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文檔簡介
1、基于通信的列車控制(CommunicationbasedTrainControl,CBTC)系統(tǒng)通過車-地雙向數(shù)據(jù)通信方式對列車進行控制和監(jiān)督,增強了列車運行的安全,提高了列車的運輸效率,是列車控制系統(tǒng)的一個主要研究方向。基于IEEE802.11標準的無線局域網(wǎng)(WLAN)以其安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟節(jié)約、易于擴展、高移動性等優(yōu)點,成為CBTC系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的車-地通信方式。在目前的城市軌道交通中,采用WLAN承載車-地之間雙向連續(xù)
2、、大容量通信的CBTC系統(tǒng),然而其軌旁無線接入點(AccessPoint,AP)呈現(xiàn)出獨立的網(wǎng)絡(luò)實體,且各自為戰(zhàn),互不相干,缺乏統(tǒng)一管理等特點,隨著列車速度的提高和無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大,無線網(wǎng)絡(luò)的擴展能力、漫游能力就成了提高列車行車安全的瓶頸。
本文首先簡要介紹了基于WLAN的CBTC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),詳細分析了地面主干網(wǎng)絡(luò)、軌旁層網(wǎng)絡(luò)和車載層網(wǎng)絡(luò)的在基于WLAN的CBTC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的作用和特點。分析了無線局域網(wǎng)三種架
3、構(gòu)的特征和應(yīng)用環(huán)境,總結(jié)了基于WLAN的CBTC系統(tǒng)采用自治式架構(gòu)面臨的主要問題和不足。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于無線控制器的CBTC系統(tǒng)架構(gòu),在該架構(gòu)中,軌旁AP由中心層無線控制器統(tǒng)一配置、控制和管理,車-地之間的雙向連續(xù)、大容量的數(shù)據(jù)通信由中心層無線控制器和軌旁AP相互作用下共同完成。
其次,基于無線控制器的CBTC系統(tǒng)架構(gòu),結(jié)合軌旁AP在軌道上分布的特殊性以及無線局域網(wǎng)無線頻率資源分配的特點,設(shè)計出軌旁AP與列車車載
4、無線終端(STA)之間使用無頻率交叉的無線信道,如:1、6、11頻道,提出了一種軌旁AP切換時信道選擇的算法和STA的認證機制。
最后,本文在OPNETModeler網(wǎng)絡(luò)仿真軟件中,通過建立基于無線控制器的CBTC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),創(chuàng)建中心層無線控制器、軌旁AP和STA等節(jié)點模型,設(shè)計了軌旁AP切換算法,仿真實現(xiàn)了軌旁AP切換過程。仿真實驗結(jié)果表明,本文中提出的思想和算法,有效地減少了軌旁AP切換時延,縮短了列車經(jīng)過的盲
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