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文檔簡介
1、隨著高速鐵路的迅猛發(fā)展,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已經(jīng)愈來愈不能滿足高速度高密度運(yùn)營的需求。隨著網(wǎng)絡(luò)安全傳輸?shù)燃夹g(shù)快速發(fā)展,區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各國鐵路系統(tǒng)中。區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站間安全通信采用雙環(huán)冗余網(wǎng),通過CAN(Controller Area Network,控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線進(jìn)行通信,隨著并入?yún)^(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)相鄰站點(diǎn)增多,對安全通信的要求也逐漸增高。因此,需要對整個站間安全通信網(wǎng)的組網(wǎng)方式、通信電路、CAN實(shí)時性以及安全通信協(xié)議進(jìn)
2、行改進(jìn),以滿足現(xiàn)有信息傳輸?shù)陌踩枨蟆?br> 針對區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站間安全通信網(wǎng)組網(wǎng)方式以及不可信傳輸系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行改進(jìn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)通信電路圖并分析可靠性。然后通過改進(jìn)CAN總線靜態(tài)優(yōu)先級機(jī)制提高實(shí)時性,設(shè)計(jì)一個適用于區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全通信協(xié)議,并對協(xié)議的實(shí)時性和安全性進(jìn)行分析。
首先,介紹了區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),對組成系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的功能進(jìn)行介紹,詳細(xì)分析了站間安全通信的通信原理,對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、安全需
3、求、安全措施以及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行一一分析,得出站間安全通信性能關(guān)乎整個系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)。
其次,深入分析了區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的常用的雙環(huán)冗余網(wǎng),采用雙環(huán)冗余雙重系統(tǒng)自愈網(wǎng)以及跳網(wǎng)兩種改進(jìn)方式,在采用雙環(huán)冗余雙重系統(tǒng)自愈網(wǎng)的前提下,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的通信電路硬件圖,采用零件應(yīng)力分析法計(jì)算出所設(shè)計(jì)電路十年的可靠度。
再次,分析區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖CAN總線通信原理,提出消息的排隊(duì)時延受總線仲裁機(jī)制的影響,針對CAN總線靜態(tài)優(yōu)先級機(jī)制采用動態(tài)
4、優(yōu)先級算法對實(shí)時性進(jìn)行改進(jìn),搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,仿真分析了不同負(fù)載下消息的最大時延,對改進(jìn)后的C A N和標(biāo)準(zhǔn)CAN做一個比較,得出了改進(jìn)后的C A N實(shí)時性優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)CAN。
最后,設(shè)計(jì)了一個適用于區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全通信協(xié)議,設(shè)計(jì)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)、協(xié)議幀格式,然后通過OPNET軟件搭建仿真模型,對協(xié)議的實(shí)時性進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,報(bào)文的最大時延與報(bào)文的長度和總線位速率有關(guān),長度越大,時延越大,總線位速率越大,網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率越小,
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