本文關(guān)鍵詞：基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PowerLink的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)研究　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：列車(chē)網(wǎng)絡(luò)在地鐵列車(chē)運(yùn)行的過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,關(guān)系著列車(chē)運(yùn)行的安全與乘客出行的舒適度。依據(jù)業(yè)務(wù)的要求,傳統(tǒng)的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)中存在多種網(wǎng)絡(luò),各自發(fā)揮著不可替代的作用,比如列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)、列車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)、列車(chē)廣播服務(wù)系統(tǒng)等,這些獨(dú)立的系統(tǒng)造成網(wǎng)絡(luò)資源嚴(yán)重浪費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜、后期維護(hù)難度大等不利的影響。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟,確保列車(chē)安全、為乘客提供服務(wù)等業(yè)務(wù)往往受到網(wǎng)絡(luò)帶寬限制,難以實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)資源的綜合管理,所以研究適合多業(yè)務(wù)融合的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢(shì)在必行,是下一代地鐵列車(chē)實(shí)現(xiàn)智能化安全運(yùn)行、人性化信息服務(wù)等先進(jìn)性的重要標(biāo)志。實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)憑借通信速率高、兼容性好、實(shí)時(shí)性高、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)勢(shì)成為實(shí)現(xiàn)下一代列車(chē)網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)。本文基于國(guó)家科技支撐項(xiàng)目課題《下一代地鐵列車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研究及樣車(chē)制造項(xiàng)目》中子課題《下一代地鐵列車(chē)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)研究》(項(xiàng)目編號(hào):2015BAG 12B01-08)和IEC 61375系列標(biāo)準(zhǔn),對(duì)實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地鐵列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究。文章分析了實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PowerLink技術(shù)特點(diǎn),并結(jié)合我國(guó)地鐵列車(chē)業(yè)務(wù)的要求,構(gòu)建典型的4M2T列車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),主要工作內(nèi)容如下:(1)深入分析了國(guó)際電工委員會(huì)頒布的IEC 61375-2-5及IEC 61375-3-4標(biāo)準(zhǔn),了解以太網(wǎng)列車(chē)幾種典型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分類(lèi)、性能指標(biāo)以及列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)具有初運(yùn)行、基本管理和服務(wù)質(zhì)量、冗余功能。根據(jù)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)的性能特點(diǎn),研究了工業(yè)以太網(wǎng)在列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。(2)研究實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PowerLink技術(shù)特點(diǎn)、地鐵列車(chē)網(wǎng)絡(luò)方案,包括通信機(jī)制和性能指標(biāo)。重點(diǎn)分析PowerLink實(shí)時(shí)性特征與機(jī)制,提出一種優(yōu)化方案,即采用卡爾曼濾波算法來(lái)解決主從節(jié)點(diǎn)精確同步的問(wèn)題,優(yōu)化輪詢幀的數(shù)量,有效降低地鐵列車(chē)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延,保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、可靠性,這也是本文的創(chuàng)新點(diǎn)。(3)通過(guò)OPNET仿真軟件來(lái)建模分析各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)指標(biāo),結(jié)合列車(chē)實(shí)際運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)最優(yōu)的地鐵列車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并使用二元決策圖來(lái)驗(yàn)證此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可靠性。(4)在OMNeT++網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)上,針對(duì)主從節(jié)點(diǎn)卡爾曼濾波同步算法優(yōu)化方案,進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明同步精確度得到很大的提高;利用PC機(jī)搭建的地鐵列車(chē)仿真環(huán)境,按照(1)中描述的業(yè)務(wù)需求,完成對(duì)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了優(yōu)化后的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PowerLink技術(shù)在時(shí)延和可靠性方面有較大提高。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：U270.382;TP393.11

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本文編號(hào)：1354287