【技术实现步骤摘要】
一种基于随机网络演算的列车追踪间隔优化方法
[0001]本专利技术涉及列车运行控制
，尤其涉及一种基于随机网络演算的列车追踪间隔优化方法。
技术介绍
[0002]列车运行控制系统是保证列车高效安全运行的核心系统。目前中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)主要包括CTCS
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0到CTCS
‑
4共5个等级，其中CTCS
‑
3级列控系统被广泛应用于中国高速铁路。CTCS
‑
3级列控系统基于车地无线通信系统实现列车与地面设备的双向信息传输。无线闭塞中心通过GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)
‑
R通信网络获取管辖范围内所有列车的运行状态信息，从而计算生成所有列车行车许可。每辆列车根据行车许可计算列车运行防护曲线来保证运行安全。
[0003]现有技术中的一种列控系统的列车行车许可计算方式如图1所示。其中l>附
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【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于随机网络演算的列车追踪间隔优化方法，其特征在于，包括：根据车车通信系统中列车运行控制业务特征，建立列车周期性的随机到达曲线；基于车车通信移动中继架构模型和无线网络的数据服务模型，构建车车通信系统的随机服务曲线；根据所述列车周期性的随机到达曲线和所述车车通信系统的随机服务曲线，分析得到了不同违约概率下、不同列车运行速度下的通信时延上界；根据所述通信时延上界得到车车通信下的列车追踪间隔，构造基于列车目标速度和列车追踪间隔的目标函数，利用所述目标函数控制列车运行，优化所述列车追踪间隔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据车车通信系统中列车运行控制业务特征，建立列车周期性的随机到达曲线，包括：建立列车运行过程中列车运行控制业务的数据到达流曲线和车车通信节点的随机服务曲线；在车车通信模式下，列车通过车车通信链路，与前后车进行数据交互，列车的运行控制业务是一个周期性的业务流，假设列车运行控制业务流α(t)在时刻{t＝Uτ+nτ,n＝0,1,2,3,
…
}产生ω的数据量，U是初始时刻并且满足[0,1]的均匀分布，任务产生的周期为τ，则列车周期性的随机到达曲线表示为如下：α(t)＝[ζ(θ,t)+θ
′
]*t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)(1)其中θ、θ
′
是自由变量，f(x)是业务流的违约概率，即实际产生数据量A(t)与α(t)的差值大于x的概率不超过f(x)，表示为如下：P{sup{A(t)
‑
α(t)}＞x}≤f(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)采用基于漏桶模型的竞争流的随机到达曲线描述其他业务与列车控制业务对通信节点服务资源的竞争关系，表示为如下：α
c
(t)＝r*t+b,f
c
(x)＝a*e
‑
θx
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(6)其中r为竞争流的到达速率，b为竞争流的突发数据量，f(x)为竞争流的违约概率，a和θ是自由变量，t为时间，x为数据量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的基于车车通信移动中继架构模型和无线网络的数据服务模型，构建车车通信系统的随机服务曲线，包括：假设通信节点是服务速率为C(v)的常速率服务器，则通信节点的随机服务曲线β(t)表示为如下：β(t)＝C(v)*t,g(x)＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中g(t)为节点服务的违约概率，t为时间，v是列车的运行速度；车车通信通常采用中继辅助的方式进行信号传输，假设列车间间隔为D
headway
，任意两个通信中继节点的间隔为D
node
，列车间的通信中继数量满足其中表示向上取整数，假设车车通信系统中的某条列车控制业务流经过包含N
node
个通信中继的端到端
链路时，在每个节点{i＝1,2,
…
,N
node
}处都存在来自其他业务的竞争数据流α
c
(t)，根据随机网络演算的剩余服务量定理，中继节点i的随机服务曲线S
i
(t,x)～＜g
i
(x),β
i
(t)＞表示为如下：β
i
(t)＝β(t)
‑
α
c
(t)＝C(v)*t
技术研发人员：董海荣，宋海锋，吴为，宋希颖，马建军，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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