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基於乙太網的列車通信網路實時調度優化及應用

作者：周潔瓊|責編:張海麗
出版社：化學工業
ISBN：9787122458483

出版日期：2024/10/01
裝幀：平裝
頁數：171

人民幣：RMB 98 元售價：元

內容大鋼

本書致力於研究基於乙太網的列車通信網路的實時性問題，以我國CRH5型動車組為原型，建立基於交換式乙太網的列車通信網路拓撲結構，深入分析了交換機的兩級調度優化演算法，並通過排隊論和網路演演算法詳細計算了列車通信網路的時延構成，為列車的實時周期數據和實時非周期數據傳輸提供了實時傳輸解決方案，對研究基於乙太網的列車通信網路的關鍵技術問題做出了深入闡述。
本書內容具有一定的專業深度，能為研究列車通信網路的讀者解決深層次的專業問題提供參考方案。同時，本書的研究內容具有一定的行業擴展性，目前乙太網技術已廣泛應用於互聯網通信、列車通信和航空航天通信等通信領域，因此本書亦能為通信技術專業方向的多個行業的高校教師、學生、研究人員和設備商等提供技術支持。

作者介紹

周潔瓊|責編:張海麗

1  基於乙太網的列車通信網路實時性概述
  1.1  乙太網在列車通信網路中的應用現狀
  1.2  列車通信網路的實時性需求分析
    1.2.1  列車通信網路的特點
    1.2.2  數據分類與實時性需求
  1.3  乙太網的實時性
    1.3.1  確定性和實時性問題
    1.3.2  實時性評價方法
  1.4  交換式乙太網的實時性研究現狀
    1.4.1  交換式乙太網的特點
    1.4.2  交換式乙太網的實時性問題
    1.4.3  交換式乙太網的實時性研究現狀
  1.5  實時乙太網的研究現狀
    1.5.1  實時乙太網協議
    1.5.2  時間敏感網路
2  基於交換式乙太網的列車通信網路時延分析
  2.1  概述
  2.2  列車通信網路拓撲設計需求
    2.2.1  一般列車網路控制系統的組成
    2.2.2  列車通信網路拓撲設計需求總結
  2.3  列車通信網路拓撲設計
    2.3.1  乙太網交換機的結構和工作原理
    2.3.2  交換式乙太網中數據幀的端到端時延構成
    2.3.3  基於交換式乙太網的列車通信網路拓撲設計
  2.4  列車通信網路及時可靠性分析
    2.4.1  及時可靠性模型
    2.4.2  基於二元決策圖的及時可靠性
    2.4.3  及時可靠性的模擬測試與分析
  2.5  列車通信網路的最大端到端時延分析
    2.5.1  網路演算理論
    2.5.2  FCFS調度方式下的數據幀端到端時延
    2.5.3  實時數據幀的最大端到端時延計算實例
    2.5.4  實時數據幀的最大端到端時延分析
    2.5.5  端到端時延的模擬測試與分析
  2.6  本章小結
3  基於相對時延的終端設備到交換機的優化分配
  3.1  概述
  3.2  終端設備到交換機的分配優化問題描述
    3.2.1  遺傳演算法基礎
    3.2.2  數據流的端到端相對時延
    3.2.3  列車設備到交換機的分配模型
    3.2.4  設備分配約束條件
    3.2.5  基於相對時延的設備分配目標函數
    3.2.6  目標函數的模擬測試與分析
  3.3  基於混合交叉的遺傳演算法
    3.3.1  編碼方式
    3.3.2  適應度函數
    3.3.3  選擇運算元
    3.3.4  混合交叉遺傳演算法設計
  3.4  優化結果測試與分析

    3.4.1  對標準測試函數的優化結果及分析
    3.4.2  對列車設備分配的適應度函數優化結果分析
  3.5  本章小結
4  交換機兩級調度演算法研究
  4.1  概述
  4.2  實時調度演算法研究現狀
    4.2.1  實時調度演算法在控制網路通信中的應用
    4.2.2  優先順序調度方法在交換機調度中的應用
  4.3  交換機兩級調度演算法
    4.3.1  一級調度——優先順序-時間片調度
    4.3.2  二級調度——最小截止期優先
  4.4  採用網路演算計算實時數據幀的最大端到端時延
  4.5  採用排隊論計算數據的平均端到端時延
    4.5.1  交換機數據的G/D/1排隊模型
    4.5.2  G/D/1排隊模型中的交換機排隊時延
    4.5.3  基於G/D/1排隊模型的交換機排隊時延實例計算
  4.6  模擬測試與分析
    4.6.1  模擬配置
    4.6.2  模擬分析
  4.7  本章小結
5  基於FQPSO和SMT理論的實時周期業務調度優化
  5.1  概述
  5.2  周期任務調度優化建模
    5.2.1  時間觸發通信機理
    5.2.2  列車通信網路建模
    5.2.3  任務調度約束條件
    5.2.4  抖動與負載均衡目標
  5.3  模糊控制量子粒子群演算法
    5.3.1  量子粒子群演算法
    5.3.2  收縮-擴張係數與勢阱長度關係
    5.3.3  基於模糊控制的量子粒子群自適應優化演算法
  5.4  基於可調度性排序SMT的時間觸發調度
    5.4.1  可滿足性模塊理論
    5.4.2  周期業務可調度性排序
  5.5  調度表性能評估
    5.5.1  演算法流程
    5.5.2  網路環境
    5.5.3  算例分析
  5.6  本章小結
6  實時非周期業務調度與分析優化方法
  6.1  概述
  6.2  實時非周期數據融合調度模型
    6.2.1  實時非周期數據傳輸特徵
    6.2.2  實時非周期數據融合傳輸機制
    6.2.3  動態平滑加權輪詢-最小截止期優先兩級調度
  6.3  基於隨機網路演算的實時非周期數據時延計算
    6.3.1  隨機網路演算理論
    6.3.2  TCN實時非周期數據到達與服務過程
    6.3.3  TCN實時非周期數據積壓與時延邊界計算
  6.4  基於貝葉斯規則的實時非周期業務時延估計方法

    6.4.1  業務端到端時延測試
    6.4.2  數據幀延誤先驗與后驗概率分佈
    6.4.3  基於目標置信度的端到端數據延誤率估計演算法
  6.5  算例模擬與分析
    6.5.1  隨機網路演算算例分析
    6.5.2  DSRR-EDF調度模擬
    6.5.3  貝葉斯時延測試方法分析
  6.6  本章小結
參考文獻
附錄  專業術語中英文對照

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