轨道交通系统状态监测专用无线传感网资源优化配置方法研究

发布时间：2024-04-18 02:16

　　我国轨道交通系统的建设和运营已经进入高速发展阶段,列车运行速度和运营里程的快速提升,给轨道交通系统运行的安全性和可靠性带来了更大的挑战。因此,需要对列车、基础设施及其运行环境的服役状态进行实时监测,并对系统运行态势做出精准预测,为系统安全运行提供数据和技术支撑。我国轨道交通系统运行环境复杂,有线监测系统建设成本高、运维难度大,而且在边远地区或环境恶劣的运行区域内难以实现全覆盖。因此,本文提出了轨道交通系统服役状态监测的无线传感网解决方案,并对无线传感网全生命周期功能保持最关键的能量管理和带宽资源管理问题进行了深入的研究。无线传感网节点的能量资源是保证系统生命周期的基础,而带宽资源是保证监测信息传输能力的前提,无线传感网中感知和通信节点的能量及带宽资源有限的特性将严重制约专用无线传感网工作的持续性及其信息传输的可靠性。基于这一实践需求,本文提出了无线传感网能量和带宽资源优化配置模型,提升了专用无线传感网的能量和带宽资源的使用效率,进而保持了系统的工作能力并增强了信息传输的可靠性,确保最大程度地发挥专用无线监测网的综合效能。针对轨道交通状态监测应用的专用无线传感网,目前国际上的研究刚刚起步...

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１中国电气化铁路时速发展历程??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｐｅｅｄ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｒａｉｌｗａｙ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??

成铁路网的基本建设［１，２］。从运行速度来讲，我国铁路实现了?６次大提速，从２００２??年自主研发的“中华之星”创造的３２１．５公里／小时的最高时速提升到２０１７年“复兴??号”最高时速可达４００公里／小时［３，４］（图１－１?）。??中国列车时速发展历程（单位：Ｋｍ／ｈ）??４....

图２－２无线传感网结构图??

随着微电子技术及其通信技术的进步，低功耗多功能传感器在技术??创新和应用方面得到迅速发展，这些无线传感器节点具备近距离无线通信的功能。??如图２－２所示，基本的无线传感网由以下几部分组成，１）无线传感器节点：部署??在监测区域负责信息感知、数据处理及无线传输；２）无线通信设备：负....

图２－４轨道交通无线监测网子网结构??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒａｉｌｗａｙ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｓｕｂ－ｎｅｔｗｏｒｋ??

用于轨道交通系统状态的诊断及预测。??２．３．３专用无线传感网子网结构及路由协议??如图２－４所示，轨道交通状态监测专用无线传感网每个子监测区域内子网通信??结构是由若干个传感器节点和１个汇聚节点组成。传感器节点一方面负责感知基??础设施及运行环境的服役状态信息；另一方面负责将感....

图２－５轨道交通无线监测网骨干网结构??Ｆｉｇ．２－５?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒａｉｌｗａｙ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｂａｃｋｂｏｎｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ??

网的生命周期。??２．３．４专用无线传感网骨干网结构及路由协议??如图２－５所示，轨道交通状态监测专用无线传感网骨千网通信结构是由若干个??汇聚节点及１个基站组成，各汇聚节点和基站沿轨道线性排列，汇聚节点负责将??从子监测区域内收集的信息发送到基站。由于在专用无线传感网中，各汇聚....

本文编号：3957272