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基于OPNET的ARCNET列车通信控制网络的建模与仿真
| 论文题名： | 基于OPNET的ARCNET列车通信控制网络的建模与仿真 |
| 关键词： | ARCNET网络;列车通信;建模仿真;传输速率;可扩展性 |
| 摘要： | 列车运行过程中，会产生大量的设备控制信息和旅客服务信息，因此需要一种可靠、安全、高速、大容量的传输系统。鉴于这种情况，列车通信网络作为现在列车的关键技术应运而生。ARCNET(Attached Resource Computer Network)是一种基于令牌传递(Token Passing)协议的现场总线，是和谐2型车上的通信网络。它具有高速的传输速率、很大的信息流量、节点进退网操作简单、支持长距离传输等优点，且它的实时性、可扩展性也很好。 分析了ARCNET的网络特点。由于ARCNET网络采用令牌传递协议，使得网络上各个节点需传输数据时，必须要先获得令牌以得到对网络的访问权，这样就不会存在竞争，网络流量大的时候也不会造成网络拥塞。这些优点使得ARCNET协议特别能够适用于列车通信网络。 本文利用OPNET仿真软件对基于ARCNET协议的和谐2型车(CRH2)通信网络进行了物理总线型、逻辑环型的系统建模。设计了ARCNET网络域模型、节点域模型以及进程域模型等，并且在模型之中建立了无延时切换的光纤双重网络系统，使得网络的可靠性被提高。在进程域模型中，依据ARCNET协议标准，实现了ARCNET协议Mac层有限状态机。在模型上，对机车产生命令、网络发送命令和接受命令、上传命令、处理命令的一系列过程进行了动态仿真。 在和谐2型车通信网络模型的基础上，对ARCNET列车网络的端到端时延、节点吞吐量、网络切换功能以及令牌传递时延进行了仿真实验。通过分析端到端时延结果，验证了模型的正确性，并且由最大端到端时延可以分析网络传输速率是否理想、所耗时间是否满足CEH2动车组的要求，而对令牌传递时延的仿真与分析，也可以分析出ARCNET网络的实时性如何。另一方面，对网络切换功能的仿真实验，可以验证本模型的双环冗余结构能够实现CRH2动车组无延时的切换。对节点吞吐量的仿真进行分析，可以总结ARCNET能够承受的网络流量情况。 |
| 作者： | 巴全龙 |
| 专业： | 电气系统控制与信息技术 |
| 导师： | 苟先太 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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