基于DSPN的下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可靠性分析.pdf

1、目前，在城市軌道交通系統(tǒng)中，基于通信的列車控制(Communication Based TrainControi，CBTC)系統(tǒng)己被廣泛應用。然而，傳統(tǒng)的基于車地通信的列控系統(tǒng)在應用過程中出現(xiàn)了子系統(tǒng)間接口過多、通信設備相對繁瑣等問題。作為傳統(tǒng)列控系統(tǒng)的提升，基于車車通信的下一代列控系統(tǒng)具有速度快、單位時間容量大、結構簡單等優(yōu)點。而數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)作為下一代列控系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性對于保障整個系統(tǒng)安全運行具有重要意義。
　　本

2、文主要研究下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的通信機制，搭建系統(tǒng)通信測試平臺，測試系統(tǒng)性能，并建立系統(tǒng)的確定與隨機Petri網(wǎng)(Deterministic and Stochastic Petri Nets，DSPN)模型，通過模型仿真結果分析系統(tǒng)可靠性。雖然基于車車通信的列控系統(tǒng)已在城市軌道交通中實施，但其可靠性還未被深入研究，制約了該系統(tǒng)的應用推廣。本文研究的基于車車通信的下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可靠性對其在城市軌道交通系統(tǒng)中的應用具有一定的借

3、鑒意義。論文的具體研究內容如下:
　　(1)研究了基于車車通信的下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)工作原理，分析車車間的通信機制。基于長期演進(Long Term Evolution-Metro，LTE-M)技術設計實現(xiàn)了下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的通信測試平臺。
　　(2)完成了對下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能測試。結合LTE-M技術特點，修改LTE-M網(wǎng)絡配置，在實驗室內基于LTE-M模擬城市軌道交通無線傳輸環(huán)境，并在該系統(tǒng)中

4、實現(xiàn)車車通信。測試基于LTE-M的下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的傳輸時延、中斷概率、切換成功率等性能參數(shù)，并判別系統(tǒng)各項性能是否滿足下一代列控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的需求。利用MATLAB對測試數(shù)據(jù)擬合得出系統(tǒng)的性能參數(shù)分布。
　　(3)采用DSPN對下一代列控數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進行建模。利用DSPN分別對傳輸重傳、中斷重連、越區(qū)切換及系統(tǒng)中車地通信和車車通信等通信流程進行建模，并從參數(shù)、死鎖情況、狀態(tài)空間和可達性等方面驗證了文中的DSPN模型