高速铁路中无线传感器网络的QoS与路由研究

发布时间：2017-04-11 04:12

  本文关键词：高速铁路中无线传感器网络的QoS与路由研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前,高速铁路由于其速度快、污染小、舒适性高和快捷准时等特点,逐渐成为我国铁路运输的主力军,然而其高速性的特点也对列车运营环境的监测提出了更高的要求。最近几年,无线传感器网络良好的环境监测能力和可远程监控等特点,被广泛引用于多个领域。鉴于以上两点,将无线传感器网络应用关于高速铁路中环境的监测是一个有实际意义的话题。针对无线传感器网络的QoS研究,现有的文献大都是针对一般的传感网络,没有结合具体的应用场景,因而不适合直接应用于高速铁路环境中。此外,对于无线传感器网络中路由的研究,已有的研究工作大多从优化单个指标出发来寻找可行最优解,如最大化网络生存期,最短路由路径,能量负载均衡等,这些都没有考虑到指标间的相互制约关系。本文结合高速铁路的环境特点选择能够反映网络性能的QOS指标,并构建适用于高速铁路的QoS评价指标体系。考虑轨道沿线和典型场景中节点部署方式的不同,分别研究了两种场景下的高速铁路中无线传感器网络的路由算法。本文的主要研究工作如下：第一章,介绍将无线传感器网络应用于高速铁路的意义以及相关工作的研究现状。第二章,分析高速铁路中无线传感器网络的节点部署特点和环境监测中对无线传感器节点类型的需求。然后,从网络性能和网络性价比两者结合的角度,选择针对高速铁路环境中无线传感器网络QOS的性能指标,并根据指标间的相互关系构建一个较为完善的指标体系。最后,利用层次分析法给出指标间的量化关系。第三章,基于高速铁路中轨道沿线和典型场景中节点部署方式的不同,分别对这两种场景下的无线传感器网络路由选择问题进行研究。针对轨道沿线,沿轨道部署的节点近似构成一个线型的网络,文中给出线型网络下多种不同的节点部署和路由方法,然后,基于QoS评价指标体系,对给出的几种方法进行综合评价,并给出适合轨道沿线的节点部署和路由方法。针对典型场景,节点部署为无规律区域型的网络,在该网络中考虑同时满足多个指标优化的路由选择问题,将多目标约束构造为一个待优化的目标函数,然后,通过改进的蚁群算法进行求解。最后通过实验仿真说明所给方法的具有良好的网络性能。第四章,对本文的研究工作进行总结,并对后续的研究工作进行展望。
【关键词】：高速铁路 无线传感器网络 QoS指标体系 拓扑和路由 蚁群算法
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U29-39;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 引言12-18
• 1.1 问题的提出及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 本文的研究工作14-15
• 1.4 本文的组织15-18
• 第二章 高速铁路中无线传感器网络的QoS评价指标体系18-30
• 2.1 高速铁路中无线传感器网路描述18-20
• 2.2 QoS指标的选取和指标体系的构建20-25
• 2.2.1 QoS指标的选取20-23
• 2.2.2 QoS指标体系构建23-25
• 2.3 QoS评价指标体系的量化25-28
• 2.3.1 建立成对比较矩阵25-26
• 2.3.2 计算权向量并做一致性检验26-27
• 2.3.3 计算组合权向量27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 基于QoS的高速铁路中无线传感器网络路由30-46
• 3.1 高速铁路轨道沿线无线传感器网络30-38
• 3.1.1 网络模型30-32
• 3.1.2 线型网络下拓扑和路由形态32-33
• 3.1.3 QoS性能评价与实验仿真33-38
• 3.2 高速铁路典型场景中无线传感器网络38-45
• 3.2.1 网络模型38
• 3.2.2 改进的蚁群算法38-43
• 3.2.3 实验仿真及结果分析43-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 工作总结与研究展望46-48
• 4.1 工作总结46
• 4.2 研究展望46-48
• 参考文献48-52
• 攻读学位期间取得的研究成果52-53
• 致谢53-54
• 个人简况及联系方式54-55
• 承诺书55-56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 陈新;张桂香;;Zig Bee技术在隧道施工监测中的应用[J];传感器与微系统;2011年04期

2 何华武;;创新的中国高速铁路技术(上)[J];中国工程科学;2007年09期

3 洪新;吴珂;王波;卢鹏;;基于ZigBee技术的山体滑坡预警系统设计[J];硅谷;2011年01期

4 陈建元;郭汝杰;邵长胜;;智能轨温报警器的研制与应用[J];铁道技术监督;2010年07期

5 史浩山;侯蓉晖;杨少军;;无线传感器网络QoS机制研究[J];信息与控制;2006年02期

6 吴寅;刘文波;李开宇;;铁轨压力状态监测无线传感系统的设计[J];自动化仪表;2012年07期

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本文编号：298281