隨著我國高速鐵路和高速列車的快速發(fā)展,列車通信網(wǎng)絡的自主研發(fā)與設計在高速鐵路的研究中變得越來越重要。作為列車內(nèi)部控制命令和狀態(tài)信息的傳輸通道,列車通信網(wǎng)絡正常工作與否對列車的運行起著關(guān)鍵作用。因此,對列車控制網(wǎng)絡的仿真研究在促進我國高速鐵路的發(fā)展方面起著至關(guān)重要的作用。高速列車是一個典型的復雜產(chǎn)品,其功能復雜、結(jié)構(gòu)復雜,涉及多個領(lǐng)域多個學科,單一的仿真系統(tǒng)已無法滿足涉及多學科的復雜仿真需求,采用協(xié)同仿真技術(shù)對高速列車進行仿真研究成為一種必然趨勢。本文來自于國家級科技支撐計劃項目—“高速列車（Ⅱ型車）牽引傳動和列車網(wǎng)絡系統(tǒng)—網(wǎng)絡系統(tǒng)虛擬仿真”,以項目中開發(fā)的列車通信網(wǎng)絡為后臺運行,研究并實現(xiàn)了一個基于HLA/RTI的協(xié)同仿真接口網(wǎng)關(guān)（簡稱RTI網(wǎng)關(guān)或RTI接口網(wǎng)關(guān)）。該接口網(wǎng)關(guān)使得列車通信網(wǎng)絡仿真平臺作為一個聯(lián)邦成員加入綜合仿真平臺中參與協(xié)同仿真,或者使得綜合仿真平臺中的聯(lián)邦成員作為通信網(wǎng)絡仿真平臺中的一個模塊,實現(xiàn)綜合仿真平臺中的聯(lián)邦成員（如：司機控制臺系統(tǒng)、牽引傳動系統(tǒng)）之間通過列車通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。本文的研究成果有助于實現(xiàn)對列車通信網(wǎng)絡的自主研發(fā)。本文首先分析了協(xié)同仿真平臺的組成結(jié)構(gòu),討論了基于HLA/RTI的協(xié)同仿真接口網(wǎng)關(guān)的工作原理,根據(jù)協(xié)同仿真平臺的特點及需求設計了兩種不同的接口網(wǎng)關(guān)方案,分別對Ⅰ型接口網(wǎng)關(guān)和Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)進行需求分析和總體設計,然后對各功能模塊進行了詳細設計,說明Ⅰ型及Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)的工作原理及實現(xiàn)過程。

 

【學位授予單位】：西南交通大學四川省211工程院校教育部直屬院校

【學位級別】：碩士

【學位授予年份】：2013

【頁數(shù)】：75 頁

 

文章目錄

摘要

Abstract

第1章 緒論

    1.1 課題的背景與意義

    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

    1.3 論文主要研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)

第2章 CRH2協(xié)同仿真系統(tǒng)接口網(wǎng)關(guān)需求分析與總體設計

    2.1 CRH2列車協(xié)同仿真平臺

        2.1.1 CRH2列車通信網(wǎng)絡基本結(jié)構(gòu)

        2.1.2 CRH2列車綜合仿真平臺體系結(jié)構(gòu)

        2.1.3 CRH2列車通信網(wǎng)絡仿真平臺

    2.2 RTI接口網(wǎng)關(guān)的任務

    2.3 CRH2列車協(xié)同仿真接口網(wǎng)關(guān)需求分析

        2.3.1 功能需求分析

        2.3.2 性能需求分析

    2.4 CRH2列車協(xié)同仿真接口網(wǎng)關(guān)總體設計

        2.4.1 硬件環(huán)境設計

        2.4.2 軟件結(jié)構(gòu)設計

        2.4.3 主要功能模塊設計

    2.5 本章小結(jié)

第3章 協(xié)同仿真接口網(wǎng)關(guān)方案設計

    3.1 基于HLA/RTI的CRH2協(xié)同仿真Ⅰ型接口網(wǎng)關(guān)方案設計

    3.2 基于HLA/RTI的CRH2協(xié)同仿真Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)方案設計

    3.3 Ⅰ型接口網(wǎng)關(guān)和Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)的運行環(huán)境及功能模塊設計

        3.3.1 接口網(wǎng)關(guān)運行環(huán)境

        3.3.2 軟件功能模塊

    3.4 接口網(wǎng)關(guān)方案優(yōu)缺點分析

        3.4.1 Ⅰ型接口網(wǎng)關(guān)方案優(yōu)缺點分析

        3.4.2 Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)方案優(yōu)缺點分析

    3.5 本章小結(jié)

第4章 Ⅰ型接口網(wǎng)關(guān)詳細設計與實現(xiàn)

    4.1 數(shù)據(jù)配置及RTI基本操作模塊

        4.1.1 FED文件

        4.1.2 RTI接口網(wǎng)關(guān)交互信息

        4.1.3 FOM/SOM文件

        4.1.4 RTI的基本操作

        4.1.5 數(shù)據(jù)的初始化

        4.1.6 RTI初始化

    4.2 數(shù)據(jù)更新及反射接收模塊

        4.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

        4.2.2 數(shù)據(jù)的發(fā)布更新

        4.2.3 數(shù)據(jù)的反射接收

    4.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊

        4.3.1 報文格式定義

        4.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

        4.3.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)函數(shù)

    4.4 綜合仿真平臺模擬模塊

        4.4.1 綜合仿真平臺模擬簡介

        4.4.2 綜合仿真平臺工作原理分析

    4.5 網(wǎng)絡生命狀態(tài)維護與對時模塊

        4.5.1 對時報文格式定義

        4.5.2 對時功能的實現(xiàn)

    4.6 難點問題分析與解決

    4.7 本章小結(jié)

第5章 Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)詳細設計與實現(xiàn)

    5.1 Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)原理

        5.1.1 中央裝置代理接口網(wǎng)關(guān)

        5.1.2 終端裝置代理接口網(wǎng)關(guān)

    5.2 Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)工作流程

        5.2.1 中央裝置代理接口網(wǎng)關(guān)

        5.2.2 終端裝置代理接口網(wǎng)關(guān)

        5.2.3 Ⅱ型接口網(wǎng)關(guān)功能設計

        5.2.4 主要功能函數(shù)

    5.3 數(shù)據(jù)及命令管理

        5.3.1 數(shù)據(jù)及命令分析

        5.3.2 各代理接口網(wǎng)關(guān)的SOM開發(fā)

        5.3.3 數(shù)據(jù)過濾

    5.4 接口網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)收發(fā)

        5.4.1 中央裝置代理數(shù)據(jù)收發(fā)

        5.4.2 終端裝置代理數(shù)據(jù)收發(fā)

    5.5 聯(lián)邦成員的互操作性和重用性

        5.5.1 聯(lián)邦成員的互操作性

        5.5.2 聯(lián)邦成員的重用性

    5.6 本章小結(jié)

第6章 系統(tǒng)部署與測試

    6.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

    6.2 系統(tǒng)部署

    6.3 接口網(wǎng)關(guān)軟件部署

    6.4 測試用例設計

    6.5 測試步驟及結(jié)果分析

    6.6 本章小結(jié)

總結(jié)與展望

    1. 總結(jié)

    2. 展望

致謝

參考文獻

在讀期間的科研工作及論文發(fā)表情況

 

 

參考文獻

 

期刊論文

 

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[2]高速列車牽引傳動系統(tǒng)綜合仿真平臺的分析與設計[J]. 馮江華,王堅,李江紅.  鐵道學報. 2012(02)

[3]面向高速動車組列車的協(xié)同仿真平臺[J]. 岳英超,肖田元,范文慧,馬成.  系統(tǒng)仿真學報. 2011(08)

[4]HLA/RTI中時間管理機制及實現(xiàn)[J]. 華偉亮,孫少斌.  系統(tǒng)仿真技術(shù). 2009(03)

[5]基于HLA的防空反導作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)研究[J]. 王愛華,劉仁,郭桂志.  微計算機信息. 2009(16)

[6]基于組件的聯(lián)邦成員生成框架設計與實現(xiàn)[J]. 甘斌,王月平.  系統(tǒng)仿真學報. 2007(11)

[7]世界鐵路動車組的技術(shù)進步、水平和展望(待續(xù))[J]. 喬英忍.  國外鐵道車輛. 2007(02)

[8]一種在分布交互仿真系統(tǒng)中使用Simulink模型的方法[J]. 唐凱,康鳳舉,黃永華.  系統(tǒng)仿真學報. 2007(04)

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[10]基于Agent體系結(jié)構(gòu)的HLA聯(lián)邦成員設計與實現(xiàn)[J]. 王衛(wèi)青,華祖耀.  計算機仿真. 2006(07)