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城轨列车传感器网络数据传输实时性能研究
| 论文题名： | 城轨列车传感器网络数据传输实时性能研究 |
| 关键词： | 城轨列车;数据传输;实时性能;调度策略;网络演算;传感器网络;工业以太网 |
| 摘要： | 本文依托于城轨列车传感器网络接入节点、复合节点与测试评估平台项目（国家863计划），对城轨列车传感器网络平台的建设进行了设计研究。国内的城市轨道列车上采用的列车控制技术多从国外引进，缺少自己的知识产权。尤其是目前没有独立的、大容量的、成套的列车运行安全状态实时感知系统，为列车的安全、可靠、准时运行提供保证，因此针对我国城市轨道运行安全特性，建立一套标准化、系统化的城轨列车传感器网络意义重大。 首先，对传感器网络功能结构、网络结构、传感器数据的传输进行分析，提出了传感器网络中存在的技术问题。还指出了影响网络通信实时性的主要因素，在建立城轨传感器网络应主要解决网络关键节点调度策略问题，以满足平台实时性的要求。 其次，设计一个城轨列车传感器网络数据传输平台，此平台可仿真实际运行的网络和系统。在平台中引入工业以太网通信技术。从传感器网络的功能需求角度出发，设计网络中的功能节点;从网络可靠性角度出发设计网络功能节点的组网方式，建立一个由数据采集层、数据接入层、数据传输层以及数据处理层组成的四层网络结构;根据功能节点的功能定义选择设备，搭建物理平台;设计数据传输模拟系统，实现平台的数据传输功能。 再次，分析在城轨列车传感器网络数据传输平台中，影响网络通信延迟的主要因素，得出排队延迟的影响最大。为了降低数据的排队延迟，在IEEE802.1P标准帧结构中引入截止期限字段，并在网络关键节点处设计了优先级队列下FCFS与EDF相结合的调度策略。利用opnet仿真技术验证改进调度策略的有效性。 最后，对城轨列车传感器网络中的延迟模型做了改进，利用改进的延迟模型评价平台的传输实时性能。网络演算算法中的服务曲线根据联合调度策略的工作原理进行定义。计算城轨列车传感器网络数据传输平台端对端传输的网络时延，分析结果得出网络时延小于数据的发送周期。由此可见，数据传输平台实时性能可以得到保证。 |
| 作者： | 杨月慧 |
| 专业： | 智能交通工程 |
| 导师： | 贾利民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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