鐵路時(shí)間同步網(wǎng)形式化建模及性能分析.pdf

1、鐵路時(shí)間同步網(wǎng)是鐵路通信網(wǎng)的重要支撐子網(wǎng)，包括地面時(shí)間同步網(wǎng)和列車時(shí)間同步網(wǎng)兩個(gè)部分。時(shí)間同步網(wǎng)為鐵路內(nèi)部各系統(tǒng)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信息，以保障列車運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地故障定位。鐵路時(shí)間同步網(wǎng)還未完全建立，研究其網(wǎng)絡(luò)性能對于完善網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、選擇合理的時(shí)間同步方案及編訂使用規(guī)范具有重要作用。本文以鐵路時(shí)間同步網(wǎng)為研究對象，通過SPN(Stochastic Petri Net,隨機(jī)Petri網(wǎng))及其仿真分析工具TimeNET軟件分別對地面時(shí)

2、間同步網(wǎng)和列車時(shí)間同步網(wǎng)進(jìn)行形式化建模及性能分析。
　　由于鐵路通信系統(tǒng)具有覆蓋面積大、通信線路長等特點(diǎn)，地面時(shí)間同步網(wǎng)采用NTP(Network Time Protocol,網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議)進(jìn)行時(shí)間同步。網(wǎng)絡(luò)通信延時(shí)和故障的隨機(jī)性對協(xié)議的授時(shí)準(zhǔn)確度影響較大，而形式化建模方法 SPN具有較強(qiáng)的描述能力、便于刻畫網(wǎng)絡(luò)時(shí)間的隨機(jī)性，TimeNET是針對SPN性能分析開發(fā)的應(yīng)用軟件，可以對SPN模型結(jié)構(gòu)性質(zhì)等進(jìn)行分析，所以選用SPN和

3、TimeNET軟件相結(jié)合的方法對地面時(shí)間同步網(wǎng)進(jìn)行分析。首先，采用SPN建立地面時(shí)間同步網(wǎng)通信模型，根據(jù)SPN性能分析方法計(jì)算各性能指標(biāo)間的關(guān)系；然后，采用 TimeNET軟件對其鏈路性能指標(biāo)進(jìn)行仿真；最后，對作為網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)授時(shí)源的母鐘設(shè)備進(jìn)行可靠性分析，根據(jù)影響母鐘正常授時(shí)工作的主要故障因素，建立各級母鐘的故障切換模型，對母鐘授時(shí)可靠性進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明：地面時(shí)間同步網(wǎng)性能符合實(shí)際性能需求，并且基準(zhǔn)授時(shí)源具有高可靠性。
　　目

4、前，列車時(shí)間同步網(wǎng)沒有固定的時(shí)間同步方案。對列車時(shí)間同步網(wǎng)進(jìn)行分析時(shí)，首先針對車載信號設(shè)備進(jìn)行時(shí)間同步需求分析，然后根據(jù)設(shè)備的需求、設(shè)備間的通信及時(shí)間基準(zhǔn)源的來源可知兩種理論上可行的列車時(shí)間同步方案，分別是其他車載設(shè)備共享CIR(Cab Integrated Radio communication equipment,機(jī)車綜合無線通信設(shè)備)設(shè)備時(shí)間信息的同步方案和各車載設(shè)備分別采用GPS(Global Positioning Syste