基于分層調(diào)度算法的列車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-11 16:29
針對(duì)現(xiàn)有列車通信網(wǎng)絡(luò)帶寬小、實(shí)時(shí)性不高等問(wèn)題,提出一種基于優(yōu)先級(jí)的列車通信網(wǎng)絡(luò)分層調(diào)度算法。該算法采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的方式,首先,根據(jù)列車通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型和實(shí)時(shí)性需求,進(jìn)行靜態(tài)優(yōu)先級(jí)分配并進(jìn)行以太網(wǎng)幀封裝;然后利用最小截止期優(yōu)先算法作為動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度,確定最終優(yōu)先級(jí)。使用網(wǎng)絡(luò)演算理論和OPNET建模仿真對(duì)該算法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,相較于固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法,分層調(diào)度算法可以使優(yōu)先級(jí)較高的監(jiān)督數(shù)據(jù)和過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性分別提高61.7%和61.9%,可為列車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性研究提供理論參考和方法支撐。
【文章來(lái)源】:鐵道學(xué)報(bào). 2020,42(11)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
列車通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
目前在列車中廣泛使用的MVB/WTB總線均采用主從方式控制總線介質(zhì)訪問(wèn),通過(guò)主設(shè)備將訪問(wèn)權(quán)分配給從設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)度。特征輪詢周期是基本周期的2n倍。每個(gè)基本周期可分為4個(gè)相:周期相、監(jiān)視相、事件相和保護(hù)相。其中監(jiān)視相、事件相和保護(hù)相構(gòu)成偶發(fā)相。過(guò)程數(shù)據(jù)在周期相內(nèi)發(fā)送,監(jiān)督數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)在偶發(fā)相內(nèi)發(fā)送。輪詢周期結(jié)束之后主權(quán)可依次輪換。MVB通信訪問(wèn)方式見(jiàn)圖2。圖3 基于優(yōu)先級(jí)的分層調(diào)度算法模型
圖2 MVB通信訪問(wèn)方式這種調(diào)度方式的優(yōu)點(diǎn)是在一個(gè)基本周期內(nèi)可以發(fā)送所有類型的數(shù)據(jù)。但隨著列車控制系統(tǒng)的發(fā)展,傳輸?shù)牧熊囃ㄐ艛?shù)據(jù)量不斷增大,現(xiàn)有MVB通信方式難以在一個(gè)基本周期內(nèi)發(fā)送所有類型的數(shù)據(jù)。所以在基于以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)采用更合適的調(diào)度算法來(lái)保證列車通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性[12]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)型EDF算法在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖全電子執(zhí)行單元中的應(yīng)用研究[J]. 張婧璇,段武. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2017(07)
[2]基于交換式以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)建模與性能分析[J]. 張玉琢,曹源,聞?dòng)臣t. 通信學(xué)報(bào). 2015(09)
[3]基于交換式以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性研究[J]. 王濤,王立德,周潔瓊,申萍. 鐵道學(xué)報(bào). 2015(04)
[4]電力線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)重構(gòu)方案[J]. 孫友偉,包浕. 西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]列車通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題中的雙層規(guī)劃模型[J]. 田寅,賈利民,董宏輝,李海艦. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]EDF調(diào)度算法可調(diào)度性分析方法的改進(jìn)研究[J]. 袁暋,檀明,周晶晶. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(08)
[7]MVB總線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性能的研究[J]. 朱俊,李芳,王麗芳. 機(jī)車電傳動(dòng). 2013(01)
[8]基于OPNET的列車工業(yè)以太網(wǎng)仿真研究[J]. 丁超義,苗劍,賀德強(qiáng),章睿. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(02)
[9]基于網(wǎng)絡(luò)演算的交換式以太網(wǎng)實(shí)時(shí)特性分析[J]. 胡曉婭,朱德森,汪秉文. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2008(01)
博士論文
[1]列車網(wǎng)絡(luò)通信模式優(yōu)化與可靠性分析研究[D]. 陳佳凱.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3029394
【文章來(lái)源】:鐵道學(xué)報(bào). 2020,42(11)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
列車通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
目前在列車中廣泛使用的MVB/WTB總線均采用主從方式控制總線介質(zhì)訪問(wèn),通過(guò)主設(shè)備將訪問(wèn)權(quán)分配給從設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)度。特征輪詢周期是基本周期的2n倍。每個(gè)基本周期可分為4個(gè)相:周期相、監(jiān)視相、事件相和保護(hù)相。其中監(jiān)視相、事件相和保護(hù)相構(gòu)成偶發(fā)相。過(guò)程數(shù)據(jù)在周期相內(nèi)發(fā)送,監(jiān)督數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)在偶發(fā)相內(nèi)發(fā)送。輪詢周期結(jié)束之后主權(quán)可依次輪換。MVB通信訪問(wèn)方式見(jiàn)圖2。圖3 基于優(yōu)先級(jí)的分層調(diào)度算法模型
圖2 MVB通信訪問(wèn)方式這種調(diào)度方式的優(yōu)點(diǎn)是在一個(gè)基本周期內(nèi)可以發(fā)送所有類型的數(shù)據(jù)。但隨著列車控制系統(tǒng)的發(fā)展,傳輸?shù)牧熊囃ㄐ艛?shù)據(jù)量不斷增大,現(xiàn)有MVB通信方式難以在一個(gè)基本周期內(nèi)發(fā)送所有類型的數(shù)據(jù)。所以在基于以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)采用更合適的調(diào)度算法來(lái)保證列車通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性[12]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)型EDF算法在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖全電子執(zhí)行單元中的應(yīng)用研究[J]. 張婧璇,段武. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2017(07)
[2]基于交換式以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)建模與性能分析[J]. 張玉琢,曹源,聞?dòng)臣t. 通信學(xué)報(bào). 2015(09)
[3]基于交換式以太網(wǎng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性研究[J]. 王濤,王立德,周潔瓊,申萍. 鐵道學(xué)報(bào). 2015(04)
[4]電力線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)重構(gòu)方案[J]. 孫友偉,包浕. 西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]列車通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題中的雙層規(guī)劃模型[J]. 田寅,賈利民,董宏輝,李海艦. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]EDF調(diào)度算法可調(diào)度性分析方法的改進(jìn)研究[J]. 袁暋,檀明,周晶晶. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(08)
[7]MVB總線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性能的研究[J]. 朱俊,李芳,王麗芳. 機(jī)車電傳動(dòng). 2013(01)
[8]基于OPNET的列車工業(yè)以太網(wǎng)仿真研究[J]. 丁超義,苗劍,賀德強(qiáng),章睿. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(02)
[9]基于網(wǎng)絡(luò)演算的交換式以太網(wǎng)實(shí)時(shí)特性分析[J]. 胡曉婭,朱德森,汪秉文. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2008(01)
博士論文
[1]列車網(wǎng)絡(luò)通信模式優(yōu)化與可靠性分析研究[D]. 陳佳凱.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3029394
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