【摘要】：地鐵列車在智能化、高速化、舒適化方面的不斷發(fā)展,使得列車結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越復(fù)雜,列車通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用類型也越來越多樣化�，F(xiàn)在的列車通信網(wǎng)絡(luò)中不僅包括傳統(tǒng)的控制類,監(jiān)視類,故障診斷類業(yè)務(wù),還需要對大量的乘客信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。傳統(tǒng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)帶寬低,組網(wǎng)結(jié)構(gòu)單一,已經(jīng)無法滿足大數(shù)據(jù)量的傳輸需求。而工業(yè)以太網(wǎng)具有帶寬大,兼容性好,組網(wǎng)靈活等優(yōu)點已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,將其運用于列車通信網(wǎng)絡(luò)也是未來的一個發(fā)展方向。本文基于國家科技支撐項目課題《下一代地鐵列車關(guān)鍵技術(shù)研究及樣車制造項目》中子課題《下一代地鐵列車網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)研究》(項目編號:2015BAG 12B01-08),對工業(yè)以太網(wǎng)在列車通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用展開研究,本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:(1)針對工業(yè)以太網(wǎng)在列車網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用存在的實時性差,可靠性差等問題,研究了影響工業(yè)以太網(wǎng)實時性的因素以及優(yōu)化方法,提出了通過優(yōu)化的交換機(jī)調(diào)度算法和采用時分復(fù)用通信方式兩個方面來改進(jìn)以太網(wǎng)的實時性。(2)在交換機(jī)調(diào)度方面,率先提出了 PQ和改進(jìn)DWRR相結(jié)合的調(diào)度算法,在該算法中對高優(yōu)先級的列車控制類數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸,對其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用改進(jìn)DWRR算法進(jìn)行調(diào)度,保證了列車控制類數(shù)據(jù)的實時性和其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓叫�。利用OPNET平臺搭建列車通信網(wǎng)絡(luò)的仿真模型,驗證了該算法的可行性。(3)在時分復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)中,全網(wǎng)時鐘要求精確同步,為了提高同步精度,提出了基于卡爾曼濾波的單神經(jīng)元PI控制方法,這也是本文的一個創(chuàng)新點,本文采用卡爾曼濾波算法對時鐘同步過程得到的時鐘偏差進(jìn)行修正,提高了偏差的精度,然后通過單神經(jīng)元PI控制的方式來調(diào)整從節(jié)點時鐘的頻率,實現(xiàn)了對時鐘偏差的連續(xù)間接補償,提高了時鐘同步的準(zhǔn)確性。最后在MATLAB平臺上對該算法進(jìn)行了驗證,結(jié)果表明利用該算法時鐘同步精度有所提高。
【圖文】：

２列車以太網(wǎng)的實時性研究逡逑在列車通信網(wǎng)絡(luò)上使用以太網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵就是要解決實時性問題，本章首先逡逑介紹了列車通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型，，然后分析了以太網(wǎng)實時性的影響因逡逑素并提出了改進(jìn)以太網(wǎng)實時性的方案。逡逑２．１列車以太網(wǎng)簡介逡逑２．１．１網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相關(guān)知識介紹逡逑根據(jù)ＩＥＣ邋６１３７５－２－５和ＩＥＣ邋６１３７５－３－４標(biāo)準(zhǔn)中的定義，基于工業(yè)以太網(wǎng)的列車逡逑網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為兩層，上層是列車級骨干網(wǎng)絡(luò)（ＥＴＢ），下層是車輛級編組網(wǎng)絡(luò)逡逑（ＥＣＮ），結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。逡逑

北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文邐列車以太網(wǎng)的實時性研究逡逑列車網(wǎng)絡(luò)都能夠正常進(jìn)行通信，在ＩＥＣ邋６１３７５－２－５和ＩＥＣ邋６１３７５－３－４標(biāo)準(zhǔn)中分別定逡逑義了列車級和車輛級冗余機(jī)制。在列車級網(wǎng)絡(luò)中規(guī)定：一個列車編組網(wǎng)絡(luò)需要通逡逑過多個ＥＴＢＮ節(jié)點連接到列車級骨干網(wǎng)，其中一個ＥＴＢＮ作為主節(jié)點，冗余的逡逑ＥＴＢＮ作為備份節(jié)點，一旦主節(jié)點發(fā)生故障，冗余節(jié)點自動切換為主節(jié)點。除此之逡逑夕卜，列車級網(wǎng)絡(luò)還需使用雙線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，旁路中繼和鏈路聚合機(jī)制來實現(xiàn)冗余，逡逑列車級冗余結(jié)構(gòu)如圖２－２所示。逡逑１－１，１１＊＊＊邋邐邋邐逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.11;U284.48

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2594477