基于车联网的“智轨”数据传输方式设计与验证
发布时间：2021-04-18 13:12
智轨快运系统的诞生,将轨道交通的特性融入到城市公共交通中,提出了一种全新的公共交通理念。智轨列车车体摒弃轨道列车的钢轨钢轮结构,采用胶轮承载,通过自主研发的轨迹跟随技术控制智轨列车在虚拟轨道上智能导向,实现智轨列车虚拟轨道寻迹运行。智轨列车专线的建设成本低,建设周期短,经济性好。此外智轨列车的运营场景面向城市公共交通道路,灵活性强。智轨系统的建设成本低,因此不直接采用传统轨道列车系统的列车通信与数据传输方式;智轨列车的行驶道路是城市公路,公共交通流不可避免地会影响到智轨列车的运行。基于智轨列车的特性,论文的研究目的是根据既有网络条件,对智轨的数据传输方式进行研究与验证,设计智轨数据传输过程模型,基于智轨的需求改进与设计适用于智轨的数据传输方式。论文对车联网的数据传输机制进行分析研究,根据既有的QoS标准需求,结合智轨系统的业务需求设计基于智轨的服务质量需求;对既有网络的数据传输机制与数据接收机制进行了研究与改进,结合智轨系统的运营特性,改进并设计基于智轨的数据接收机制。通过OPNET建模工具,构建改进后的数据传输机制过程,利用工具的数据传输仿真功能对改进后的数据接收机制进行仿真,得出仿...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＣＢＴＣ列控系统构成图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ＣＢＴＣ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??
Ｃｏｎｔｒｏｌ）技术，采用双向数字通信，能够实现列车高精度定位，为轨道列车运行??的高效和安全提供保障。ＣＢＴＣ系统可分为地面子系统、车载子系统和通信子系统??三个部分，其结构图如图１－１所示。??Ｉａｔｓ歹ｉｌ＊车自??系统??????ＤＳＵ数据存??储单元??｜ＺＣ区職制?ＣＢＩ计Ｉ麵｜??Ｌ??????ｆ??Ｉ?????ｆｖ＾?＾４备?■轨道??图１－１?ＣＢＴＣ列控系统构成图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ＣＢＴＣ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??地面子系统主要包括地面区域控制器ＺＣ?（Ｚｏｎｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ）、计算机联锁ＣＢＩ??（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｂａｓｅｄ?Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ）、数据存储单元?ＤＳＵ?（Ｄａｔａ?Ｓｔｏｒａｇｅ?Ｕｎｉｔ）和列车自??动监控ＡＴＳ?（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?Ｔｒａｉｎ?Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ）；车载子系统包括列车自动防护ＡＴＰ??（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?Ｔｒａｉｎ?Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?）、列车自动驾驶?ＡＴＯ?（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?Ｔｒａｉｎ?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?）等??车载子系统；通信子系统为地面网络、无线通信网络。ＣＢＴＣ系统的基础是“车地??通信”，车载无线通信单元与轨旁无线通信单元之间能够进行双向通信，轨旁无线??单元能够将无线信号接入有线以太局域网。在一个扩展服务装置内，所有的轨旁??无线单元都有相同的ＩＤ，这使得列车在运行过程中能够无缝地从一个覆盖区切换到??另一个覆盖区域，不会发生任何的网络中断现象。ＣＢＴＣ列控系统的原理逻辑严密，??由多个子系统相互之间紧密配合
Ｉ?Ｉ??图１－３?ＤＳＲＣ标准架构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?ＤＲＳＣ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??ＤＳＲＣ已经有成熟的标准，具有自组网的良好特性，因此可以不依赖网络基础??设施。另一方面由于ＤＳＲＣ使用的是不经过协调的信道接入策略，在确定性时延??需求、容量和可靠性上都有待提高。此外，ＤＳＲＣ还存在离路覆盖等问题。??１．３．２?ＬＴＥ－Ｖ技术标准??ＬＴＥ－Ｖ是以ＬＴＥ蜂窝网络作为Ｖ２Ｘ业务通信载体，可重复使用现有的蜂巢式??基础设施与频谱，因此它的部署相对容易，频谱带宽分配灵活，传输可靠，覆盖??广，并随着发展可以支持未来ＩＴＳ（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ，智能交通系统）??业务。国内积极推进并主导ＬＴＥ－Ｖ２Ｘ发展的是华为、大唐电信与高通。［１７］??ＬＴＥ－Ｖ定义了两种通信方式，一种是集中式（ＬＴＥ－Ｖ－Ｃｅｌｌ）通信方式，一种是??分布式（ＬＴＥ－Ｖ－Ｄｉｒｅｃｔ）通信方式。典型工作场景如图１－４所示。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多信道车联网V2R/V2V数据传输调度算法[J]. 彭鑫,邓清勇,田淑娟,刘昊霖,谢文武,李仁发. 通信学报. 2019(03)
[2]新建城市轨道交通对居民出行影响分析——基于宁波的调查[J]. 杨铭,秦华容,李彬. 物流科技. 2019(01)
[3]北京市城市交通拥堵原因分析及对策研究[J]. 赵璇,王瑞琪. 现代经济信息. 2018(23)
[4]V2X关键技术应用与发展综述[J]. 刘宗巍,匡旭,赵福全. 电讯技术. 2019(01)
[5]智轨列车路口信号配时方法研究[J]. 谭俊桦,肖习雨,张恒,张楠. 计算机时代. 2018(06)
[6]LTE-V2X车联网技术、标准与应用[J]. 陈山枝,胡金玲,时岩,赵丽. 电信科学. 2018(04)
[7]中车株洲所智轨列车正式实现上路运行[J]. 姜杨敏,左鹏. 城市轨道交通. 2017(06)
[8]基于车-车通信的新型CBTC系统分析[J]. 徐纪康. 铁道通信信号. 2014(06)
[9]D2D技术研究现状及发展前景[J]. 焦岩,高月红,杨鸿文,杨大成. 电信工程技术与标准化. 2014(06)
[10]一种复用蜂窝网络下行无线资源的D2D通信干扰抑制方法[J]. 聂高峰,卢博,杨光. 电信网技术. 2012(08)
硕士论文
[1]端到端通信在列控系统中应用的研究[D]. 滕昌敏.北京交通大学 2017
[2]D2D设备发现与通信中的资源分配技术研究[D]. 林秋华.北京邮电大学 2015
[3]基于QoS约束的Web服务动态组合技术研究[D]. 李隆.中国电子科学研究院 2013
[4]安全协议形式化验证方法和安全协议设计研究[D]. 侯峻峰.清华大学 2004
本文编号：3145533
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＣＢＴＣ列控系统构成图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ＣＢＴＣ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??
Ｃｏｎｔｒｏｌ）技术，采用双向数字通信，能够实现列车高精度定位，为轨道列车运行??的高效和安全提供保障。ＣＢＴＣ系统可分为地面子系统、车载子系统和通信子系统??三个部分，其结构图如图１－１所示。??Ｉａｔｓ歹ｉｌ＊车自??系统??????ＤＳＵ数据存??储单元??｜ＺＣ区職制?ＣＢＩ计Ｉ麵｜??Ｌ??????ｆ??Ｉ?????ｆｖ＾?＾４备?■轨道??图１－１?ＣＢＴＣ列控系统构成图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ＣＢＴＣ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??地面子系统主要包括地面区域控制器ＺＣ?（Ｚｏｎｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ）、计算机联锁ＣＢＩ??（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｂａｓｅｄ?Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ）、数据存储单元?ＤＳＵ?（Ｄａｔａ?Ｓｔｏｒａｇｅ?Ｕｎｉｔ）和列车自??动监控ＡＴＳ?（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?Ｔｒａｉｎ?Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ）；车载子系统包括列车自动防护ＡＴＰ??（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?Ｔｒａｉｎ?Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?）、列车自动驾驶?ＡＴＯ?（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?Ｔｒａｉｎ?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?）等??车载子系统；通信子系统为地面网络、无线通信网络。ＣＢＴＣ系统的基础是“车地??通信”，车载无线通信单元与轨旁无线通信单元之间能够进行双向通信，轨旁无线??单元能够将无线信号接入有线以太局域网。在一个扩展服务装置内，所有的轨旁??无线单元都有相同的ＩＤ，这使得列车在运行过程中能够无缝地从一个覆盖区切换到??另一个覆盖区域，不会发生任何的网络中断现象。ＣＢＴＣ列控系统的原理逻辑严密，??由多个子系统相互之间紧密配合
Ｉ?Ｉ??图１－３?ＤＳＲＣ标准架构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?ＤＲＳＣ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??ＤＳＲＣ已经有成熟的标准，具有自组网的良好特性，因此可以不依赖网络基础??设施。另一方面由于ＤＳＲＣ使用的是不经过协调的信道接入策略，在确定性时延??需求、容量和可靠性上都有待提高。此外，ＤＳＲＣ还存在离路覆盖等问题。??１．３．２?ＬＴＥ－Ｖ技术标准??ＬＴＥ－Ｖ是以ＬＴＥ蜂窝网络作为Ｖ２Ｘ业务通信载体，可重复使用现有的蜂巢式??基础设施与频谱，因此它的部署相对容易，频谱带宽分配灵活，传输可靠，覆盖??广，并随着发展可以支持未来ＩＴＳ（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ，智能交通系统）??业务。国内积极推进并主导ＬＴＥ－Ｖ２Ｘ发展的是华为、大唐电信与高通。［１７］??ＬＴＥ－Ｖ定义了两种通信方式，一种是集中式（ＬＴＥ－Ｖ－Ｃｅｌｌ）通信方式，一种是??分布式（ＬＴＥ－Ｖ－Ｄｉｒｅｃｔ）通信方式。典型工作场景如图１－４所示。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多信道车联网V2R/V2V数据传输调度算法[J]. 彭鑫,邓清勇,田淑娟,刘昊霖,谢文武,李仁发. 通信学报. 2019(03)
[2]新建城市轨道交通对居民出行影响分析——基于宁波的调查[J]. 杨铭,秦华容,李彬. 物流科技. 2019(01)
[3]北京市城市交通拥堵原因分析及对策研究[J]. 赵璇,王瑞琪. 现代经济信息. 2018(23)
[4]V2X关键技术应用与发展综述[J]. 刘宗巍,匡旭,赵福全. 电讯技术. 2019(01)
[5]智轨列车路口信号配时方法研究[J]. 谭俊桦,肖习雨,张恒,张楠. 计算机时代. 2018(06)
[6]LTE-V2X车联网技术、标准与应用[J]. 陈山枝,胡金玲,时岩,赵丽. 电信科学. 2018(04)
[7]中车株洲所智轨列车正式实现上路运行[J]. 姜杨敏,左鹏. 城市轨道交通. 2017(06)
[8]基于车-车通信的新型CBTC系统分析[J]. 徐纪康. 铁道通信信号. 2014(06)
[9]D2D技术研究现状及发展前景[J]. 焦岩,高月红,杨鸿文,杨大成. 电信工程技术与标准化. 2014(06)
[10]一种复用蜂窝网络下行无线资源的D2D通信干扰抑制方法[J]. 聂高峰,卢博,杨光. 电信网技术. 2012(08)
硕士论文
[1]端到端通信在列控系统中应用的研究[D]. 滕昌敏.北京交通大学 2017
[2]D2D设备发现与通信中的资源分配技术研究[D]. 林秋华.北京邮电大学 2015
[3]基于QoS约束的Web服务动态组合技术研究[D]. 李隆.中国电子科学研究院 2013
[4]安全协议形式化验证方法和安全协议设计研究[D]. 侯峻峰.清华大学 2004
本文编号：3145533
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