| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 目录 | 第11-15页 |
| 1 引言 | 第15-37页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第15-17页 |
| 1.2 工业以太网在车载通信中的应用现状 | 第17-20页 |
| 1.3 列车通信网络的实时性需求分析 | 第20-23页 |
| 1.3.1 列车通信网络的特点 | 第21-22页 |
| 1.3.2 数据分类与实时性需求 | 第22-23页 |
| 1.4 以太网的实时性研究现状 | 第23-28页 |
| 1.4.1 确定性和实时性问题 | 第23-28页 |
| 1.4.2 实时性评价方法 | 第28页 |
| 1.5 交换式以太网的实时性研究现状 | 第28-34页 |
| 1.5.1 交换式以太网的特点 | 第29页 |
| 1.5.2 交换式以太网的实时性问题 | 第29-30页 |
| 1.5.3 交换式以太网的实时性研究现状 | 第30-34页 |
| 1.6 论文整体结构与主要内容 | 第34-37页 |
| 2 基于交换式以太网的列车通信网络时延分析 | 第37-67页 |
| 2.1 引言 | 第37-38页 |
| 2.2 列车通信网络拓扑设计需求 | 第38-40页 |
| 2.2.1 一般列车网络控制系统的组成 | 第38-39页 |
| 2.2.2 列车通信网络拓扑设计需求总结 | 第39-40页 |
| 2.3 列车通信网络拓扑设计 | 第40-45页 |
| 2.3.1 以太网交换机的结构和工作原理 | 第40-41页 |
| 2.3.2 交换式以太网中数据帧的端到端时延构成 | 第41-42页 |
| 2.3.3 基于交换式以太网的列车通信网络拓扑设计 | 第42-45页 |
| 2.4 列车通信网络及时可靠性分析 | 第45-53页 |
| 2.4.1 及时可靠性模型 | 第46-47页 |
| 2.4.2 基于二元决策图的及时可靠性 | 第47-50页 |
| 2.4.3 及时可靠性的仿真测试与分析 | 第50-53页 |
| 2.5 列车通信网络的最大端到端时延分析 | 第53-65页 |
| 2.5.1 网络演算理论 | 第53-54页 |
| 2.5.2 FCFS调度方式下的数据帧端到端时延 | 第54-56页 |
| 2.5.3 实时数据帧的最大端到端时延计算实例 | 第56-57页 |
| 2.5.4 实时数据帧的最大端到端时延分析 | 第57-59页 |
| 2.5.5 端到端时延的仿真测试与分析 | 第59-65页 |
| 2.6 本章小结 | 第65-67页 |
| 3 基于相对时延的终端设备到交换机的优化分配 | 第67-83页 |
| 3.1 引言 | 第67页 |
| 3.2 终端设备到交换机的分配优化问题描述 | 第67-75页 |
| 3.2.1 遗传算法基础 | 第68-70页 |
| 3.2.2 数据流的端到端相对时延 | 第70页 |
| 3.2.3 列车设备到交换机的分配模型 | 第70页 |
| 3.2.4 设备分配约束条件 | 第70-71页 |
| 3.2.5 基于相对时延的设备分配目标函数 | 第71-72页 |
| 3.2.6 目标函数的仿真测试与分析 | 第72-75页 |
| 3.3 基于混合交叉的遗传算法 | 第75-77页 |
| 3.3.1 编码方式 | 第75页 |
| 3.3.2 适应度函数 | 第75页 |
| 3.3.3 选择算子 | 第75-76页 |
| 3.3.4 混合交叉遗传算法设计 | 第76-77页 |
| 3.4 优化结果测试与分析 | 第77-82页 |
| 3.4.1 对标准测试函数的优化结果及分析 | 第77-80页 |
| 3.4.2 对列车设备分配的适应度函数优化结果分析 | 第80-82页 |
| 3.5 本章小结 | 第82-83页 |
| 4 交换机两级调度算法研究 | 第83-103页 |
| 4.1 引言 | 第83页 |
| 4.2 实时调度算法研究现状 | 第83-87页 |
| 4.2.1 实时调度算法在控制网络通信中的应用 | 第83-85页 |
| 4.2.2 优先级调度方法在交换机调度中的应用 | 第85-87页 |
| 4.3 交换机两级调度算法 | 第87-91页 |
| 4.3.1 一级调度——优先级-时间片调度 | 第87-89页 |
| 4.3.2 二级调度——最小截止期优先 | 第89-90页 |
| 4.3.3 两级调度实现 | 第90-91页 |
| 4.4 采用网络演算计算实时数据帧的最大端到端时延 | 第91-92页 |
| 4.5 采用排队论计算数据的平均端到端时延 | 第92-97页 |
| 4.5.1 交换机数据的G/D/1排队模型 | 第93-94页 |
| 4.5.2 G/D/1排队模型中的交换机排队时延 | 第94-96页 |
| 4.5.3 基于G/D/1排队模型的交换机排队时延实例计算 | 第96-97页 |
| 4.6 仿真测试与分析 | 第97-100页 |
| 4.6.1 仿真配置 | 第97-98页 |
| 4.6.2 仿真分析 | 第98-100页 |
| 4.7 本章小结 | 第100-103页 |
| 5 基于时分复用的带宽分配策略研究 | 第103-123页 |
| 5.1 引言 | 第103-104页 |
| 5.2 时分复用技术 | 第104-105页 |
| 5.3 基于数据类型的带宽分配策略 | 第105-113页 |
| 5.3.1 带宽分配方式 | 第106-107页 |
| 5.3.2 实时周期数据传输的问题描述 | 第107-108页 |
| 5.3.3 改进型Dijkstra通信调度算法 | 第108-109页 |
| 5.3.4 实例计算 | 第109-111页 |
| 5.3.5 仿真分析 | 第111-113页 |
| 5.4 基于节点的带宽分配策略 | 第113-121页 |
| 5.4.1 RTNET实时以太网协议栈 | 第113-115页 |
| 5.4.2 RTNET测试环境 | 第115-117页 |
| 5.4.3 组网实验RTT测试与分析 | 第117-121页 |
| 5.5 本章小结 | 第121-123页 |
| 6 实验平台设计与测试 | 第123-136页 |
| 6.1 引言 | 第123页 |
| 6.2 实验平台设计 | 第123-130页 |
| 6.2.1 列车电子控制系统 | 第124-125页 |
| 6.2.2 PIS-CCTV集成控制系统 | 第125-130页 |
| 6.3 通信测试 | 第130-135页 |
| 6.3.1 基本测试 | 第131-132页 |
| 6.3.2 车辆级数据通信测试 | 第132-133页 |
| 6.3.3 列车级数据通信测试 | 第133-135页 |
| 6.4 本章小结 | 第135-136页 |
| 7 总结与展望 | 第136-139页 |
| 7.1 全文工作总结 | 第136-137页 |
| 7.2 工作展望 | 第137-139页 |
| 参考文献 | 第139-149页 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第149-153页 |
| 学位论文数据集 | 第153页 |
