基于实时动态迟滞的LTE-R切换算法优化研究

现行的的LTE-R切换算法在进行切换时采用固定的切换迟滞,或者对列车速度进行分级,进而调节动态迟滞,只做到了"局部动态",这意味着确定更准确的切换触发点是一个关键问题。首先,为了切换方案的顺利提出,根据实际信道模型对LTE-R网络重叠覆盖区的过渡区段、切换区段的距离作了理论的推导;然后,为了提高高速环境下的切换成功率,优化系统性能,提出基于实时动态迟滞的越区切换优化算法,先利用乒乓切换率和链路失效率等指标得到不同速度下的切换迟滞值,之后利用最小二乘法得到列车速度与切换迟滞的最佳函数匹配。仿真结果表明,相比于现行的切换算法,改进算法具有更高的切换成功率,佐证了所提出的方案比现行方案能更有效地触发切换。     

高速铁路LTE-R改进切换算法的研究

针对高速铁路中LTE-R越区切换对切换时延和切换成功率的严格要求,以3GPP TS 23.401协议中的A3事件判决公式为基础,利用滤波中的测量周期Tm对触发时延进行计算,并结合列车的运行速度,对传统切换算法进行改进。通过对改进算法进行仿真,得到最佳切换参数。最后对两种算法采用相同的基站布置进行仿真比较,得出传统算法在列车运行速度超过205 km/h时,无法满足我国无线通信系统对越区切换成功率99.5%以上的要求,而改进后的算法在速度达到400 km/h时,切换成功率为99.6%,仍满足此要求。     

基于模糊逻辑的LTE-R自适应切换优化算法

越区切换作为LTE-R无线通信系统中高可靠性通信的关键技术,一旦越区切换失败将会给高速铁路的安全运行带来严重的隐患。随着高速列车不断提速,越区切换将更加频繁,如何提高越区切换成功率是亟需解决的关键问题。针对高速铁路LTE-R无线通信系统越区切换算法采用固定迟滞门限,导致切换成功率低的问题,提出了一种基于模糊逻辑的LTER自适应切换优化算法。在越区切换算法中引入模糊逻辑推理机制,利用列车速度、参考信号接收功率和参考信号接收质量来对迟滞门限进行自适应优化。首先,将切换测量选取的列车速度、参考信号接收功率和参考信号接收质量切换指标进行模糊化处理,再根据规则库中设定的规则以及隶属度函数进行模糊推理。然后,在采用模糊推理规则推理后,为了得到相应的越区切换迟滞门限进行去模糊化操作,采用重心法去模糊化,即将隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心作为最终迟滞门限值输出。最后,将推理的结果输出作为优化后的迟滞门限,使用优化的迟滞门限进行列车越区切换执行。同时选取不同因素的组合来对切换优化算法进行对比仿真分析,通过更改RSRP,RSRQ和v模糊变量的不同参数组合,选取RSRP-RSRQ,RSRP-V,RSR...     

基于LSTM动态波束赋形的高速列车越区切换算法

高速列车越区切换参数具有较强的时空相关性,以及无线信号在不同线路地形下具有衰落差异性,这都对高性能的越区切换提出了新的挑战,针对这一问题,设计一种基于长短期记忆网络动态波束赋形的高速列车越区切换算法。提出基于LTE-R中继通信模型的高铁典型运行场景中波束无遮挡传输的基站天线高度设置规律,通过估计发射波束主瓣方向并利用参考信号接收功率序列的时间相关特性,提出eNB重叠区内天线波束增益需求预测模型;同时采用增加波束预留角策略实现联合约束条件下的高速列车越区切换。结合高速铁路典型运行场景(路堑、高架桥)的路径损耗预测模型仿真评估了算法性能。结果表明,所提算法以略微牺牲越区切换时延为代价提高了越区切换成功率,能够有效避免高速列车越区切换引起的通信中断问题。     

基于IGM-BP算法的城轨越区切换研究

针对城市轨道交通列车在越区切换过程中因受到多径效应、同频干扰等因素的影响,引起接收到的参考信号接收功率(RSRP)值波动较大,导致乒乓切换频繁发生的问题,通过结合TD-LTE标准的A3事件,提出一种改进的GM-BP神经网络(IGM-BP)算法.根据车载数据终端(TAU)接收到的t时刻前4组RSRP值,建立灰色模型GM(...     

基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率分析

CTCS-3级列车运行控制系统利用GSM-R网络进行车地间连续、双向的安全信息传输。而GSM-R系统采用硬切换技术,切换时必然会产生短暂的通信中断,这就会影响列车控制类数据传输业务。为保证安全数据传输的可靠性,迫切要求更短的切换时间和更高的切换成功率。对此,建立GSM-R系统越区切换的随机Petri网模型,分析影响越区切换成功率的因素,并利用MATLAB仿真得到列车运行速度、越区切换中断时间以及列车追踪间隔与越区切换成功率的关系;最后说明列车在350 km/h和430 km/h速度下运行时,越区切换成功率是否满足CTCS-3级系统需求标准要求。     

基于通信的列车控制系统越区切换算法研究

无线局域网是城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)系统车地通信的主要方式之一.在考虑轨旁接入点冗余的基础上,提出一种频率组合切换算法,将检测到的频率数目作为列车越区切换的判断依据,利用邻居图使切换时延满足列车服务质量的要求.与传统切换算法相比,该算法实现简单、切换时延小,能够确保车地通信网络可靠快速切换.     

基于SPN的越区切换模型分析

CTCS-3列车运行控制系统是中国列车控制系统(CTCS)的重要组成部分之一,它采用GSM R实现地面一列车间连续、双向的安全信息的无线传输.对于GSM-R而言,移动台的越区切换必然引起通信连接的暂时中断.由于安全数据传输直接影响行车安全,为保证其传输的可靠性,必然要求更短的切换时间和更高的切换成功率.本文研究安全数据通信在越区切换时的传输可靠性,并对越区切换过程进行随机Petri网的建模和分析.给出列车速度与越区切换成功率的关系,以及列车在350km/h的速度下,越区切换时间与越区切换成功率之间的关系.最后,本文将分析结果与CTCS-3需求标准进行了比较,说明其可以满足要求.     

一种应用于高速铁路的GSM—R快速切换算法研究

研究目的:随着我国高速铁路和客运专线建设,GSM-R数字移动通信系统在我国铁路得到迅速发展,同时也带来一些亟待解决的问题.GSM-R的线状覆盖方式,使列车运行过程中越区切换频繁发生,切换性能对系统的服务质量和行车安全有很大的影响,尤其是高速列车对GSM-R系统越区切换提出更加严格的要求.为在高速环境下实现快速可靠切换,针对切换算法进行研究,提出一种快速切换算法,达到缩短切换时延,提高高速环境下跨MSC间越区切换的成功率的目标.研究结论:通过研究提出了一种适用于高速铁路环境下的新型快速切换算法.在理论上对该算法的实现方式和性能进行了分析,并与常规的切换算法在切换时延上进行了比较.结果表明本算法在缩短切换时延上具有一定的优势,特别在跨MSC切换时能减少约64%的时延.采用快速切换算法非常适用于高速环境,通过缩短切换时间,从而提高切换成功率,为移动通信系统提供更高的可靠性和有效性.     

基于GSM-R切换分析的最小基站间距研究

<正>1概述随着武广高速铁路的开通运营,我国运营的高速列车也正式跨入时速350km的高速区间,标志着我国正式跨入高速铁路时代。作为保障高速行车的必要条件,GSM-R铁路专用移动通信系统的合理设计,     

基于故障树分析法的高速铁路钢轨断裂机理分析

依据国际铁路联盟和我国铁路标准中对钢轨伤损的分类,采用静态故障树的分析方法对高速铁路钢轨断裂的类型和原因进行总结和归纳。求出所有最小割集,底事件的重要度排序,据此得出:未及时更换钢轨和检测养护维修不及时为导致断轨的最主要原因;钢轨标记应力集中和轮轨接触应力过大为主要原因;钢轨强度偏低,曲线钢轨未润滑和未调边为重要原因。通过改进现有的钢轨检测、监测手段,提高铁路工人的业务素质,及时对钢轨进行养护维修,预防应力集中和接触应力过大,选取强度适宜的钢轨,对钢轨及时润滑和调边可在一定程度上减少断轨事故的发生。     

基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析

高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析是保证列车安全、高效运行的技术手段之一。抽象出胶济线GSM-R网络结构,利用故障树分析法,根据各个网络节点的可靠度,计算出整个系统的可靠度。胶济线GSM-R网络覆盖采用单网交织冗余覆盖方案,铁路沿线基站设置的比较密集,根据故障树定量分析法,求出顶事件发生概率的近似值,根据某厂家提供的相关产品参数,得到GSM-R网络主要单元节点的可靠度预测值。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化研究

针对铁路纵断面优化问题,基于遗传算法建立铁路纵断面优化模型。研究结论:在初始铁路纵断面方案基础上,基于遗传算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化结果;以变坡点里程及设计高程为优化设计变量,依据对纵断面设计内涵的分析,构建了遗传算法的多目标适应度函数;在种群多样性评价的基础上,确定选择、交叉和变异算子操作概率的自适应调整方法;在纵断面优化理论的研究基础上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了基于遗传算法的纵断面优化程序。     

高铁站房不同时段功能及客流转换体系研究——以京张高铁崇礼支线太子城站为例

随着我国高速铁路的快速发展,高铁车站的设计重要性凸显,高铁在不同时段客流量的变化,对站房规模、候车环境和人们的出行质量具有较大的影响.京张高铁是老京张铁路的替代和延续,具有重要的历史、文化、经济意义,其站房设计因为加入了奥运因素,需要同时满足奥运、非奥运期间的流线和功能,导致站房在不同时段的客流量和客流需求具有较大的变...     

基于KH算法的高速列车ATO控制策略优化研究

针对传统高速列车自动驾驶(ATO)控制策略优化时简化线路参数、列车牵引计算采用单质点模型等问题,将列车通过牵引供电分相区断电惰行纳入运行工况,建立动车组多质点模型。在满足列车运行图固定运行时间条件下,以能耗、准点性、停车准确性及舒适性为指标建立高速列车ATO控制策略优化模型。利用磷虾群(KH)算法对高速列车ATO控制策略进行优化。以兰新高速铁路某区间线路数据为例,仿真测试表明KH算法可以在较少的迭代次数下获得较粒子群算法更优的ATO控制策略,且列车过分相区断电惰行会对优化结果产生影响,验证了所提算法在优化高速列车ATO控制策略中的优越性及将列车过分相区断电惰行纳入运行工况的合理性。     

基于出行时耗的轨道交通功能定位

根据居民全日出行时耗的稳定性特征,提出将平均出行时耗30min作为区分通勤出行和其他出行的时间指标,据此提出基于出行时耗的轨道交通功能定位原则。结合城市轨道、市域铁路、区域铁路及高速铁路的服务特点,提出各层次轨道交通功能定位的要点。针对通勤出行特征明显的城市轨道及市域铁路以及计划出行特征明显的区域铁路及高速铁路,在分析优缺点的基础上提出各层次轨道交通的衔接方式。     

基于捕食搜索策略的粒子群算法求解高铁闭塞分区划分问题

高铁闭塞分区的合理划分可以保证列车的运行安全、提高运输效率和减少投资成本。为了更好地解决这个问题,利用基于捕食搜索策略的粒子群算法求解优化准移动闭塞条件下的闭塞分区划分模型。捕食搜索策略可以平衡粒子的局域搜索和全局搜索,从而避免陷入局部最优,提高算法精度。通过算例仿真,比较基于捕食搜索策略的粒子群算法和标准粒子群算法对模型优化的结果,验证基于捕食搜索策略的粒子算法对模型的求解是有效的,而且得到的解更精确,运算速度更快。