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基于状态机的车车通信环境下列车通信协作研究
| 论文题名： | 基于状态机的车车通信环境下列车通信协作研究 |
| 关键词： | 列车;通信协作;车车通信环境;状态机;前车识别;追踪关系管理 |
| 摘要： | 传统的CBTC系统尽管已实现了支持高密度运行的移动闭塞制式，由于其地面设备较多、接口复杂导致建设成本较高且后期运营维护工作量大。基于车车通信的下一代列车运行控制系统在传统CBTC系统基础上了，将地面设备部分功能集成到车载设备，建立列车与列车之间的直接通信，减少了轨旁设备数量以及系统接口数量，系统通信实时性也得到提高。 基于车车通信的列控系统在带来以上优势同时，也存在下面几个问题。原来地面设备集中管理列车运行方式转变为列车自主控制运行方式后，列车无法直接获取可用于追踪的前车信息。考虑到列车之间可相互通信，通过合理的通信协作策略能够完成前车识别并建立与前车的通信，实现列车之间的追踪运行。在车车通信环境下，相邻列车之间的追踪关系可由相邻列车共同管理。列车是一个移动目标，列车之间的相邻关系会随着前后列车位置变换发生变化，相邻关系影响到追踪关系，这个问题可通过相邻列车间的通信协作来解决。因此，列车之间的通信协作机制包括前车识别过程和相邻列车之间的追踪关系管理过程。 本文从应用层展开对列车通信协作的研究。针对上述问题，首先通过对列车通信结构进行探讨得出列车与列车通信的基本特点，据此对列控系统常用的建模方法进行对比分析，选取状态机理论对列车之间的通信协作方式进行建模，并对Stateflow工具进行状态机建模的一般流程进行描述。接下来从车载设备层面研究列车之间的通信协作策略，主要内容包括: (1)设计车载通信协作功能模块的三层逻辑架构，据此按功能划分为信息发送与接收模块、核心功能处理模块、数据库模块、信息显示模块。 (2)研究一种由列车自主完成前车识别的方法。依次对列车的各个通信对象中心ITS、列车数据管理单元TMC、地面OC、通信单元AP以及其他通信列车进行分析，论证由列车完成前车识别的可行性。根据列车通信对象信息来源分析得出可在不增加设备的前提下由列车自主与周边列车通信，筛选出相邻前车。 (3)研究相邻列车之间的通信需求，对影响追踪关系的因素进行分析，设计由相邻列车共同管理追踪关系的方案。 (4)针对列车通信协作机制建立状态机模型，通过模型仿真分析其可行性。为进一步验证车车通信环境下列车通信协作策略的可行性，本文利用实验室现有资源搭建车载逻辑功能的最小系统测试环境，对前车识别和追踪关系管理方案进行仿真测试。最后对论文进行总结，针对研究方向提出下一步工作展望。 |
| 作者： | 李聪 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 郜春海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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