城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的模擬與測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了軌道交通信息網(wǎng)絡(luò)檢測【技術(shù)領(lǐng)域】的一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的模擬與測試方法。其中，傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括分別安裝在列車的兩個車頭的兩個數(shù)據(jù)中心、若干個復(fù)合節(jié)點；每個復(fù)合節(jié)點包括n個接入節(jié)點；所述復(fù)合節(jié)點之間相互連接；所述復(fù)合節(jié)點和接入節(jié)點安裝在每節(jié)車廂內(nèi)部的機柜內(nèi)；每個接入節(jié)點包括若干傳感器；同時還給出了傳感網(wǎng)參數(shù)的模擬與測試方法。本發(fā)明提出了一種系統(tǒng)完善、功能豐富的列車安全檢測傳感網(wǎng)不同傳輸速率、吞吐量和傳輸時延的模擬仿真技術(shù)和測試技術(shù)，做到了對傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的全面掌握，為優(yōu)化傳輸性能，合理利用資源做鋪墊。
【專利說明】城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的模擬與測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軌道交通信息網(wǎng)絡(luò)檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的模擬與測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軌道交通作為城市大容量公共交通的主要運輸載體之一，保障其安全、高效、可靠運行對整個公共交通網(wǎng)絡(luò)具有極端的重要性和關(guān)鍵性。軌道交通安全監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)在軌道交通列車和車站的運營、管理、維護及安全保障中起著至關(guān)重要的作用，是軌道交通安全的重要保障措施。它通過對軌道列車的關(guān)鍵部件、地面基礎(chǔ)設(shè)施服役狀況、站臺基礎(chǔ)設(shè)施運行情況、乘客的異動情況、車站環(huán)境等進行監(jiān)控，利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全列車設(shè)備狀態(tài)、線上線下基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)、車站安防情況和乘客異動信息的采集和融合處理，獲取列車及車站的安全狀態(tài)信息，并通過大容量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸至軌道交通安全監(jiān)測中心，通過強大的計算處理過程和人性化的人機交互界面顯示，實現(xiàn)軌道交通智能診斷和綜合安全報警。這種安全可靠的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)可以提高軌道交通系統(tǒng)的安全運營能力、快速故障處置能力，可以提高資產(chǎn)保值增值，提高具有預(yù)見性、安全可控性的決策能力。
[0003]然而，雖然目前我國軌道交通已經(jīng)部署了大量的監(jiān)控系統(tǒng)，但是對軌道交通安全監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究是零散的、獨立的，對安全監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)在不同傳輸速率、吞吐量和傳輸時延下的模擬與測試技術(shù)缺少有效、統(tǒng)一的標準和方法，因此，迫切需要發(fā)明一種系統(tǒng)完善、
[0004]功能豐富的列車安全檢測傳感網(wǎng)不同傳輸速率、吞吐量和傳輸時延的模擬仿真技術(shù)和測試技術(shù)，做到對傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的全面掌握，為優(yōu)化傳輸性能，合理利用資源做鋪墊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服【背景技術(shù)】中提到的城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)中，缺少網(wǎng)絡(luò)性能測試方法的問題，本發(fā)明提出了一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的模擬與測試方法。
[0006]一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括分別安裝在列車的兩個車頭的兩個數(shù)據(jù)中心、若干個復(fù)合節(jié)點；每個復(fù)合節(jié)點包括η個接入節(jié)點；所述復(fù)合節(jié)點之間相互連接；所述復(fù)合節(jié)點和接入節(jié)點安裝在每節(jié)車廂內(nèi)部的機柜內(nèi)；每個接入節(jié)點包括若干傳感器。
[0007]所述復(fù)合節(jié)點之間通過超五類非屏蔽雙絞線連接。
[0008]所述傳感器通過有線/無線兩種方式與所對應(yīng)的接入節(jié)點進行連接。
[0009]一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)參數(shù)的模擬與測試方法，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、吞吐量和傳輸時延的模擬與測試方法；其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的模擬與測試方法的具體過程包括:
[0010]城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸速率是指接入節(jié)點與復(fù)合節(jié)點間通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)字信息的速率；
[0011]步驟1:將發(fā)送數(shù)據(jù)測試工具和接收數(shù)據(jù)測試工具分別連接到被測網(wǎng)絡(luò)鏈路始端復(fù)合節(jié)點的以太網(wǎng)端口上；所述發(fā)送數(shù)據(jù)測試工具用于產(chǎn)生流量；所述接收數(shù)據(jù)測試工具用于接收流量；
[0012]步驟2:控制發(fā)送數(shù)據(jù)測試工具，分別在單位時間內(nèi)發(fā)送不同大小的數(shù)據(jù)包或改變單位時間內(nèi)相同大小的數(shù)據(jù)包發(fā)送頻率來實現(xiàn)不同傳輸速率的模擬；
[0013]步驟3:接收數(shù)據(jù)測試工具在被測鏈路末端的復(fù)合節(jié)點接收端口對收到的數(shù)據(jù)流量進行統(tǒng)計，計算城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率；其城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸速率是指接入節(jié)點與復(fù)合節(jié)點間通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)字信息的速率；
[0014]所述網(wǎng)絡(luò)吞吐量的模擬與測試方法的具體過程包括:
[0015]步驟a:將第一測試工具和第二測試工具分別連接到被測網(wǎng)絡(luò)鏈路的兩端復(fù)合節(jié)點的以太網(wǎng)端口上；所述第一測試工具用于產(chǎn)生流量；所述第二測試工具用于接收流量；
[0016]步驟b:第一測試工具向第二測試工具發(fā)送數(shù)據(jù)包；
[0017]步驟c:控制第一測試工具按照設(shè)定的發(fā)送幀速率向城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一定數(shù)據(jù)量大小的數(shù)據(jù)包；
[0018]步驟d:判斷第二測試工具是否收到了第一測試工具發(fā)送的所有的數(shù)據(jù)包；如果第二測試工具正確接收到了所有的數(shù)據(jù)包，則增加第一測試工具設(shè)定的發(fā)送幀速率；否則，減少設(shè)定的發(fā)送幀速率；
[0019]步驟e:重復(fù)步驟c和步驟d，測出在數(shù)據(jù)傳輸未丟包的情況下，城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)處理的最大幀速率；
[0020]步驟f:分別按照不同的幀大小包括:64、128、256、512、1024、1280、1518Byte ;重
復(fù)步驟(b)?(e);從而得到網(wǎng)絡(luò)的吞吐量；
[0021]所述網(wǎng)絡(luò)傳輸時延的模擬與測試方法的具體過程包括:
[0022]網(wǎng)絡(luò)傳輸時延的模擬式通過改變第一測試工具和第二測試工具之間的節(jié)點數(shù)來實現(xiàn)的，通過改變節(jié)點數(shù)可以改變排隊時延和轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送時延從而達到模擬仿真的效果；城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸時延測試需要由兩臺測試工具來完成。具體測試方法如下:
[0023]步驟(I):將測試網(wǎng)絡(luò)處于空載狀態(tài)，同時將第一測試工具和第二測試工具分別連接到城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)被測鏈路兩端的復(fù)合節(jié)點的以太網(wǎng)端口上；第一測試工具產(chǎn)生流量，第二測試工具接收流量；
[0024]步驟(2):控制第一測試工具向第二測試工具按照設(shè)定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)幀，不斷增大每秒數(shù)據(jù)幀的發(fā)送次數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)達到最大吞吐率，從而得到測試網(wǎng)絡(luò)傳輸時延所需的測試幀；
[0025]步驟(3):由測試工具I向城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送設(shè)定的測試幀，在數(shù)據(jù)中貞的發(fā)送和接收時刻都打上相應(yīng)的時間標記Timestamp ；
[0026]步驟(4):計算第一測試工具記錄的發(fā)送時間標記和第二測試工具記錄的接收時間標記之差，得到一次網(wǎng)絡(luò)傳輸時延的測試結(jié)果；
[0027]步驟(5):重復(fù)步驟(2)?(4)20次，所要測的網(wǎng)絡(luò)傳輸時延是對20次測試結(jié)果的平均值；
[0028]步驟(6):從第二測試工具向第一測試工具發(fā)送數(shù)據(jù)包，重復(fù)步驟(2)?(5)，得到雙向往返時延，通過除2計算獲得單向時延。
[0029]本發(fā)明提出了一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、吞吐量和傳輸時延的模擬與測試方法，發(fā)明了一種系統(tǒng)完善、功能豐富的列車安全檢測傳感網(wǎng)不同傳輸速率、吞吐量和傳輸時延的模擬仿真技術(shù)和測試技術(shù)，做到對傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的全面掌握，為優(yōu)化傳輸性能，合理利用資源做鋪墊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本 發(fā)明提供的城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明實施例1提供的A車(車頭)到A車(車頭)接入層測試圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實施例1提供的A車到B車端口測試圖；
[0033]圖4是本發(fā)明實施例1提供的跨車廂端口測試圖；
[0034]圖5吞吐率測試結(jié)果圖；
[0035]圖6傳輸時延測試結(jié)果圖；
[0036]其中，1-第一測試工具；2_第二測試工具；3_數(shù)據(jù)中心。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0038]圖1是本發(fā)明提供的城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，所述傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括分別安裝在列車的兩個車頭的兩個數(shù)據(jù)中心、若干個復(fù)合節(jié)點；每個復(fù)合節(jié)點包括η個接入節(jié)點；所述復(fù)合節(jié)點之間通過超五類屏蔽雙絞線；所述復(fù)合節(jié)點和接入節(jié)點安裝在每節(jié)車廂內(nèi)部的機柜內(nèi)；每個接入節(jié)點包括若干傳感器；傳感器通過有線/無線兩種方式與所對應(yīng)的接入節(jié)點進行連接。
[0039]實施例1
[0040]1、A車(車頭)到A車(車頭)接入層測試:
[0041]1.第一測工具試接到A車(左)交換機的一個接入節(jié)點端口上；
[0042]2.第二測試工具接到A車(右)交換機的另一個接入節(jié)點端口上；
[0043]3.記錄測試儀連接的標簽號；
[0044]4.進行
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括分別安裝在列車的兩個車頭的兩個數(shù)據(jù)中心、若干個復(fù)合節(jié)點；每個復(fù)合節(jié)點包括η個接入節(jié)點；所述復(fù)合節(jié)點之間相互連接；所述復(fù)合節(jié)點和接入節(jié)點安裝在每節(jié)車廂內(nèi)部的機柜內(nèi)；每個接入節(jié)點包括若干傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述復(fù)合節(jié)點之間通過超五類非屏蔽雙絞線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傳感器通過有線/無線兩種方式與所對應(yīng)的接入節(jié)點進行連接。
4.一種城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)參數(shù)的模擬與測試方法，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、吞吐量和傳輸時延的模擬與測試方法；其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的模擬與測試方法的具體過程包括: 步驟1:將發(fā)送數(shù)據(jù)測試工具和接收數(shù)據(jù)測試工具分別連接到被測網(wǎng)絡(luò)鏈路始端復(fù)合節(jié)點的以太網(wǎng)端口上；所述發(fā)送數(shù)據(jù)測試工具用于產(chǎn)生流量；所述接收數(shù)據(jù)測試工具用于接收流量； 步驟2:控制發(fā)送數(shù)據(jù)測試工具，分別在單位時間內(nèi)發(fā)送不同大小的數(shù)據(jù)包或改變單位時間內(nèi)相同大小的數(shù)據(jù)包發(fā)送頻率來實現(xiàn)不同傳輸速率的模擬； 步驟3:接收數(shù)據(jù)測試工具在被測鏈路末端的復(fù)合節(jié)點接收端口對收到的數(shù)據(jù)流量進行統(tǒng)計，計算城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率；其城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸速率是指接入節(jié)點與復(fù)合節(jié)點間通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)字信息的速率； 所述網(wǎng)絡(luò)吞吐量的模擬與測試方法的具體過程包括: 步驟a:將第一測試工具和第二測試工具分別連接到被測網(wǎng)絡(luò)鏈路的兩端復(fù)合節(jié)點的以太網(wǎng)端口上；所述第一測試工具用于產(chǎn)生流量；所述第二測試工具用于接收流量； 步驟b:第一測試工具向第二測試工具發(fā)送數(shù)據(jù)包； 步驟c:控制第一測試工具按照設(shè)定的發(fā)送幀速率向城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一定數(shù)據(jù)量大小的數(shù)據(jù)包； 步驟d:判斷第二測試工具是否收到了第一測試工具發(fā)送的所有的數(shù)據(jù)包；如果第二測試工具正確接收到了所有的數(shù)據(jù)包，則增加第一測試工具設(shè)定的發(fā)送幀速率；否則，減少設(shè)定的發(fā)送幀速率； 步驟e:重復(fù)步驟c和步驟d，測出在數(shù)據(jù)傳輸未丟包的情況下，城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)處理的最大幀速率； 步驟f:分別按照不同的幀大小包括:64、128、256、512、1024、1280、1518Byte ;重復(fù)步驟(b)~(e);從而得到網(wǎng)絡(luò)的吞吐量； 所述網(wǎng)絡(luò)傳輸時延的模擬與測試方法的具體過程包括: 步驟(1):將測試網(wǎng)絡(luò)處于空載狀態(tài)，同時將第一測試工具和第二測試工具分別連接到城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)被測鏈路兩端的復(fù)合節(jié)點的以太網(wǎng)端口上；第一測試工具產(chǎn)生流量，第二測試工具接收流量； 步驟(2):控制第一測試工具向第二測試工具按照設(shè)定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)幀，不斷增大每秒數(shù)據(jù)幀的發(fā)送次數(shù)，使網(wǎng)絡(luò)達到最大吞吐率，從而得到測試網(wǎng)絡(luò)傳輸時延所需的測試幀；步驟(3):由測試工具I向城軌列車安全檢測傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送設(shè)定的測試幀，在數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收時刻都打上相應(yīng)的時間標記Timestamp ； 步驟(4):計算第一測試工具記錄的發(fā)送時間標記和第二測試工具記錄的接收時間標記之差，得到一次網(wǎng)絡(luò)傳輸時延的測試結(jié)果； 步驟(5):重復(fù)步驟(2)~(4) 20次，所要測的網(wǎng)絡(luò)傳輸時延是對20次測試結(jié)果的平均值； 步驟(6):從第二測試工具向第一測試工具發(fā)送數(shù)據(jù)包，重復(fù)步驟(2)~(5)，得到雙向往返時延，通過除2計算獲得·單向時延。
【文檔編號】H04W84/18GK103716193SQ201310752553
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】董宏輝, 賈利民, 田寅, 秦勇, 夏賢鵬, 滕志偉, 馬慧茹 申請人:北京交通大學(xué)