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基于以太网的列车通信网络性能研究
| 论文题名： | 基于以太网的列车通信网络性能研究 |
| 关键词： | 列车通信网络;以太网;极限流量;传输时延;仿真分析 |
| 摘要： | 现代列车正朝着自动化、舒适化、高速化的方向发展，列车控制网络系统的地位与作用日益提高，对网络带宽等性能指标的要求也不断提高。而传统的列车控制网络大多采用现场总线网络技术，技术和带宽均受限，相比之下，以太网技术发展异常迅猛，将以太网作为列车控制网络是未来的发展方向之一。然而国内在以太网列车控制网络方面的研究还刚刚起步，尚存在许多技术问题有待进一步研究解决。因此研究基于以太网的列车控制网络对我国列车网络的自主开发、打破国外技术封锁具有重要意义。 本文主要采用仿真手段来研究将以太网技术引入列车控制网络的可行性。为了保证仿真结果的真实性和可信性，本文以CRH2型高速列车控制网络系统的实际业务为基础，对CRH2列车控制网络流量进行分析与建模，产生仿真所用的流量。 其次，采用软件模拟仿真方法对基于以太网的列车控制网络性能进行研究。完成了系统仿真需求分析、方案设计、软件功能模块划分、各功能模块的详细设计与编码实现、系统部署与测试。仿真研究结果表明:列车控制类数据传输时延满足列车控制网络对时延的要求，仿真得到的时延超过规定值的概率、最大时延及丢包率等性能参数可为今后研究基于以太网技术构建实际动车组的网络控制系统提供参考依据。 再次，采用OPNET网络仿真工具研究了基于以太网的列车控制网络的性能。在10M和100M以太网列车控制网络条件下对车载设备状态数据、控制命令数据、故障数据等进行模拟。仿真结果表明:10M和100M以太网都满足列车控制网络对实时性和可靠性的要求。同时还对基于以太网的列车控制网络进行了极限性能研究，结果显示10M和100M以太网最大极限流量分别为5.2Mb/sec和45Mb/sec。 最后，基于网络演算工具分析交换式以太网的实时性，在推导出最大时延的计算公式的基础上，结合CRH2实际平台的流量模型，计算出100M交换式以太网的最大传输时延。 |
| 作者： | 裴子秀 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 谭献海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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