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430

作者：

李亭蓄

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摘要：

铁路是城际交通的主要方式,高速动车组因其搭乘方便,速度快,比较舒适的特点而成为国民出行的首选.近年来我国高铁事业飞速发展,拥有完全自主知识产权的"复兴号"列车代表我国动车组制造技术已达到世界领先水平.随着列车装备制造技术和网络技术的发展,传统TCN网络已不能满足多元化网络服务的需求.自2012年以来,国际电工委员会IEC陆续颁布了基于以太网的列车通信网络新标准.但由于以太网存在可靠性,实时性方面的缺陷,可能会影响列车的实时控制性能,威胁行车安全.因此对以太网列车通信网络的实时性能进行研究和对网络实时性能的改进很有必要,本论文即是对这两点展开深入研究.本论文首先通过对基于列车实时数据协议(TRDP)的列车通信网络框架与网络通信机制的深度理解,从理论上对网络诱导时延产生的原因和影响进行分析和研究.为了获取精确的时延数据,在计算机上开发基于TRDP协议栈的通信性能测试软件作为测量时延的工具.通过测试验证了该软件的有效性,正确性.然后通过搭建列车以太网络测试平台,并根据列车运行的实际工况模拟控制信号和网络负载,利用搭载通信监测软件的计算机和陪测设备测量了网络数据帧的时延.然后测试了不同任务周期,网络负载率下的系统时延数据,依据所得时延数据研究列车以太网通信网络在不同条件下的时延特性,得出减小系统时延的方法.分析数据时发现在网络高负载情况的试验组中,消息数据的时延较大.针对这个问题,对数据在经过网络设备时产生的排队时延展开研究.基于默认优先级调度进行了优化.使用网络演算方法对默认优先级调度,先来先服务,优化优先调度下网络端到端时延上界进行计算,计算结果表明优化优先调度方法的优越性.最后通过试验验证了优化优先级调度方法对列车系统实时性改进的有效性.

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学位级别：

硕士

学位年度：

2019