隨著智慧交通與智慧城市的發(fā)展,軌道交通數(shù)據采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）朝著分布式趨勢發(fā)展,存在系統(tǒng)采集的子系統(tǒng)數(shù)量增多,通訊規(guī)約多樣化,內部節(jié)點之間的數(shù)據通訊的鏈路錯綜復雜、耦合度高的問題�；谏鲜龅淖兓厔�,本文對軌道交通分布式SCADA系統(tǒng)中的關鍵節(jié)點,通訊前置機（FEP）的數(shù)據采集與數(shù)據轉發(fā)這兩個關鍵模塊進行了研究。主要工作有以下幾點:1.針對SCADA系統(tǒng)采集的子系統(tǒng)數(shù)量多,通訊規(guī)約差異化大的問題,開發(fā)了一個用戶可配置各子系統(tǒng)具體的通訊參數(shù),加載不同的通訊規(guī)約庫,對各子系統(tǒng)數(shù)據進行采集的模塊,并對模塊中的數(shù)據采集線程、規(guī)約處理線程以及電力子系統(tǒng)IEC60870-5-104通訊規(guī)約的設計進行了詳細的論述。2.基于上述數(shù)據采集線程與規(guī)約處理線程解耦的特點,論文研究了采用了CAS-LOCK機制的無鎖環(huán)形隊列算法來進行線程間的同步,然后結合本文場景（單生產者單消費者）,模擬TCP進隊出隊,對完全無鎖、CAS-LOCK、互斥鎖Mutex,這三種方式進行了分析與驗證,性能上CAS-LOCK比互斥鎖Mutex提高了20%,同時也客觀的對該算法存在的問題進行了分析。3.基于分布式FEP之間的數(shù)... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題解決的問題和意義
    1.4 各章概述
第二章 SCADA相關理論與技術綜述
    2.1 SCADA系統(tǒng)概述
    2.2 SCADA數(shù)據采集通訊協(xié)議
        2.2.1 IEC60870-5-104 通訊規(guī)約概述
        2.2.2 ModbusTCP通訊規(guī)約概述
    2.3 實時數(shù)據庫技術
    2.4 數(shù)據分發(fā)技術
    2.5 本章小結
第三章 通訊前置機數(shù)據采集模塊的研究
    3.1 問題的提出
    3.2 問題解決方案
    3.3 數(shù)據采集模塊的設計與實現(xiàn)
        3.3.1 設備通訊線程
        3.3.2 規(guī)約處理線程
    3.4 IEC60870-5-104 協(xié)議通訊組件設計
    3.5 本章小結
第四章 無鎖隊列的研究
    4.1 問題的提出
    4.2 相關工作綜述
        4.2.1 無鎖隊列概述
        4.2.2 悲觀鎖與樂觀鎖概述
    4.3 基于CAS-LOCK的環(huán)形隊列的設計與實現(xiàn)
    4.4 CAS-LOCK機制的測試
        4.4.1 正確性測試
        4.4.2 性能測試
        4.4.3 CPU利用率測試
    4.5 本章小結
第五章 通訊前置機數(shù)據轉發(fā)模塊的研究
    5.1 問題的提出
    5.2 問題解決方案
    5.3 數(shù)據結構的歸納與映射
        5.3.1 外部通訊協(xié)議的數(shù)據歸納
        5.3.2 DDS轉發(fā)數(shù)據結構的定義
    5.4 基于RTI-DDS的轉發(fā)模塊的設計
        5.4.1 DDS數(shù)據轉發(fā)模塊
        5.4.2 基于變位與周期相結合的傳輸算法
        5.4.3 算法的測試場景
    5.5 基于RTI-DDS的轉發(fā)機制的實時性的研究
    5.6 本章小結
第六章 系統(tǒng)測試
    6.1 單FEP的數(shù)據采集測試
        6.1.1 測試環(huán)境
        6.1.2 測試配置
        6.1.3 通訊鏈路的測試
        6.1.4 PSCADA子系統(tǒng)遙信變位傳輸測試
        6.1.5 EMCS子系統(tǒng)AI點的輪詢測試
    6.2 多FEP基于DDS的數(shù)據分發(fā)測試
        6.2.1 測試環(huán)境
        6.2.2 DDS節(jié)點匹配測試
        6.2.3 單發(fā)布單訂閱的不同遙信數(shù)據的分發(fā)測試
        6.2.4 單發(fā)布多訂閱的相同遙信數(shù)量的接收時間間隔測試
    6.3 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 主要工作
    7.2 創(chuàng)新性
    7.3 后續(xù)研究工作
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]城市軌道交通換乘站綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計方案[J]. 趙琛琛,朱曉飛.  城市軌道交通研究. 2015(04)
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碩士論文
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[3]基于龍芯平臺的并行化動態(tài)二進制翻譯中無鎖隊列的研究[D]. 江曉悟.中國科學技術大學 2014
[4]DDS在環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的研究與應用[D]. 權莉.電子科技大學 2012
[5]軌道交通綜合監(jiān)控軟件平臺的研究與設計[D]. 鹿慶.青島大學 2010
[6]EMS前置通訊子系統(tǒng)的設計[D]. 劉春慶.天津大學 2007
[7]綜合監(jiān)控前置機系統(tǒng)組態(tài)軟件的設計[D]. 白鵬.南京理工大學 2006



本文編號：3194297