列车网络控制系统的调度与控制协同设计方法

网络控制系统存在调度与控制相互约束的问题,针对CAN作为总线的局部列车网络控制系统,为提高其在调度与控制相互约束下的综合性能,以消息传输时延和丢包率为优化目标,可调度条件和控制系统稳定性为约束,将调度与控制协同设计转化为关于传输周期的多目标约束优化问题,并利用遗传算法求解所述问题,得到优化的传输周期,最后给出了优化实例。结果表明,得到的传输周期可以在约束下使网络性能达到最优,满足列车对消息传输实时可靠的要求。在该列车网络控制系统中,所述调度与控制协同设计方法是可行的。     

电网实时数据服务平台通信网络架构

从数据传输的低时延、可靠性、安全性以及实时数据服务平台的稳定性、可维护性等多方面,分析研究适用于电网实时数据服务平台的传输协议和网络结构,提出一种基于电网实时数据的通信网络架构。该架构可以较好的满足电网实时数据服务平台的业务需求。     

船舶综合电力系统监控网络实时性分析

针对船舶综合电力系统监控系统对数据传输的实时性需求,分析了数据流的特征,并按照实时性强弱进行了分类。对基于CAN和以太网的两层网络结构,在CAN网络使用固定优先级,而在以太网使用严格优先级队列机制确保实时数据的优先传输。为了评估网络的实时性能,基于网络演算理论对传输时延的上界进行分析计算,给出了各数据流的到达曲线和服务曲线,并得出最大时延的计算表达式。以一个典型的船舶电力系统为例验证了该方法的有效性,为构建合理的综合电力系统网络平台提供了理论依据。     

船舶综合电力系统监控网络实时性分析

针对船舶综合电力系统监控系统对数据传输的实时性需求,分析了数据流的特征,并按照实时性强弱进行了分类.对基于CAN和以太网的两层网络结构,在CAN网络使用固定优先级,而在以太网使用严格优先级队列机制确保实时数据的优先传输.为了评估网络的实时性能,基于网络演算理论对传输时延的上界进行分析计算,给出了各数据流的到达曲线和服务曲线,并得出最大时延的计算表达式.以一个典型的船舶电力系统为例验证了该方法的有效性,为构建合理的综合电力系统网络平台提供了理论依据.     

电动汽车大型充换电站通信网络性能评估

电动汽车充换电站的自动化程度与其通信网络的性能密切相关,良好的网络性能是数据得以及时传输从而保障实现自动控制和管理功能的前提。因此大型充换电站通信网络中数据传输的特性以及网络性能值得深入研究。首先,对充换电站通信网络中的各类数据进行了详细的分析和建模;然后,针对网络中数据是否设置优先级的情况,利用OPNET软件进行了仿真并得出了一系列结论。计算结果表明,对各类数据设置不同的优先级有助于重要数据局的及时传输;传输较高码率视频数据的场合对网络带宽的要求更高,有可能需要另建通信网络来专门传输视频数据。     

电力系统过程网络CAN总线实时性仿真与分析

CAN总线在电力系统过程网络取得广泛应用,总线的实时性是衡量网络性能的重要指标。对CAN总线传输时延进行分析,指出影响CAN总线端到端时延的主要因素。根据CAN总线非破坏逐位仲裁的特点,基于OPNET软件使用队列模型对CAN总线数据传输进行建模仿真,以一个电站过程网络为对象,得到了考虑位填充和不同网络速率情况下数据帧的最大时延和网络平均负载流量,验证了模型的正确性。针对CAN总线强制优先级导致低优先级数据传输时延过大的缺点,使用分类动态优先级方法,在保证不同类别数据实时传输的同时,保证同一类别数据传输的公平性,提高网络的利用率。结果表明,该仿真模型基本反映了CAN传输时延特点。     

基于流量整形的舰船电力监控网络实时性优化

为满足基于以太网的舰船电力监控网络中各类数据流的实时性要求,考虑到实现难度和系统成本,应尽量在通信节点采用一般调度机制的前提下,在源节点通过对非实时数据流进行流量整形来优化舰船电力监控网络的实时性.从各类数据流的时延约束出发,反向利用网络演算理论,给出了满足实时性要求的源节点和交换机应采用的调度机制及流量整形参数的确定方法.满足了数据流的实时性要求,且充分利用了网络资源.以某舰船电站供电监控网络为例,探讨了不同时延约束条件下,监控网络中通信节点应采用的调度机制及非实时数据流的整形参数,实现了对舰船电力监控网络实时性的优化.     

基于时间敏感网络的风电场通信网时延特性分析

风电场通信系统由于数据采集范围广、数据类型较多等复杂因素,在依靠传统以太网通信时存在多信息流相互影响、数据传输实时性差等弊端,无法满足实时通信需求。提出了基于时间敏感网络（time-sensitive networking,TSN）的通信网络部署方案。首先,结合风电系统通信网络及数据分析了TSN技术的工作原理;然后根据TSN原理,推导出基于网络演算的端到端传输时延改进计算模型;其次,通过算例分析了门开时长和调度周期等参数对时延指标的影响;最后,对比分析了TSN与传统以太网时延差别。研究结果表明,通过合理配置参数,TSN具有可预测、低时延的特性,可为风电场高效通信网部署及网络资源优化分配提供了理论依据。     

智能变电站全站统一式通信网络研究

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本特征。优良的网络性能对实现智能变电站的高级功能十分重要。文章针对全站统一式的网络报文传输延时进行了分析,并进一步研究了VLAN划分方法和原则,通过VLAN和优先级标记来降低网络负载和信息数字化数据传输延时。最后在OPNET环境下,验证了在故障的极端情况下,VLAN方案划分的合理性和在降低网络时延方面的有效性。     

网络通信模式下电网相量的广域测量与实时传输系统

针对当前电力系统中远方终端/调制解调器(RTU/Modem)模式下远程测量数据传输时延大,误码率高等现象,利用计算机网络通信中的成熟技术,构建了一套实时性非常好的电网相量分布式测量系统.将以太网交换机与异步传输模式(ATM)交换机进行配合使用,通过全光纤通道,并采用TCP/IP协议和MFC Socket手段,克服了在测量子站数目较多情况下的网络数据传输时延不确定的缺点,从算法上消除了网络发生拥塞的各种可能性,较好地解决了"漏斗问题".在工程应用中,该系统实现了1个工频周期内上传1个批次的数据,通信时延小于5 ms.这为将来实现基于全球定位系统(GPS)时钟信号的电网运行状态实时监控提供了条件.     

智能断路器中Modbus/TCP协议的实时性能测试

将Modbus/TCP通信协议应用于低压智能断路器,进行了Modbus/TCP通信协议实时性能的研究,从理论上分析了Modbus/TCP通信网络的链路建立和数据传输时间。通过在实验室利用智能断路器作为从站设备搭建了Modbus/TCP通信网络的实时性测试平台,对Modbus/TCP通信协议进行了实时性测试,根据测试数据详细分析了Modbus/TCP通信协议的通信实时性能,满足智能配电开关设备的通信要求,最终从测试结果分析中验证了在现有低压开关设备中采用Modbus/TCP通信协议的可行性和有效性,对低压配电系统的智能化和信息化的实现具有一定的现实意义。     

基于RTPS的变电站自动化网络通信系统研究

介绍了基于IEC61850的变电站自动化系统的结构，结合IEC61850标准，分析了分布式变电站自动化网络通信系统数据流的特点以及以太网在工业控制领域的实时性和可靠性要求．提出应用实时发布／定购RTPS(Real Time Publish／Subscribe)模型的通信解决方案，并在此基础上研究了变电站自动化系统报文传输确定性和优先级实现的关键技术问题．最后提出了一些值得进一步深入研究的问题。     

配电网分布式控制实时数据的GOOSE over UDP传输方式

分布式控制是智能配电网实现广域保护、控制应用的重要方式,报文的实时性是影响分布式控制性能的关键因素。文中在分析配电网分布式控制应用对通信的要求基础上,对现有的快速报文传输方式进行了比较,提出了基于用户数据报协议(UDP),用通用面向对象变电站事件(GOOSE)机制传输实时报文(GOOSE over UDP)的方案,可实现快速报文在广域网传输。通过试验平台对该方案的传输性能进行了测试,测得配电终端之间传输延时最大不超过10 ms,满足配电网分布式控制应用的需求。     

变电站通信网络实时性能仿真分析

采用动态仿真建模技术对变电站层嵌入式以太网的实时性能进行了详细分析.首先分析了报文端对端传递时延的构成,揭示了报文传输的本质;其次系统地分析了变电站中数据流的分布,根据统计特征建立了各类数据流的数学模型.考虑变电站通信网络数据流的分布特点和信息到达规律,采用动态仿真方法具体研究了变电站层嵌入式以太网的平均时延、最大时延等链路时延指标.最后进一步分析了TCP/IP协议的开销对报文端对端传递时延的影响.     

基于改进WRR算法的智能变电站站内通信队列调度研究

智能变电站中数据通过以太网架构综合信息一体化传输网络进行共享,及时有效的数据交互是确保智能变电站正常运行的重要环节。针对现有的数据优先级调度策略所存在的缺陷,对传统加权轮询算法进行改进,并将其运用于智能变电站综合数据调度中。以220 k V典型智能变电站为例,在OPNET网络仿真软件中建立站内通信模型进行实例仿真。结果表明,紧急情况下,改进后的加权轮询算法可以为高实时性要求报文提供更好的服务。     

变电站过程CAN总线时延特性分析

过程总线替代二次电缆连接是变电站自动化技术未来发展的重要趋势.采用过程总线首先需定量分析信息在网络上传输的端对端时延,判断其能否满足变电站自动化功能对信息传输提出的实时性要求.文中分析了变电站过程总线数据流特征和控制器局域网(CAN)总线网络行为,综合考虑了网络传输时延和端系统处理时延对信息端对端时延的影响,建立了变电站过程CAN总线实时性能分析模型;借鉴实时调度的基本理论和分析方法,提出了任务和信息联合调度的方法,推导出了过程层CAN总线端对端时延的解析表达式,为定量分析系统性能提供了理论依据.     

一种信息传输管理平台的实时性保障方法

信息传输管理平台是虚拟试验系统中的信息交互中枢,它的实时性能影响整个虚拟试验的运行.为了提高信息传输管理平台的实时性,分析了网络通信和本地数据特点,在VxWorks操作系统下采用任务划分和优先级设置、缓冲队列通信模式、信号量与中断服务程序优化等关键技术,在数据处理中应用哈希查找算法等2方面保障实时性.在虚拟试验中的性能...     

EAST极向场电源现场总线多任务实时调度的研究

以太网现场总线广泛应用于工业控制系统中,但以太网CSMA/CD介质访问控制机制使其难以适应高实时性控制过程。针对实时性要求极高的EAST极向场电源控制系统,分析了现场总线网络中存在的实时性问题,设计了一种多任务实时调度策略。采用新的调度策略优化网络后,硬实时任务可以确保在截止期前完成。实验结果表明,网络满足了电源控制系统的高实时性要求。