基于自律分散的列车调度指挥系统研究

摘要

随着列车运行速度和密度的提高，列车调度指挥系统(Train Dispatchingand Controlling System，TDCS)成为整个铁路系统能够有序地运行的核心。TDCS由铁道部、铁路局和基层车站三级网络构成，是一个典型的分层分布式系统，作为一个覆盖全国的复杂大型控制系统，它对在线维护、在线扩展和在线测试方面的要求变得越来越严格。
　　 自律分散系统(Autonomous Decentralized Systems，ADS)技术具有较好的在线维护、在线扩展、在线测试等功能。2003年自律分散协议(AutonomousDecentralized Protocol，ADP)成为国际标准化组织的标准(ISO15745-4)，协议的标准化使得利用自律分散技术构建分布式系统成为主流趋势。
　　 参照我国现有的分散自律调度集中系统，利用自律分散技术构建自律分散型TDCS系统，实现信息集中、控制分散，且具有良好在线特性的TDCS系统是本文的主题思路。在系统应用方面，通过对TDCS系统与其它系统交互信息类型分析，划分系统的多播组类型，优化信息的通信。同时，通过分析TDCS系统结构，将整个TDCS系统划分不同级别的数据域和不同的应用模块，建立自律分散型TDCS模型。
　　 本文将综合调度指挥系统(Traffic Management Information System，TMIS)和TDCS按照ADS异构网关模型，实现异构系统扩展。这种扩展方法很好地解决TDCS系统和TMIS之间信息交换问题，同时实现了信息系统和控制系统的隔离，减少了不同信息之间的相互影响。
　　 对于TDCS基层车站终端频繁扩展引起的问题，通过构建虚拟局域网(VLAN)，将TDCS终端的扩展局限在VLAN范围内，减少了对系统的影响程度。利用VLAN提供的防火墙机制及管理程序，达到防止交换网络的过度广播和提高网络性能的目的。
　　 按照自律分散系统多波组的概念将每个VLAN作为局级TDCS系统数据域的一个多播组，可以完成不同类型信息的处理及管理。最后对TDCS系通的网络管理问题，提出解决办法，并通过实验验证了系统的在线扩展特性。调度

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的提出

1.2调度指挥系统的发展历史、研究现状

1.2.1调度指挥系统的发展历史

1.2.2调度指挥系统研究现状

1.3系统研究意义和本论文主要研究内容

1.3.1系统研究意义

1.3.2本文主要研究内容

第2章自律分散系统有关概念和发展情况

2.1自律分散系统的起源和发展

2.1.1自律分散系统的起源

2.1.2自律分散技术的发展

2.2自律分散系统的有关概念

2.2.1自律分散系统的定义

2.2.2自律分散系统的体系结构

2.3自律分散系统的技术

2.3.1在线扩展

2.3.2在线维护

2.3.3在线测试

第3章自律分散型TDCS系统模型

3.1自律分散型TDCS系统分析与设计

3.1.1TDCS的系统构成

3.1.2TDCS扩展分析

3.1.3TDCS系统自身的扩展

3.2T/D 连接分析与设计

3.2.1 T/D系统数据流分析

3.2.2现有T/D互连存在的问题

3.2.3连接原则

3.2.4 ADS系统的网关系统模型

3.2.5T/D连接的实现

3.3自律分散型TDCS构建

3.3.1分散自律CTC系统整体结构

3.3.2自律分散型TDCS系统的模型

第4章自律分散型TDCS系统分析及设计

4.1自律分散型TDCS系统内部分析及数据管理

4.1.1 TDCS数据域和原子节点划分

4.1.2 TDCS系统数据流管理原则

4.2组播组的构建

4.2.1 ADP协议及组播通信

4.2.2各系统消息的类型及组播组划分

4.2.3加入/退出组播过程

4.3.4组播通信相关问题

第5章自律分散型TDCS系统的终端管理

5.1 TDCS系统终端管理技术

5.1.1 TDCS系统终端管理问题

5.1.2不同类型车站终端管理方案

5.1.3终端管理技术-虚拟局域网技术

5.1.4区段终端车站管理设计

5.2 TDCS系统网络安全管理

5.2.1 TDCS的网络管理问题

5.2.2安全管理的目标

5.2.3各终端车站VLAN安全管理实现

5.3 TDCS在线功能

5.3.1在线扩展

5.3.2在线维护

5.3.3在线测试

5.3.4实验

结 论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文