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车地无线数据传输接口协议研究与应用

作　者: 叶晓龙
导　师: 孙斌；金心宇
学　校: 浙江大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 综合检测车车地通信 3G WLAN 传输接口
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 23次
引　用: 0次
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内容摘要

随着中国高速铁路的飞速发展,人们越来越关注列车运行的安全和可靠。而综合检测车是保障列车运行安全的最有效、最重要的工具,它集成了对轮轨、轨道、接触网、通信、信号等多个子系统的检测,负责列车运行相关基础系统中200多个技术参数的测量。若地面系统能够实时获得这些测试的结果,就能够实现列车的实时监测以及远程故障诊断,为列车调度决策提供更好的实际数据支撑,避免列车事故的发生。然而由于其检测业务类型复杂,而且数据量大,现有的车地通信中都无法有效地完成车载业务数据的实时传输,而采用列车靠站时人工打卡传输的方式,造成地面处理中心无法及时发现铁路系统中的安全隐患。对于综合检测车中业务数据的车地传输,本文首先提出了一种结合3G网络和WLAN网络的无线传输方式。3G的引入对系统传输性能有一定的提升,但是受到列车高速运行的影响,大量的突发的紧急业务仍然无法得到有效的传输。因此,本文的目标就是针对于各个业务的传输需求,提出了一种车地数据传输接口协议。通过对各业务数据进行分析、归类、处理,并采用不同的优先级排队策略,来达到对不同业务的传输需求,从而优化了传输系统的服务质量。因而,该传输接口协议是整个车地通信系统中实现业务数据有效传输的核心关键技术。本文首先对3G技术应用于车地通信系统中的可行性进行了分析和论证。同时结合WLAN网络的技术特点,提出了结合3G和WLAN的“线-点式”的车地无线传输方式。由3G网络负责轻量级业务数据的“线式”传输,而由WLAN负责传输重量级业务的“点式”传输。但是通过对网络实际性能的传输测试分析,在高速移动环境中网络的传输带宽依旧是车地系统的瓶颈。为了能够在有限网络带宽下,满足不同业务的传输需求,以及提高系统可靠和高效,本文提出了基于车载业务的数据传输接口设计。该接口协议首先为各业务部门实际数据库的归类转化提出了具体的数据库表结构设计。通过对各业务特点的分析,针对于多种类型业务提出了不同的优先级调整策略,优化了系统的传输性能。在靠站场景中采用0-1整数规划的思想来选择传输任务,在停靠时间有限的情况下能够为系统选择最优的传输任务。同时传输接口融入了压缩处理,进一步提高了系统的传输效率。最后,在实际环境中,对数据传输接口协议进行了实际测试。通过对大量测试结果的统计分析,表明采用了本数据传输接口能够满足不同车载业务的传输需求。证明了本数据传输接口的有效性和必要性。目前,本传输接口已经成功应用于铁道部高速综合检测车中,运行稳定可靠。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-10
目次  10-12
1 绪论  12-18
  1.1 课题研究背景  12-14
  1.2 国内外主要研究现状  14-15
  1.3 论文的研究目的和意义  15-16
  1.4 论文的组织结构  16-18
2 车地通信相关技术和理论  18-30
  2.1 高速移动中的无线信道  18-22
  2.2 目前主要车地无线传输网络  22-24
  2.3 TCP与UDP  24-27
  2.4 排队系统  27-29
  2.5 本章小结  29-30
3 基于3G和WLAN的车地网络平台  30-46
  3.1 高速综合检测列车功能概述  30-32
  3.2 车地无线通信网络平台  32-40
  3.3 3G和WLAN性能实测  40-45
  3.4 本章小结  45-46
4 车地通信系统的传输接口设计  46-71
  4.1 数据传输接口功能  46-47
  4.2 车载业务分析及优先级规划  47-52
  4.3 车载数据库的结构设计  52-56
  4.4 基于车载业务的任务选择策略  56-63
  4.5 数据归档压缩传输与数据封装协议  63-70
  4.6 本章小结  70-71
5 车地通信接口实现及测试  71-85
  5.1 车载传输功能需求  71-72
  5.2 车载传输主要软件模块  72-75
  5.3 系统实际传输测试  75-83
  5.4 本章小结  83-85
6 总结与展望  85-87
  6.1 总结  85
  6.2 展望  85-87
参考文献  87-91
作者简历  91

车地无线数据传输接口协议研究与应用

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