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基于IOCP的交通信号控制通信服务器研究
| 论文题名： | 基于IOCP的交通信号控制通信服务器研究 |
| 关键词： | 城市交通;信号控制系统;IOCP网络;通信服务器;协议设计 |
| 摘要： | 城市交通信号控制系统（UTCS）作为智能交通管理系统（ITS）的一个重要子系统，能够实时调整控制区域内的信号配时方案，均衡路网交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染等减至最小，充分发挥道路系统的交通效益，从而保证了城市交通干线乃至整个城市交通路网的畅通、安全、高效运行。通信服务器作为交通信号控制系统的重要组成部分，负责与路口信号机、用户监控终端及交通控制优化软件的数据通信及处理。通信服务器必须能够保证长时间的为大量的信号机及用户终端软件提供数据通信服务。 本文通过对交通信号控制系统通信服务器应用功能的研究与分析，针对交通信号控制系统客户端连接数量巨大、小容量数据包通信频繁等特点，提出了一种基于IOCP机制设计高性能通信服务器的方法，并采用Visual C++6.0语言加以实现。首先介绍了交通信号控制系统的总体结构和主要组成模块，阐明了通信服务器在其所起的核心作用；接着对IOCP网络通信模型以及多线程编程技术进行了介绍，并论述了IOCP完成端口模型在处理大量并发套接字I/O请求服务性能方面的优势；然后从需求分析入手，描述了基于IOCP模型的通信服务器设计方案，包括总体框架设计、通信协议设计以及通信数据表设计等；最后基于该设计方案，开发并实现了一款高性能的通信服务器，并详细呈现了通信服务器应用程序各模块的实现过程和结果。在具体实现过程中，本文还讨论分析了通信服务器需考虑的关键问题并给出了解决方案。 针对通信服务器在性能测试过程中难以采用大量真实的路口信号机来进行测试的问题，本文研究并实现了一款信号机仿真器软件来对通信服务器的性能进行测试。通过搭建仿真测试平台，对通信服务器的客户端并发量、客户端响应、资源消耗等性能指标进行测试，大大降低了开发成本，而且操作简便，效果良好。仿真测试结果表明，通信服务器有效地实现了各项功能与性能指标，达到了预期的设计目标。 本文研究工作的成果及意义在于，基于IOCP机制设计的高性能可伸缩通信服务器，实现了同时对上千台路口信号机的监控和管理，满足了交通信号控制系统的设计要求，且具有稳定、高效的性能。根据本文论述的方法所设计的通信服务器已经在无锡、昆山、吴江等多个城市交通信号控制工程中得用应用，取得了良好的应用效果。 |
| 作者： | 树爱兵 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 姚天昉;赵永进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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