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申请/专利权人：北京交通大学

摘要：本发明提供了一种基于随机网络演算的列车追踪间隔优化方法。该方法包括：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；根据通信时延上界得到车车通信下的列车追踪间隔，基于列车目标速度和列车追踪间隔建立目标函数，根据目标函数实现列车追踪间隔的调整。本发明方法可以通过设置违约概率来保证运行安全，可以求解得到不同运行速度下的通信时延，从而优化列车间追踪间隔，进而提高运行效率。

主权项：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；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αt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：αt＝[ζθ,t+θ′]*t1 其中θ、θ′是自由变量，fx是业务流的违约概率，即实际产生数据量At与αt的差值大于x的概率不超过fx，表示为如下：P{sup{At-αt}x}≤fx4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：αct＝r*t+b,fcx＝a*e-θx6其中r为竞争流的到达速率，b为竞争流的突发数据量，fx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；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Cv的常速率服务器，则通信节点的随机服务曲线βt表示为如下：βt＝Cv*t,gx＝05其中gt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Dheadway，任意两个通信中继节点的间隔为Dnode，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Nnode个通信中继的端到端链路时，在每个节点{i＝1,2,…,Nnode}处都存在来自其他业务的竞争数据流αct，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Sit,x～gix,βit表示为如下：βit＝βt-αct＝Cv*t-r*t-b7 其中为最小加卷积运算；对于多节点的车车通信系统，将实时控制业务流经过所有节点服务进行加合，根据串联服务定理得到车车通信链路中，对于业务流αt提供的随机服务曲线Snett,x～gnetx,βnett表示为如下： 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。

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