高速列车安全检测网络时延建模与优化策略

本文主要探讨了高速列车安全状态检测网络的时延建模问题。在动车组列车中，由于实时性对于确保乘客安全至关重要，因此对以交换式工业以太网和CAN总线为基础的异构网络结构进行了深入研究。这两种通信技术各自有其特点，如以太网提供高速数据传输，而CAN总线则适合于实时控制应用，但它们的传输时延可能对系统性能产生影响。 文章首先介绍了研究背景，指出针对动车组列车对安全状态检测的高实时性需求，研究者对这两种网络架构进行了比较和优化。他们关注的是周期性报文的最大传输时延，这是衡量网络效率的关键指标。通过对交换式工业以太网和CAN总线的特性进行综合分析，特别是它们的报文发送延迟，研究人员构建了一个解析模型来量化这些因素如何影响安全状态检测网络的时延。 模型的核心因素包括CAN节点的数量，因为每个CAN节点都会增加数据传输的时间；Ethernet/CAN网关，作为不同网络之间的桥梁，其存在也会增加一定的时延；以及车厢级交换机的数量，这直接影响数据包在列车内部的传输路径。通过模型，研究者揭示了这些组件对整体网络时延的影响规律。 接着，文章详细讨论了随着CAN节点、Ethernet/CAN网关和车厢级交换机数量变化时，周期性报文最大传输时延的趋势。这有助于设计者在实际应用中合理配置网络结构，以优化网络性能，确保实时性的关键要求。 最后，该研究的时延建模方法被证明具有普适性，不仅适用于动车组列车的安全状态检测，还能够扩展到其他轨道交通列车中，为其他相似系统的实时性评估和优化提供了重要的理论支持。因此，本文的贡献在于提供了一种有效的方法，帮助工程师们理解和控制轨道交通网络的时延，以提升整体系统的可靠性和效率。