【摘要】：隨著我國(guó)高速鐵路的跨越式發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)擁有了全世界最大規(guī)模以及最高運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)。高速鐵路在大幅度縮短旅客的旅行時(shí)間,對(duì)沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到推進(jìn)作用的同時(shí),高速鐵路安全問(wèn)題也日益突出。為了保障高速鐵路的安全運(yùn)行,提出了利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)對(duì)高速鐵路軌道沿線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,從而保證列車(chē)的安全運(yùn)行。WSN相比其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有低成本,自組織性以及準(zhǔn)確獲取和快速處理數(shù)據(jù)的能力等特點(diǎn)。相比于以往的有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),WSN在應(yīng)用領(lǐng)域與后期維護(hù)成本、穩(wěn)定性等方面都具有很大優(yōu)勢(shì)。本文正是在這一背景下對(duì)高速鐵路沿線的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究。本論文主要針對(duì)線型一維WSN節(jié)點(diǎn)部署展開(kāi)研究,以線型WSN、節(jié)點(diǎn)覆蓋及能量均衡技術(shù)作為理論研究技術(shù),建立了適用于高速鐵路沿線的線型WSN模型,基于此模型,將改進(jìn)后的蟻群路由算法用于WSN節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸,以實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路沿線的有效監(jiān)控。論文主要內(nèi)容和研究成果如下:(1)首先針對(duì)線型WSN節(jié)點(diǎn)優(yōu)化部署和均衡網(wǎng)絡(luò)整體能耗等問(wèn)題展開(kāi)研究。對(duì)現(xiàn)有無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)部署策略主要適用于平面型網(wǎng)絡(luò),并不適用于高速鐵路沿線的環(huán)境與沿線需要的情況,并考慮到現(xiàn)有的線型WSN部署策略由于“能量空洞”所帶來(lái)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)雖然能夠采集到數(shù)據(jù)但是不能進(jìn)一步傳遞給sink節(jié)點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題,論文對(duì)現(xiàn)有的線型WSN節(jié)點(diǎn)部署策略進(jìn)行了改進(jìn)。首先分析了不同組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)能耗特征,提出在軌道兩端使用雙sink節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)聚集組之間均勻部署,在每個(gè)組內(nèi)分配不同數(shù)目的節(jié)點(diǎn)來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)能耗失衡的問(wèn)題。此外,本文提出了線型雙sink節(jié)點(diǎn)的WSN部署策略,通過(guò)在一段軌道兩端部署雙sink節(jié)點(diǎn)并采用非均勻分組的方式部署傳感器節(jié)點(diǎn),滿(mǎn)足了各節(jié)點(diǎn)無(wú)縫覆蓋監(jiān)測(cè)WSN優(yōu)化部署模型。(2)針對(duì)高速鐵路沿線無(wú)線傳輸需求,傳統(tǒng)的蟻群路由算法收斂速度較慢、高速鐵路沿線WSN節(jié)點(diǎn)需要將采集到的數(shù)據(jù)快速傳遞給sink節(jié)點(diǎn),因此論文提出了基于精英策略的相遇蟻群路由算法解決高速鐵路沿線環(huán)境下能耗均衡以及路由快速建立的問(wèn)題。仿真結(jié)果表明,提出的改進(jìn)蟻群路由算法降低了路由建立的速度、提高了算法的運(yùn)行速度、有效地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期。(3)通過(guò)仿真結(jié)果表明,高速鐵路沿線部署策略不論在覆蓋性能還是在網(wǎng)絡(luò)能耗均衡及網(wǎng)絡(luò)生命周期等方面,明顯優(yōu)于其他同類(lèi)線型部署策略,從而保證了WSN服務(wù)于高速鐵路的需要。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【圖文】：

圖 1.1 論文結(jié)構(gòu)框架1章主要介紹了課題的研究背景和意義，與此同時(shí)分析了課題國(guó)內(nèi)外的研的 WSN 部署策略進(jìn)行了總結(jié)，指出了研究線型 WSN 部署策略的目的與過(guò)分析線型 WSN 部署策略，提出了本文策略的總體設(shè)計(jì)思路及論文框架

WSN結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2720052