【摘要】：隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn),互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)勢(shì)席卷全民的生活�！叭f物智能”的需求推動(dòng)著“萬物互聯(lián)”趨勢(shì)的發(fā)展。軌道交通作為準(zhǔn)軍事領(lǐng)域,是市場(chǎng)化程度最低的保守領(lǐng)域。中國(guó)鐵路技術(shù)發(fā)展速度位列世界前茅,但營(yíng)運(yùn)和維管領(lǐng)域還誦讀著昔日經(jīng)文,亟需信息化物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)支撐。緊跟全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品全方位、多元化、跨領(lǐng)域和快速迭代的發(fā)展趨勢(shì),打破傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)隔離、伸縮性差和運(yùn)維成本高的現(xiàn)狀,研究構(gòu)建高內(nèi)聚、低耦合的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)迫在眉睫。因此,本課題的研究不僅有理論價(jià)值,也具有實(shí)際應(yīng)用意義。本文以城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)(Integrated Supervisory Control System,ISCS)的設(shè)計(jì)為背景,在軟件與理論層面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行研究和分析,以隔離性和擴(kuò)展性為重心,構(gòu)建一套具有松耦合性的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),并且針對(duì)客戶端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸方案和維管業(yè)務(wù)的任務(wù)處理策略做深入研究設(shè)計(jì)。該物聯(lián)網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)具有較好的融合能力和延展性,適用于敏捷開發(fā)以提高產(chǎn)品開發(fā)效率、縮短迭代周期,在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中具有不容小覷的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。接下來,詳細(xì)闡述基于該物聯(lián)網(wǎng)框架的ISCS平臺(tái)中最為核心的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和維護(hù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)方案。本文的主要研究和創(chuàng)新工作包括:1.在詳細(xì)調(diào)研國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)框架以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的不足,設(shè)計(jì)松耦合物聯(lián)網(wǎng)框架模型。并通過對(duì)微服務(wù)集群、基礎(chǔ)組件庫、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用集成、邊緣數(shù)據(jù)流控制等各層級(jí)結(jié)構(gòu)功能的闡述,詳細(xì)說明框架的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié);2.針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)客戶端與服務(wù)端之間數(shù)據(jù)交換量大、傳輸效率低的問題,提出利用JSON(JavaScript Object Notation)代替XML(Extensible Markup Language)作為物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要靜態(tài)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式;并且設(shè)計(jì)基于預(yù)處理的LZMA(Lempel-Ziv-Markov chain-Algorithm)算法對(duì)JSON數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。仿真實(shí)驗(yàn)表明,與其它壓縮算法相比,本文提出的J-LZMA(JSON Lempel-Ziv-Markov chain-Algorithm)算法具有明顯的優(yōu)勢(shì),能有效提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸效率;3.對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中維管業(yè)務(wù)的資源利用率低、智能化水平差等現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析,提出基于PDCA(Plan Do Check Action)循環(huán)的任務(wù)執(zhí)行策略,并用于維管業(yè)務(wù)建模;設(shè)計(jì)多特征基因編碼的遺傳算法對(duì)協(xié)同任務(wù)做智能化分配,以提高平臺(tái)的信息化水平和勞動(dòng)利用率。設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法性能加以驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法相對(duì)于粒子群算法在收斂性和尋優(yōu)能力上都有顯著的優(yōu)勢(shì);4.在前述研究1、2、3的基礎(chǔ)上,根據(jù)路網(wǎng)營(yíng)運(yùn)和管理的實(shí)際需求開發(fā)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)ISCS平臺(tái)。并對(duì)其核心的組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)與維護(hù)管理系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)闡述。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.44;TN929.5;U29-39
【圖文】：

第 6 章 ISCS 平臺(tái)關(guān)鍵應(yīng)用實(shí)現(xiàn)后在工程下搭建場(chǎng)圖，配置組件屬性，綁定數(shù)據(jù)點(diǎn)，使場(chǎng)圖信息屬于特定的，供運(yùn)行服務(wù)引擎調(diào)用。利用工程管理模塊，可以集中管理系統(tǒng)中的所有工工程下的場(chǎng)圖。工程管理模塊的基礎(chǔ)功能包括新建、查看、保存、部署、編刪除等操作，如圖 6-2 所示。工程創(chuàng)建的步驟如下：

圖 6-3 數(shù)據(jù)管理界面Fig. 6-3 Data Management Interface為實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、智能化的 ISCS 平臺(tái)，組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了警告管理功能。報(bào)警類型主要包括開關(guān)量報(bào)警、開關(guān)量跳變報(bào)警、下限報(bào)警、上限報(bào)警等。警告發(fā)生后，報(bào)警數(shù)據(jù)相關(guān)信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，如報(bào)警的數(shù)據(jù)點(diǎn)名稱、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警級(jí)別等。在警告管理界面，用戶可以根據(jù)時(shí)間范圍報(bào)警級(jí)別和類型篩選數(shù)據(jù)，如圖 6-4 所示。

圖 6-3 數(shù)據(jù)管理界面Fig. 6-3 Data Management Interface為實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、智能化的 ISCS 平臺(tái)，組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了警告管理功能。報(bào)警類型主要包括開關(guān)量報(bào)警、開關(guān)量跳變報(bào)警、下限報(bào)警、上限報(bào)警等。警告發(fā)生后，報(bào)警數(shù)據(jù)相關(guān)信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，如報(bào)警的數(shù)據(jù)點(diǎn)名稱、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警級(jí)別等。在警告管理界面，用戶可以根據(jù)時(shí)間范圍報(bào)警級(jí)別和類型篩選數(shù)據(jù)，如圖 6-4 所示。

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本文編號(hào)：2804212