Performance Improved Methods for Communication-Based Train Control Systems With Random Packet Drops
Performance Improved Methods for Communication-Based Train Control Systems With Random Packet Drops
复制标题
具有随机丢包的基于通信的列车控制系统的性能改进方法
DOI：
10.1109/tits.2013.2294719
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发表时间：
2014-01
影响因子：
8.5
通讯作者：
Tang, Tao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bu, Bing;Yu, Fei Richard;Tang, Tao
基于通信的列车控制(CBTC)系统使用无线局域网(WLAN)来传输列车状态和控制命令。由于无线局域网最初不是为高移动性的应用而设计的，随机传输延迟和分组丢弃是不可避免的，这可能会导致列车不必要的牵引、刹车甚至紧急刹车，线路容量的损失和乘客的满意度。本文研究了CBTC系统中随机传输错误和切换引起的丢包问题，分析了随机丢包对CBTC系统稳定性和性能的影响，提出了两种改进CBTC系统性能的新方案。不同于现有的只考虑单个列车，将通信问题和列车控制问题分开研究的工作，我们将系统建模为一个在传输中具有丢包的网络控制系统(NCS)。文中给出了大量的现场试验和仿真结果。结果表明，与现有方案相比，我们提出的方案可以提供更低的能耗、更好的乘坐舒适性和更高的线路容量。
Communication-based train control (CBTC) systems use wireless local area networks (WLANs) to transmit train status and control commands. Since WLANs are not originally designed for applications with high mobility, random transmission delays and packet drops are inevitable, which could result in unnecessary traction, brakes or even emergency brakes of trains, loss of line capacity, and passenger satisfaction. In this paper, we study the packet drops introduced by random transmission errors and handovers in CBTC systems, analyze the impact of random packet drops on the stability and performances of CBTC systems, and propose two novel schemes to improve the performances of CBTC systems. Unlike the existing works that only consider a single train and study the communication issues and train control issues separately, we model the system to control a group of trains as a networked control system (NCS) with packet drops in transmissions. Extensive field test and simulation results are presented. We show that our proposed schemes can provide less energy consumption, better riding comfortability, and higher line capacity compared with the existing scheme.
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DOI：
10.1109/vetecf.2005.1558143
发表时间：
2005-09
期刊：
VTC-2005-Fall. 2005 IEEE 62nd Vehicular Technology Conference, 2005.
影响因子：
--
作者：
M. Aguado;E. Jacob;P. Sáiz;J. Unzilla;M. Higuero;J. Matías
通讯作者：
M. Aguado;E. Jacob;P. Sáiz;J. Unzilla;M. Higuero;J. Matías
影响因子：
10.4
作者：
Jia Tang;Xi Zhang
通讯作者：
Jia Tang;Xi Zhang
DOI：
10.1017/cbo9780511841224
发表时间：
2005-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
A. Goldsmith
通讯作者：
A. Goldsmith
DOI：
--
发表时间：
2004
期刊：
Alcatel Telecommunications Review
影响因子：
--
作者：
W. Rickard;E. Kuun
通讯作者：
W. Rickard;E. Kuun
影响因子：
6.8
作者：
Li Zhu;Fei Yu;B. Ning;T. Tang
通讯作者：
Li Zhu;Fei Yu;B. Ning;T. Tang