摘要：视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的视频传输控制模型和方法。首先,按照业务与移动通信网络解耦、信令与数据分离、利于功能扩展的原则,设计提出5G-R宽带集群通信MCVideo系统架构。其次,根据5G-R宽带集群通信视频业务需求和MCVideo标准,抽象建立视频传输控制模型,并探讨模型控制流程和性能评估。然后,针对模型在5G-R下应用时的重点问题,通过用户视频传输权限策略、多路视频接收处理策略、多系统视频传输控制、用户身份标识等,给出铁路特色的视频传输控制关键方法。最后,在5G-R实验室条件下搭建全实物平台和设备进行试验验证。研究结果表明:相比于B-TrunC同源视频组呼、会议视频控制、标准3GPP MCVideo等方法,该模型方法在满足铁路运用需求方面具有显著优势。通过全实物平台验证了所提方法的可行性,能够实现铁路集群调度视频传输控制。在性能方面,所提视频传输控制方法在95%情况下时延为65 ms左右。该方法可在合理使用网络带宽的情况下,实现紧密结合铁路需求、更灵活的视频传输控制,极大地满足了铁路集群和调度通信应用要求,提高了指挥和通信效率。

摘要：随着物联网技术和人工智能技术的飞速发展,车辆边缘计算越来越引起学者的关注。车辆如何有效地利用其周边的各种通信、计算和缓存资源,结合边缘计算系统模型将计算任务迁移到离车辆更近的路边单元,已经成为目前车联网研究的热点。由于车辆应用设备计算资源的有限性,车辆用户的任务计算需求无法满足,需要提升车辆周边计算资源的利用率来完成计算任务。本文研究了车辆边缘计算中任务的合作卸载机制,以最小化车辆任务的计算时延。首先,考虑周边停泊车辆以及路边单元的计算资源,设计了由云服务器层、停泊车辆合作集群层和路边单元合作集群层组成的任务合作卸载3层系统架构,通过路边单元合作集群和停泊车辆合作集群的合作卸载,充分利用系统的空闲计算资源,进一步提高了系统的资源利用率。然后,基于k-聚类算法的思想提出了路边单元合作集群划分算法对路边单元进行合作集群的划分,并采用块连续上界最小化的分布式迭代优化方法设计了任务合作卸载算法,对终端车辆用户的任务进行卸载计算。最后,通过将本文算法和其他算法方案进行实验仿真对比,仿真结果表明,本文算法在系统时延和系统吞吐量方面具有更好的性能表现,可以降低23%的系统时延,并且能提升28%的系统吞吐量。

摘要：目前基于以太网的列车网络控制系统中的以太网卡普遍采用软件的方式实现通信功能,但在收发列车实时数据协议(TRDP)报文时存在实时性差和不确定性高的问题。文中从报文处理角度详细分析了该缺陷的来源,针对性地提出了一种基于确定时隙调度的列车以太网卡设计,介绍了其硬件和软件设计方案并完成了实现。搭建测试环境进行比对测试,验证了该以太网卡对TRDP通信实时性和确定性的改善。

摘要：为解决车联网动态环境下,计算和通信资源不足时的任务卸载问题,提出一种基于车辆边缘计算的多目标任务卸载算法。搭建车辆边缘计算中的通信模型和计算模型,考虑每个车辆应用的任务时延约束,设计了多目标优化目标函数,联合优化时延和能耗成本;引入交叉变异、非支配排序、拥挤度排序等技术,提出了多目标任务卸载算法。实验表明,相比于其他任务卸载算法,所提算法显著减少了处理任务的时间和能耗。

摘要：为满足智能铁路的发展需要,我国铁路通信正在逐步向5G专网演进,其中,宽带集群通信MC设备是铁路5G典型应用的关键装备。智能铁路的发展对保障关键业务安全可靠提出了更高的要求,MC设备组网技术与集群和调度通信业务可靠性、稳定性密切相关。首先,阐释MC设备的系统架构和互联互通接口,提出MC业务功能需求,为组网技术研究奠定基础;其次,基于铁路5G专网建设规划,提出MC设备总体部署方案,并结合MC系统特点,提出相适应的云部署建议;最后,紧密结合铁路应用需求,通过研究主备、负荷分担、双活等技术,提出一种业务容灾能力更强的MC设备容灾备份方案。研究结果表明,所提出的部署和容灾备份等组网技术,能够为MC设备的工程应用提供指导,以提高系统和业务的可靠性;铁路宽带集群通信MC设备的应用,能够提供多媒体集群通信服务,为智能铁路发展提供有力的通信保障。

摘要：为充分利用铁路通信动态检测数据对GSM-R网络质量进行合理评判,针对CTCS-2、CTCS-3线路对GSM-R网络的运用需求,从越区切换、语音呼叫、话音质量和电路域数据传输等4类检测项目中,选取13项具体测试指标进行量化描述,并基于对应的标准规范和检测数据特征对各项参评指标进行单独评价;然后,使用基于对等共识模型的模糊层次分析法衡定各项指标权重;最终,提出基于动态检测项目和检测问题的GSM-R网络质量综合评价方法及GSM-R网络质量综合评价指数(GQI)。通过选取实际动态检测数据进行GQI计算,探讨检测指标变化对评价结果的影响,分析GSM-R线路不同的网络状态与评价结果的关联关系,研究表明,GQI可对GSM-R网络质量进行整体评价,也可对4类测试项目分别量化评价,为GSM-R网络状态的趋势分析和铁路GSM-R无线网络管理决策提供支持。

摘要：由于新线修建、既有线改造和机车长交路跨局运行等多种因素影响,导致LKJ车载数据需要频繁换装,而目前以人工换装为主的LKJ车载数据换装方式,费时费力,因此,迫切需要研究LKJ车载数据无线换装系统来解决这一问题。LKJ车载数据无线换装系统中以公网传输的方式来实现车载与地面的双向通信,针对公网通信安全性的问题,基于国密加密算法,研究IPSec VPN技术在车地数据无线传输中建立安全加密隧道。通过分析通信双方IKE协商流程,基于IPSec VPN主模式建立车地安全传输通道,并在实验室搭建仿真测试环境。研究结果表明,车地通信以密文的方式传输,验证了车载无线换装模块与地面服务器之间安全传输通道的实现。

摘要：利用车载激光雷达获取铁路沿线环境信息对于保障行车安全具有重要意义。但是激光雷达采集到的点云数据受设备及环境因素影响,会产生大量的噪声干扰,这些噪声严重影响后续的感知和监测任务。为此,本文提出了一种面向铁路场景的大规模点云高效去噪方法。该方法提出了一种新颖的网格投影策略,对大规模铁路点云数据进行高效的降维降采样处理。然后,设计了基于GPU的改进聚类加速算法,快速识别离群的噪声数据。最后综合设计多策略融合方法,有效地去除噪声数据。所提方法充分利用铁路场景前向运动的特点,对点云数据进行基于网格化的时空压缩,同时利用GPU加速聚类算法的矩阵运算,实现了实时高效的铁路场景大规模点云去噪算法。实验结果表明,所提方法不仅能够提高去噪的性能,而且处理效率得到了极大提升。

摘要：目前,LKJ机车主要依靠司机经验进行操纵,存在操纵不合理、晚点、能耗大等问题,针对这一问题,基于分布式的思想,提出一种结合模拟退火的异构粒子群算法,根据线路条件、限速条件等,对LKJ辅助驾驶曲线进行优化。算法以节能、准点为优化目标,首先,根据线路限速信息,利用分布式的思想将列车站间运行区段划分为独立的子区间,对各子区间进行并行优化;其次,通过异构粒子群算法中的学习因子,使算法在执行前期加快全局搜索能力,在算法执行后期加快局部收敛速度;然后,为防止算法过早陷入局部最优,利用模拟退火算法的Metropolis准则,使算法在执行过程中能够跳出局部最优解,从而进一步提升全局搜索能力;最后,以京广线部分区段的实际线路数据对算法进行仿真验证。仿真结果表明:在区间运行时间和限速条件的约束下,本文提出的SA-HPSO算法在迭代至76代时收敛至最佳适应度,该算法具有较强的全局搜索能力和较快的收敛速度,能够在较少的迭代次数内搜索到各子区间最优工况转换点,从而生成能够指导LKJ辅助驾驶的站间优化曲线,对LKJ辅助驾驶曲线优化具有一定的现实意义。

摘要：针对目前在钻爆法铁路隧道装配化建造领域缺少对概念、体系架构、关键技术等方面系统归纳总结的现状,开展针对性阐述与归纳总结。首先,阐述钻爆法隧道预制装配式建造方案;然后,针对钻爆法铁路隧道预制装配化建造整体技术体系,详细阐述钻爆法装配式隧道在理论研究、设计方法、施工方法和工程管理等方面的核心内容和关键技术;最后,分析装配化建造方式在实现智能建造方面的优越性,给出实现智能建造的技术路径,并提出钻爆法装配式隧道智能建造的愿景。