高速鐵路光傳送網(wǎng)絡(luò)是保證鐵路安全運(yùn)行的基礎(chǔ),可以為列車的狀態(tài)監(jiān)測、運(yùn)行控制、調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程故障診斷等方面提供準(zhǔn)確、及時的信息傳遞。一旦光傳送網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷,會嚴(yán)重影響高速鐵路正常的運(yùn)行秩序。為避免網(wǎng)絡(luò)故障給鐵路運(yùn)營帶來巨大損失,對高速鐵路光傳送網(wǎng)節(jié)點重要性、節(jié)點故障定位和節(jié)點保護(hù)策略的研究是必不可少的。已有的節(jié)點重要性算法僅從單一靜態(tài)或動態(tài)維度考慮,并不適用于高速鐵路光傳送網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行;針對節(jié)點故障定位,已有研究的關(guān)注點是合理分配監(jiān)測器,但其成本較高;已有的預(yù)置圈(Pre-configured Cycle,P-Cycle)節(jié)點保護(hù)算法,其基礎(chǔ)圈的構(gòu)造較為復(fù)雜,并且沒有利用節(jié)點的先驗效率(Apriori Efficicency,AE)對節(jié)點型P-Cycle進(jìn)行評估與篩選。故本文對已有的節(jié)點重要性、節(jié)點故障定位與節(jié)點P-Cycle算法進(jìn)行改進(jìn),主要研究成果如下:(1)基于節(jié)點的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)維度和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維度,本文提出了二維評估算法(Two Dimensional Evaluation Algorithm,TDEA),并將其應(yīng)用于無權(quán)和加權(quán)網(wǎng)絡(luò)中。對于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)維度,本文運(yùn)用越重要的節(jié)點對周圍節(jié)點影響越大的思想改進(jìn)了重要性貢獻(xiàn)矩陣(Node Importance Contribution Matrix,NICM)算法。同時選取節(jié)點效率和相鄰節(jié)點貢獻(xiàn)率作為評估指標(biāo)。對于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維度,本文選取通過節(jié)點的流量作為評估指標(biāo)。仿真結(jié)果驗證了算法的準(zhǔn)確性和指標(biāo)的有效性,并且TDEA算法運(yùn)行時間優(yōu)于NICM算法。(2)針對節(jié)點故障定位,本文提出光脈沖反射器定位方法。該定位方法是將光脈沖反射器置于每條鏈路兩側(cè),輸入一個光脈沖后,計算總輸出信號與各脈沖反射器理論反射信號的互相關(guān)函數(shù)值,與所設(shè)閾值進(jìn)行比較,可準(zhǔn)確定位故障位置。針對節(jié)點保護(hù),提出了基于單節(jié)點故障保護(hù)的相切圈合并算法(Tangent P-Cycle MergingAlgorithm,TPMA)。具體步驟如下:首先以中心節(jié)點所有鄰接鏈路擴(kuò)展的方式構(gòu)造環(huán)繞節(jié)點的最小圈;然后以修正的先驗效率(modify Apriori Efficicency,m-AE)為限制條件,合并m-AE增大的相切P-Cycle;最后,通過設(shè)置參數(shù)K,可得到不同跳數(shù)P-Cycle的平均m-AE。利用典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銫OST239進(jìn)行仿真,結(jié)果表明,TPMA算法構(gòu)造最小圈的時間、所得備選圈個數(shù),圈的平均m-AE均優(yōu)于已有的節(jié)點環(huán)繞圈挖掘算法(Node-encircling P-Cycle Mining Algorithm,NCMA)。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1;U285
【部分圖文】：

征的高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。這些發(fā)展趨勢的根本是信息服務(wù)，核心是安全，關(guān)??鍵是信息通信網(wǎng)絡(luò)，支撐這些發(fā)展趨勢的重要基礎(chǔ)設(shè)施是高速鐵路光傳輸網(wǎng)絡(luò)。??鐵路光傳輸網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖１－１所示。??連接鐵路總公神１８個關(guān)，／??為路局至鐵路總公司、路購／?ｆ??路局之間的直達(dá)業(yè)務(wù)互通提供／??傳輸通道?＿—???????巧巧ｒｍｍ?￣７??站段間大顆粒業(yè)務(wù)傳送、各站?／?／ＬｌＲｔｏ?、??段至路局調(diào)度中心的業(yè)務(wù)傳送?、＇，?？ｉｐ?＇?．?ｙ??及為沿線接入層提供保護(hù)??為鐵略沿線每個區(qū)間節(jié)點及較／??大的接入業(yè)務(wù)姑點提供接入服?Ｓｓ｜ｆＴ２Ｊ３Ｍｙ?Ｗ：匿：馨??＾?／?＆悶固定租戶?移動用戶??圖１－１傳輸網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｌｏｇｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋ??全路光傳輸網(wǎng)分為骨干層、匯聚層和接入層三層結(jié)構(gòu)。骨干層的傳輸設(shè)備為??１??

２－２（ａ）所示。光分插復(fù)用器可以作為光網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點，具備檢測光信道性能、檢??測故障、管理網(wǎng)絡(luò)等功能。光交叉連接（ＯＸＣ），由光輸入接口、光交換單元、光輸??出接口和控制及管理單元組成［３３］，如圖２－２（ｂ）所示。根據(jù)不同的工作機(jī)理有以下三??種連接方式（１）光波長交叉連接：實現(xiàn)波長交換；（２）光時隙交叉連接：具有光時分交??換的功能；（３）光碼交叉連接：通過光碼字的變換實現(xiàn)。光交叉連接可以作為光網(wǎng)??絡(luò)的光交換節(jié)點，具備交換、放大光信號，路由選擇等功能。??／Ｉ?ｋ?，—￣ｎ?ｎ?ｎ??＿Ｑ??２??光１?＿Ｑ＿?１?光光光?ｉ??＾?鋰?？輸交?輸?？??■＂１１１１１１１１１１?復(fù)’?＇Ｓ?—?？?入?ｓ?換?Ｓ?出?？???用???？??？接?單?接?？??ｋ器?器Ｊ?ｐ?元?ａ??＼｜?丨—控?Ｉ?［／?［＝＾＞?Ｎ??Ｕ?Ｕ?Ｕ??Ｎ??ｑ?Ｔ?Ｔ?Ｔ??ｗ?（控制及管理單元?３??ａ）?ＯＡＤＭ結(jié)構(gòu)示意圖?ｂ）?ＯＸＣ結(jié)構(gòu)示意圖??ａ）?ＯＡＤＭ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｂ）?ＯＸＣ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??圖２－２?ＯＡＤＭ及ＯＸＣ結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＯＡＤＭ?ａｎｄ?ＯＸＣ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??２．１．５節(jié)點冗余方式??目前，鐵路光傳輸網(wǎng)中，節(jié)點保護(hù)可分為網(wǎng)元級和設(shè)備級保護(hù)［３４］。網(wǎng)元保護(hù)??指單個網(wǎng)元設(shè)備失效后，可以通過其它網(wǎng)元恢復(fù)從該網(wǎng)元上下的業(yè)務(wù)，使得業(yè)務(wù)??不受影響。通過在通信機(jī)房內(nèi)設(shè)置兩個光分插復(fù)用（ＯＡＤＭ）設(shè)備，運(yùn)用業(yè)務(wù)規(guī)劃的??方式

２－２（ａ）所示。光分插復(fù)用器可以作為光網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點，具備檢測光信道性能、檢??測故障、管理網(wǎng)絡(luò)等功能。光交叉連接（ＯＸＣ），由光輸入接口、光交換單元、光輸??出接口和控制及管理單元組成［３３］，如圖２－２（ｂ）所示。根據(jù)不同的工作機(jī)理有以下三??種連接方式（１）光波長交叉連接：實現(xiàn)波長交換；（２）光時隙交叉連接：具有光時分交??換的功能；（３）光碼交叉連接：通過光碼字的變換實現(xiàn)。光交叉連接可以作為光網(wǎng)??絡(luò)的光交換節(jié)點，具備交換、放大光信號，路由選擇等功能。??／Ｉ?ｋ?，—￣ｎ?ｎ?ｎ??＿Ｑ??２??光１?＿Ｑ＿?１?光光光?ｉ??＾?鋰?？輸交?輸?？??■＂１１１１１１１１１１?復(fù)’?＇Ｓ?—?？?入?ｓ?換?Ｓ?出?？???用???？??？接?單?接?？??ｋ器?器Ｊ?ｐ?元?ａ??＼｜?丨—控?Ｉ?［／?［＝＾＞?Ｎ??Ｕ?Ｕ?Ｕ??Ｎ??ｑ?Ｔ?Ｔ?Ｔ??ｗ?（控制及管理單元?３??ａ）?ＯＡＤＭ結(jié)構(gòu)示意圖?ｂ）?ＯＸＣ結(jié)構(gòu)示意圖??ａ）?ＯＡＤＭ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｂ）?ＯＸＣ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??圖２－２?ＯＡＤＭ及ＯＸＣ結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＯＡＤＭ?ａｎｄ?ＯＸＣ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??２．１．５節(jié)點冗余方式??目前，鐵路光傳輸網(wǎng)中，節(jié)點保護(hù)可分為網(wǎng)元級和設(shè)備級保護(hù)［３４］。網(wǎng)元保護(hù)??指單個網(wǎng)元設(shè)備失效后，可以通過其它網(wǎng)元恢復(fù)從該網(wǎng)元上下的業(yè)務(wù)，使得業(yè)務(wù)??不受影響。通過在通信機(jī)房內(nèi)設(shè)置兩個光分插復(fù)用（ＯＡＤＭ）設(shè)備，運(yùn)用業(yè)務(wù)規(guī)劃的??方式
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2893053