列k-out-of-n系统串联而成,其中主设备冗余可等效为等负担k-out-of-n系统,因此,容易得出系统可靠性计算方法。由于k-out-of-n系统在现实世界中的广泛应用,本文对其作了进一步扩展,研究了具有多阶段任务的等负担k-out-of-n系统的可靠性及其任务调度优化。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 路向阳;列车通信网络的发展与应用综述[J];机车电传动;2002年01期
2 常振臣,牛得田,王立德,田永洙;列车通信网络研究现状及展望[J];电力机车与城轨车辆;2005年03期
3 王俊景;;列车通信网络简介[J];城市轨道交通研究;2005年06期
4 彭代文;李红辉;张春;;列车通信网络及其访问控制协议和选用原则[J];铁路计算机应用;2006年10期
5 苗剑;贺德强;丁超义;;基于工业以太网的列车通信网络及其仿真研究[J];计算机测量与控制;2010年10期
6 奚国华,路向阳,夏寅;我国列车通信网络的实践与开发探讨[J];机车电传动;2000年01期
7 ;通信[J];电子科技文摘;2000年11期
8 严云升;列车通信网络及其与设备的连接方式[J];机车电传动;2002年02期
9 彭国平;杜亚江;;以太网技术在列车通信网络中的应用探讨[J];铁道车辆;2008年12期
10 王磊;何正友;;高速列车通信网络技术特点及其应用[J];城市轨道交通研究;2008年02期
11 李蕾;;列车通信网络拓扑结构及采用技术初探[J];铁道技术监督;2009年06期
12 田寅;贾利民;董宏辉;李海舰;;列车通信网络设计问题中的双层规划模型[J];西安交通大学学报;2014年04期
13 周洁琼;王立德;王涛;申萍;;基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析[J];北京交通大学学报;2014年02期
14 王喆,罗进文;基于现场总线理念的多业务列车通信网络[J];兰州铁道学院学报;2003年01期
15 贺德强;刘旗扬;邱福;雷昊;李冀晖;;列车通信网络技术专利发展研究[J];装备制造技术;2012年08期
16 周洁琼;王立德;王涛;申萍;;基于虚拟链路交换式以太网的列车通信网络可靠性分析[J];铁道学报;2014年02期
17 刘夏阳;吴庆丰;黄松涛;李小红;;以太网互联列车通信网络寻址方案探讨[J];铁道机车车辆;2012年03期
18 刘铭;张国印;姚爱红;门朝光;;列车通信网络控制器的综合验证[J];铁道学报;2012年03期
19 李洋涛;;TCN列车网络技术现状与发展[J];单片机与嵌入式系统应用;2012年01期
20 俞慧友;;我国首项列车通信网络国际标准颁布[J];科技致富向导;2014年17期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 赵红卫;;列车通信网络的应用与发展[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
2 李蕾;;列车通信网络拓扑结构及采用技术初探[A];中国铁道学会第三届标准计量委员会2008年学术交流报告会论文集[C];2008年
3 李蕾;;浅论微机控制与列车通信技术[A];中国铁道学会第三届标准计量委员会2008年学术交流报告会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 陈佳凯;列车网络通信模式优化与可靠性分析研究[D];浙江大学;2015年
2 朱琴跃;列车通信网络实时性理论与方法研究[D];同济大学;2008年
3 刘铭;列车通信网络系统形式化建模与验证方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 周洁琼;基于交换式以太网的列车通信网络实时通信技术研究[D];北京交通大学;2014年
5 李欣;基于列车通信网络的牵引控制系统建模及控制策略研究[D];兰州交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 符伟杰;列车通信网络特性仿真研究分析[D];西南交通大学;2011年
2 肖丰;列车网络与控制系统中MVB与ETB网关的应用研究与实现[D];西南交通大学;2015年
3 陈艳子;MVB网络接口单元的研究与FPGA实现[D];湖南科技大学;2008年
4 彭国平;嵌入式网关在列车通信网络中的应用研究[D];兰州交通大学;2009年
5 周广利;矿用机车双机重联列车通信网络研究与设计[D];西南交通大学;2007年
6 杨苗苗;列车通信网络实时协议栈的研究与实现[D];华中科技大学;2012年
7 章洁;列车通信网络一致性测试系统的设计[D];浙江大学;2013年
8 邢震;基于交换式以太网列车通信网络的研究[D];北京交通大学;2013年
9 戴芳;列车安全预警系统中的通信网络研究与实现[D];东南大学;2006年
10 任学淳;列车通信网络配置软件开发[D];大连理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 俞慧友 通讯员 刘贵;我国首项列车通信网络国际标准颁布[N];科技日报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978