交换式以太网列车通信网络的实时数据调度优化

本文主要探讨了"基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析"这一关键主题，发表于2014年的北京交通大学学报。随着列车通信网络对于数据传输带宽需求的增长，传统的解决方案已无法满足现代列车运行中的实时数据传输需求。针对这一问题，研究者提出了创新性的解决方案，即构建一个以交换式以太网为基础的列车通信网络架构。 在新的网络设计中，重点在于降低列车实时数据的传输时延。为此，研究团队在交换机设计中引入了具有优先级的队列调度策略。这种策略确保实时数据在数据包处理过程中获得更高的优先级，从而减少等待时间和排队时延。G/G/1排队论被应用于理论分析，这是一种广为人知的网络性能模型，用于研究不同类别的数据流（如实时和非实时）在共享资源下的排队行为。 通过严谨的数学计算，研究结果表明，这种优先级队列调度策略显著降低了实时数据在交换机上的平均排队时延，将其降低至70微秒以下。这是对提高网络效率和列车控制性能的重要贡献。进一步的网络仿真研究证实了这一策略的实际效果，显示了在无优先级调度下，实时周期数据的平均排队时延为91微秒，而在引入优先级后，这一数值降低到了61微秒，优化了数据传输的响应速度和可靠性。 本文的研究关键词包括交换式以太网、列车通信网络、优先级队列调度、G/G/1排队论以及网络仿真，这些都是理解本文核心内容的关键术语。这项工作不仅解决了实际应用中的技术难题，也为列车通信网络的优化设计提供了理论依据和技术支持，对于提升列车通信系统的整体性能具有重要意义。