一種鐵路設(shè)備性能局部?jī)?yōu)化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鐵路電路控制技術(shù)領(lǐng)域中的產(chǎn)品O
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，鐵路設(shè)備的另一類問(wèn)題是鐵路設(shè)備硬件資源有限。由于受至IJ價(jià)格，硬件體積，功耗等限制，設(shè)備節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力，處理能力都較弱。尤其是一些設(shè)備節(jié)點(diǎn)通常由電池供電，且無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常配置在列車高速運(yùn)行的區(qū)域，因此無(wú)法保證能量的是否穩(wěn)定。并且鐵路網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備節(jié)點(diǎn)地位平等，沒(méi)有嚴(yán)格的中心設(shè)備節(jié)點(diǎn)，爭(zhēng)相發(fā)送信號(hào)，所以如何利用鐵路的相鄰設(shè)備節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作來(lái)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)通信，從而具有很強(qiáng)的協(xié)作性。另外鐵路設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)量多。為得到精確的環(huán)境數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中通常配置大量設(shè)備節(jié)點(diǎn)。因此缺乏在高密度的網(wǎng)絡(luò)還能保證網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性，設(shè)備使用的有效性。另外這種網(wǎng)絡(luò)，列控中心或者司機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢?cè)O(shè)備性能時(shí)，關(guān)心的是數(shù)據(jù)最終可以傳遞到設(shè)備終端，而不需要關(guān)心數(shù)據(jù)被哪些設(shè)備節(jié)點(diǎn)共享。這要求鐵路設(shè)備自主體通過(guò)局部?jī)?yōu)化來(lái)設(shè)計(jì)控制策略，使得所有網(wǎng)絡(luò)中的自主體達(dá)到趨同為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出基于鐵路網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的性能局部?jī)?yōu)化的裝置，使得隨著時(shí)間的變化，所有鐵路設(shè)備自主體的狀態(tài)漸近達(dá)到趨同，即使用的概率基本上是類似的等等?；谝陨蠁?wèn)題，本發(fā)明相較于以往的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了一種有助于鐵路設(shè)備協(xié)同控制的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:1、解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的協(xié)同使用問(wèn)題。2、提高設(shè)備冗余使用的可靠性。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:包括局部消耗優(yōu)化裝置，收發(fā)器，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)，處理器、存儲(chǔ)器、過(guò)濾器、信號(hào)接收器；
[0005]信號(hào)接收器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收各種鐵路設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，并用過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，發(fā)送給處理器進(jìn)行處理后，再存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的各種鐵路設(shè)備性能指標(biāo)，信號(hào)噪聲，通道數(shù)通過(guò)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由收器發(fā)送給局部消耗優(yōu)化裝置，局部消耗優(yōu)化裝置采用的基于局部能量消耗最優(yōu)的規(guī)則，使不同的設(shè)備節(jié)點(diǎn)在不同輪次輪流擔(dān)任收發(fā)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，以均衡列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域內(nèi)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的能量消耗，當(dāng)列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域時(shí)，分為信號(hào)打包和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)階段，信號(hào)打包階段又分為包頭選擇和包成員加入兩個(gè)階段，在包頭選擇階段，首先各設(shè)備節(jié)點(diǎn)以某個(gè)概率成為候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，其次再采用局部競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，各等候的包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送競(jìng)選消息給某個(gè)競(jìng)爭(zhēng)半徑內(nèi)的其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，宣布自己參加競(jìng)選，如果某個(gè)候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)在自己的競(jìng)爭(zhēng)半徑范圍內(nèi)能量最大，那么它就贏得競(jìng)選，則該候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)被選擇為包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)。其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)放棄競(jìng)選，和其他未成為候選包頭的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，一起作為包成員節(jié)點(diǎn)；
[0006]假設(shè)鐵路設(shè)備發(fā)送的信號(hào)包成員節(jié)點(diǎn)發(fā)送I字節(jié)的數(shù)據(jù)包到其包頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗為El，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送I字節(jié)數(shù)據(jù)包到基站所需能量為E2，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)包成員發(fā)送的數(shù)據(jù)包消耗能量E3，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合所需能量為E4，則一個(gè)信號(hào)包能量消耗的總和為:Etotal=El+E2+E3+E4;其中X是與信號(hào)包節(jié)點(diǎn)距離，b是環(huán)形區(qū)域中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，按照C = x*(Etotal)/r進(jìn)行每個(gè)鐵路設(shè)備的信號(hào)消耗問(wèn)題，這樣規(guī)則由列控中心設(shè)置，對(duì)列車各種設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)半徑和局部競(jìng)爭(zhēng)，控制包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)的分布，以消除中包頭分布不可控制和過(guò)于冗余而不能得到使用，防止某些設(shè)備超負(fù)荷使用。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明的體系結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0008]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)同樣功能的產(chǎn)品屬于等同替換和改進(jìn)，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。具體方法如下:
[0009]實(shí)施例1:如圖1所示，在實(shí)際中，對(duì)鐵路設(shè)備的使用的目的是為了達(dá)到自組織功能。首先對(duì)鐵路設(shè)備網(wǎng)絡(luò)不進(jìn)行預(yù)設(shè)，設(shè)備節(jié)點(diǎn)通過(guò)分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的監(jiān)控行為，鐵路設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)開(kāi)機(jī)后快速、自動(dòng)形成一個(gè)獨(dú)立的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信號(hào)接收器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收鐵路設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，用過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，發(fā)送給信號(hào)處理器進(jìn)行處理后，再存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的各種鐵路設(shè)備性能指標(biāo)，信號(hào)噪聲，通道數(shù)通過(guò)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由收器發(fā)送給局部消耗優(yōu)化裝置，局部消耗優(yōu)化裝置采用的基于局部能量消耗最優(yōu)規(guī)則，使不同的設(shè)備節(jié)點(diǎn)在不同輪次輪流擔(dān)任收發(fā)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，以均衡高速列車在通過(guò)時(shí)的區(qū)域內(nèi)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的功率使用，當(dāng)列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域時(shí)，設(shè)備又分為信號(hào)打包和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)階段，信號(hào)打包階段又分為包頭選擇和包成員加入兩個(gè)階段，在包頭選擇階段，首先各設(shè)備節(jié)點(diǎn)以某個(gè)概率成為候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，再采用局部競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，各等候的包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送競(jìng)選消息給某個(gè)競(jìng)爭(zhēng)半徑內(nèi)的其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，宣布自己參加競(jìng)選，如果某個(gè)候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)在自己的競(jìng)爭(zhēng)半徑范圍內(nèi)能量最大，那么它就贏得競(jìng)選，則該候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)被選擇為包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)放棄競(jìng)選，和其他未成為候選包頭的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，一起作為包成員節(jié)點(diǎn);假設(shè)鐵路設(shè)備發(fā)送的信號(hào)包成員節(jié)點(diǎn)發(fā)送I字節(jié)的數(shù)據(jù)包到其包頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗為El，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送I字節(jié)數(shù)據(jù)包到基站所需能量為E2，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)包成員發(fā)送的數(shù)據(jù)包消耗能量E3，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合所需能量為E4，則一個(gè)信號(hào)包能量消耗的總和為:Etotal =E1+E2+E3+E4;其中X是與信號(hào)包節(jié)點(diǎn)距離，b是環(huán)形區(qū)域中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，按照C = x*(Etotal)/r進(jìn)行每個(gè)鐵路設(shè)備的信號(hào)消耗問(wèn)題，列控中心設(shè)置列車各種設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)半徑和局部競(jìng)爭(zhēng)，控制包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)的分布，以消除中包頭分布不可控制和過(guò)于冗余而不能得到使用，防止某些設(shè)備超負(fù)荷使用實(shí)施例2:在實(shí)際的鐵路網(wǎng)絡(luò)中，很多設(shè)備節(jié)點(diǎn)只能同它的鄰居直接通信。如果想和射頻范圍之外的設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則需要通過(guò)中間設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。普通設(shè)備節(jié)點(diǎn)充當(dāng)路.其中，我們可以采用動(dòng)態(tài)拓?fù)?。設(shè)備節(jié)點(diǎn)可能因?yàn)槟芰亢谋M或故障退出網(wǎng)絡(luò)，也可能為增加數(shù)據(jù)精度加入網(wǎng)絡(luò)，或有可能設(shè)備節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)，因此鐵路聯(lián)鎖系統(tǒng)性能優(yōu)化裝置具有動(dòng)態(tài)拓?fù)浣M織功能。并根據(jù)列車的時(shí)速和列控中心的判斷來(lái)判斷鐵路設(shè)備的剩余能量作為基準(zhǔn)判斷是否贏得競(jìng)選，可以使剩余能量最大的候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)當(dāng)選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，均衡了包頭發(fā)射，使不同的設(shè)備節(jié)點(diǎn)在不同輪次輪流擔(dān)任收發(fā)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，以均衡列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域內(nèi)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的能量消耗，當(dāng)列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域時(shí)，分為信號(hào)打包和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)階段，信號(hào)打包階段又分為包頭選擇和包成員加入兩個(gè)階段，在包頭選擇階段，首先各設(shè)備節(jié)點(diǎn)以某個(gè)概率成為候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，其次再采用局部競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，各等候的包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送競(jìng)選消息給某個(gè)競(jìng)爭(zhēng)半徑內(nèi)的其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，宣布自己參加競(jìng)選，如果某個(gè)候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)在自己的競(jìng)爭(zhēng)半徑范圍內(nèi)能量最大，那么它就贏得競(jìng)選，則該候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)被選擇為包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)。其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)放棄競(jìng)選，和其他未成為候選包頭的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，一起作為包成員節(jié)點(diǎn);對(duì)列車各種設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)半徑和局部競(jìng)爭(zhēng)，控制包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)的分布，以消除中包頭分布不可控制和過(guò)于冗余而不能得到使用，防止某些設(shè)備超負(fù)荷使用。
[0010]本發(fā)明的鐵路設(shè)備性能局部?jī)?yōu)化裝置，其有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]應(yīng)用該系統(tǒng)，可以讓人便捷地對(duì)鐵路設(shè)備有著快速的反應(yīng)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，可以有效降低鐵路設(shè)備的復(fù)雜性，提高其可靠性和正確性，而最為重要的是，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明對(duì)各種鐵路設(shè)備進(jìn)行安全分析，顯著提高了鐵路交通運(yùn)輸?shù)陌踩裕行У乇Ｕ狭巳嗣竦纳?cái)產(chǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鐵路設(shè)備性能局部?jī)?yōu)化裝置，其特征在于: 包括局部消耗優(yōu)化裝置，收發(fā)器，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)，處理器、存儲(chǔ)器、過(guò)濾器、信號(hào)接收器；所述信號(hào)接收器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收各種鐵路設(shè)備發(fā)出的射頻信號(hào)，并用過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，發(fā)送給處理器進(jìn)行處理后，再存儲(chǔ)到所述存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的各種鐵路設(shè)備性能指標(biāo)，信號(hào)噪聲，通道數(shù)通過(guò)所述鐵路通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由所述收器發(fā)送給所述局部消耗優(yōu)化裝置，所述局部消耗優(yōu)化裝置采用的基于局部能量消耗最優(yōu)的規(guī)則，使不同的設(shè)備節(jié)點(diǎn)在不同輪次輪流擔(dān)任收發(fā)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，以均衡列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域內(nèi)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的能量消耗，當(dāng)列車通過(guò)時(shí)的區(qū)域時(shí)，分為信號(hào)打包和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)階段，信號(hào)打包階段又分為包頭選擇和包成員加入兩個(gè)階段，在包頭選擇階段，首先各設(shè)備節(jié)點(diǎn)以某個(gè)概率成為候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，其次再采用局部競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則，各等候的包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)送競(jìng)選消息給某個(gè)競(jìng)爭(zhēng)半徑內(nèi)的其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，宣布自己參加競(jìng)選，如果某個(gè)候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)在自己的競(jìng)爭(zhēng)半徑范圍內(nèi)能量最大，那么它就贏得競(jìng)選，則該候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)被選擇為包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)，其他候選包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)放棄競(jìng)選，和其他未成為候選包頭的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，一起作為包成員節(jié)點(diǎn)； 假設(shè)鐵路設(shè)備發(fā)送的信號(hào)包成員節(jié)點(diǎn)發(fā)送I字節(jié)的數(shù)據(jù)包到其包頭節(jié)點(diǎn)的能量消耗為E1，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送I字節(jié)數(shù)據(jù)包到基站所需能量為E2，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)包成員發(fā)送的數(shù)據(jù)包消耗能量E3，信號(hào)包頭節(jié)點(diǎn)對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合所需能量為E4，則一個(gè)信號(hào)包能量消耗的總和為:Etotal=El+E2+E3+E4;其中X是與信號(hào)包節(jié)點(diǎn)距離，b是環(huán)形區(qū)域中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，按照C = x*(Etotal)/r進(jìn)行每個(gè)鐵路設(shè)備的信號(hào)消耗問(wèn)題，這樣規(guī)則由列控中心設(shè)置，對(duì)列車各種設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)半徑和局部競(jìng)爭(zhēng)，控制包頭設(shè)備節(jié)點(diǎn)的分布，以消除中包頭分布不可控制和過(guò)于冗余而不能得到使用，防止某些設(shè)備超負(fù)荷使用。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鐵路設(shè)備性能局部?jī)?yōu)化裝置，包括局部消耗優(yōu)化裝置，收發(fā)器，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)，處理器、存儲(chǔ)器、過(guò)濾器、信號(hào)接收器。通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明對(duì)鐵路設(shè)備性能特征來(lái)優(yōu)化裝置進(jìn)行優(yōu)化使用，顯著提高了鐵路交通運(yùn)輸?shù)陌踩裕行У乇Ｕ狭巳嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全。
【IPC分類】H04W40/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105554836
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510970126
【發(fā)明人】潘小勝
【申請(qǐng)人】潘小勝
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日