文摘
在这篇文章中,无源无线传感器网络技术用于监测进行深入研究和分析铁路运输的在途的健康状况。安全检测传感器、列车通信网络,和其他机载设备有机地构成传感器网络训练与综合状态传感、信息聚合和业务合作。首先,本文分析了三层体系结构的传感层,网络层和应用程序层的列车运行状态安全检测传感器网络。基于以太网应用的可行性分析机载通信网络,戒指,multiring和梯形传感器网络结构方案设计。接下来,各种传感器网络结构的实时性能和可靠性进行了分析。首先,带宽需求的特点,优先级,每个监测对象和信息传输的重要性进行了分析;然后,系统建立了效用函数的带宽使用效率和通信需求信息传输的监控对象;最后,带宽分配优化模型是通过使用粒子群优化算法来解决,剩下的按需动态分配带宽资源,同时保证完整的传输每个监测对象的基本信息。轨道交通技术已经深刻影响和改变了居民的旅游和生活方式在新时代将为的顺利发展提供强有力的基础设施支持新的城市化建设和发展策略。剩余的带宽资源动态分配的前提保证完成每个监测对象的基本信息的传播。 In summary, this paper presents a complete study on the optimal allocation of resources for wireless sensor networks dedicated to rail transit condition monitoring, starting from the perspectives of routing protocol optimization, data fusion rate optimization, and bandwidth dynamic allocation optimization to achieve the efficient use of limited resources. The achieved research results enrich the research content in the field of wireless monitoring of rail transit system conditions at home and abroad in a certain sense and will also provide theoretical and empirical support for practical practitioners, managers, and scholars of service condition monitoring of rail transit systems.
1。介绍
轨道交通系统已经成为市内的主要运输方式之一,城际,和国家交通出行和货物运输在中国和全球支持发挥着不可替代的角色国民生活条件的提高,国家经济发展和国家综合国力(1]。首先,轨道交通技术深刻地影响和改变居民的旅游和生活方式在新时期将提供强有力的支持基础设施的顺利推广新的城市化建设和发展策略。第二,在新的国际国内环境下,健康、快速发展的轨道交通系统将产生重大影响在保卫国家安全、维护地区稳定2]。第三,最响亮的“国家名片”的新时代,轨道交通技术的发展将成为领先者在实现国家“带和道路”战略和企业技术和产品的出口。的大规模建设和轨道交通的快速发展,运输任务和战略意义也更为重要,而稳定性提出了更高的要求,轨道交通系统运行的可靠性和安全。从业者和专家、学者在国内外轨道交通业务使用多源遥感获取轨道交通系统的运行状态信息,进行相应的故障诊断和预测和预警研究提供技术和决策支持的轨道交通系统的安全运行3]。目前,轨道交通系统的状态监测主要依靠手工检查的结合,全面监控训练检验,和机载测试设备进行“定期”检测轨道交通系统运行状态的在线和离线处理和分析检验数据和检验的效率密切相关的频率检查。
由于测试的频率通常是基于领域专家的操作经验,有很强的滞后的监测意想不到的错误。同时,检测和列车运行时必须严格控制在部分为了避免交通事故,从而降低轨道交通系统操作的效率在一定程度上(4]。改善经济、实时、可靠性和安全的轨道交通系统运行状态监控、轨道交通的专家系统基础设施监测建立一个基于连接状态信息监控传输系统的关键部分,使用视频,光纤光栅,和应力-应变监测传输技术,实现在线监测轨道交通系统的基础设施和监控信息的实时传输。这对于稳定性提出了更高的要求,轨道交通系统的可靠性和安全性。它大大提高轨道交通基础设施监控的效率。然而,在线监测系统基于有线通信在实际应用中,会遇到许多困难,很难实现完全覆盖轨道交通基础设施的监控和操作环境。无线传感器网络是当前的热点研究方向之一,它由许多微型传感器监测地区安排和集传感器技术、网络技术、无线通信等技术。通过高度集成的传感器节点和无线通信功能实现各种环境监测对象的实时信息监控;无线传感器网络感知外部信息传输到用户的无线检测区域(5]。无线传感器网络可以帮助人们更好地实现客观世界和人类社会的交流。无线传感器网络的出现改变了人类和机器之间的交互,人类与自然在某种程度上,从而实现物理世界的连接,计算机世界,和人类社会,大大扩展了人类认知世界。无线传感器网络已经成为下一代互联网的重要组成部分。传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三个基地,分别完成收集、传输、加工的信息。无线传感器网络结合了三种技术,实现真正的统一信息采集、传输、加工。无线传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,它将产生深刻的影响人类未来的生活方式。近年来,随着无线通信技术的发展,微处理器和集成电路技术,无线传感器网络技术日益成熟,其应用越来越广泛。
在这篇文章中,我们将进行深入研究无线传感器网络的应用在高速列车操作环境监测理论和实践的角度,提出高速列车运营环境监测系统的体系结构的基础上,根据当前无线传感器网络高速列车运营环境监测业务需求,研究最佳的无线传感器网络节点的部署策略和路由协议适用于带状区域沿着高速铁路,和研究vehicle-ground无线传感器网络传输方案的高速列车环境。通过上述关键技术的深入研究,理论基础是为无线传感器网络的广泛应用在高速铁路;具体设计的无线传感器网络的高速铁路自然灾害和外国对象入侵监测系统,一个重要的步骤的实现系统在地面上;大规模部署和长期在线监测在地区和偏远地区;和地面无线传感器网络和车辆通过vehicle-ground无线传感器网络,无线传感器网络的监控信息从地面无线传感器网络传播给火车提前,为列车提供实时数据的操作环境,确保列车运行的安全。
2。现状的研究
提高轨道交通的实时状态监测系统,结合传感器技术的快速发展,数据处理技术和通信技术,国内外专家、学者使用在线监测获得的服务状态信息实时轨道交通系统,从而大大提高了监控的效率,增强了系统操作的安全性6]。Godala和Vaddella建立了长期监测在京沪高速铁路的力和变形监测实时追踪系统高架车站的通过光纤光栅和视频传感技术(7]。OMahony等人提出了一种非接触位移纵向铁路基于磁致伸缩原理的在线监测方法(8]。铁路安全操作需要沿着铁路实时监控信息,传送到车载安全计算机,监控中心进行分析和判断,采取适当的预防措施(9]。如何交流获得的传感器节点的信息即时和可靠的火车和汽车来取代现有的断断续续的信息采集方法已经成为一个重要的问题,确保交通安全的(10]。研究监测列车和地面环境信息的基于无线传感器网络技术得到了资助,包括前铁道部和自然科学基金。在快速发展和铁路建设,世界上所有国家作为铁路运营安全铁路企业发展的生命线11]。许多铁路与运输相关的大学和企业开展了研究相关基础设施监控沿着铁路线,和一些系统已经在实际的提高铁路安全管理应用程序。已经取得了一个分类基于不同网络动态,沟通功能,以及数据传输模型。这种分类法有助于定义通信基础设施以适当的方式对不同的传感器网络应用程序,帮助无线传感器网络设计人员选择最适合应用程序的网络协议结构目标(12]。通过构造一个wire-based状态信息监控和传输系统关键部分,使用视频,光纤光栅,和应力-应变监测和传输技术,在线监测轨道交通系统的基础设施和监控信息实时传输的实现,极大地提高轨道交通基础设施监控的效率。最优部署方案和路由算法是为无线传感器网络设计的用于监测铁路隧道的地位,和一个完全不同的方法来改善当前铁路操作检测提出了使用无线传感器网络。结构状态监测系统的研究和设计使用光纤光栅传感器监测轨道和列车的关键部件的振动,并且可以将这些数据转换成疲劳指标提供科学依据来判断车辆的生活。
传感器网络技术逐渐收到关注有关部门近年来在中国。目前,许多科研机构、大学和企业都加入到研究和开发领域的传感器网络技术和有大的技术突破和成绩(13]。这个系统使用一个红外探测器作为输入,实现实时检测每个轴承温度的火车。TFDS系统使用高速摄像机作为输入,检测的安全性至关重要的部分车如行走部分和制动梁;浴室系统可以防止火车热轴和火灾事故和有效地检测行走部分,制动部分和电源故障14]。
大量机载设备在列车运行产生的状态信息需要传播快速而可靠地在火车上,实现信息共享等功能的车载设备、列车运行控制、安全预警、乘客信息服务,和远程故障诊断。当前列车级安全检测设备只能负责实时监控每个组件分别和每个安全检测传感器不能一起工作。大量的检测数据不能及时处理由于车载网络的带宽限制。因此,有必要建立一个train-wide在途的检测传感器网络基于列车通信网络和传感器网络技术。列车运行状态安全检测传感器网络是一种重要手段,确保列车运行的安全。目前,安装列车安全检测传感器是由每个制造商,和他们的沟通模式和接口规范不一致,和传感器节点是相互独立的,属于不同的子系统,不能检测到协作,因此不能检测可能的相关故障。建设安全检测传感器网络列车运行状态实现多传感器协作感知和解决无效的列车故障检测相关的问题。
3所示。无源无线传感器网络设计铁路运输的在途的健康状态监测
3.1。无源无线传感器网络检测网络设计
铁路监控系统基于无线传感器网络包括三个部分:无线传感器网络、铁路监控中心和铁路专用通信网络。传感器节点监测的相关信息沿着铁路线和传输的数据监控中心和车载聚合节点无线接力的形式通过聚合节点位于集群。收到数据信息沿着铁路线后,安全监控中心使用数据挖掘算法分析和流程和评估安全级别沿着铁路线和显示前后列车的位置,并提供相应的灾难警告和其他信息(15]。无线传感器网络已经成为下一代互联网的重要组成部分。传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三个基础,,分别完成收集、传输、加工的信息。灾难信息和警告等级发布到沿着线列车,列车调度中心,公共工程部门和其他相关部门通过铁路私人通信网络。无线传感器监测节点与机载通信汇聚节点,汇聚节点,通过单跳或多次反射和集群成员节点;它也有路由的功能和完成monitoring-related信息和负责协同监测的监测区域。无线传感器节点决定是否感觉到数据到达阈值(16]。如果达到阈值,节点发送数据到地面聚合节点单跳或多次反射的方式。火车沿着铁路线和无线传感器监测节点可以在两个方向上进行通信。例如,无线传感器监测节点可以报告绝对位置信息和监控数据机上水槽节点在无线通信半径之内。节点应免受自然灾害造成的损害在无线传感器监测节点的设计,以提高节点的可靠性。
监控子中心接收来自上层信息传输和存储信息平台,利用数据挖掘算法分析和处理接收的数据,评估和给出了安全级别的信息沿着铁路在其权威。监控中心之间的信息共享,由监控中心发送预警信息传送到移动车辆融合节点沿着线穿过上层信息传输平台的无线传感器网络17]。随着无线通信技术的发展,微处理器和集成电路技术,无线传感器网络技术变得越来越成熟,它的应用变得越来越广泛。监控中心存储信息,如降雨量、水位、路基、桥梁、隧道、滚落的岩石和其他信息和列车位置信息发送的每个传感器监测点沿着铁路监控分中心。监控中心服务器使用相关算法进行综合分析,然后提供信息的评价交通安全水平每个监测区域沿着铁路列车的位置和跟踪距离沿着铁路线在更大的区域,根据实际情况和问题相应的警告消息。监控子中心服务器和监控中心服务器互连通过铁路私人通信网络分享的监控数据和沿着铁路列车位置信息。机上融合节点通过串口连接到机载计算机。机载融合节点接收到监控子中心发布的信息和发送的信息融合节点通过上面的信息传输平台,其中包括其他列车的位置信息在附近,降水、桥梁、轨道火车前面的障碍,和信息分析和处理后的数据监控分中心,如图1。火车定期发送相关信息,如列车位置、速度、前进方向,列车数量,股票识别、训练水平和培训卫生状态监测的传感器网络,上面的信息传输平台的无线传感器子网通过机载融合节点,这是受到其他机载融合节点和监控中心。这个过程是vehicle-ground-vehicle无线通信。
机载计算机计算前后列车之间的距离根据接收到的信息前后列车的位置和汽车的位置和显示火车位置和机载计算机收到警告信息。使用无线传感器网络主要完成汽车和汽车和汽车和地面之间的沟通彼此,这样的操作训练,可以实时了解最新的前方和后方车辆的位置和信息相关铁路危害交通安全;它可以预测系统可以为交通调度提供决策支持和减少铁路事故发挥积极作用和评估中的相关信息沿着铁路权威,给安全水平。之间共享此信息监控中心,由监控中心发送预警信息传送到移动车辆沿着线汇聚节点通过上层信息传输平台的无线传感器网络。
满足可伸缩性和实时的要求,容易管理的无线传感器网络,一定数量的融合节点部署沿着铁路线等量根据一定的规则;这些融合节点形成上部铁路监测无线传感器网络的信息传输平台,这是一个连锁网络拓扑结构。集群中的节点传输到地面的信息聚合节点通过多次反射,然后将其转发给火车电脑和监控中心通过上层信息传输平台。从几何、带状区域范围问题是就像圆覆盖问题。长带状区域的无线传感器节点使用一个圆形覆盖模型实现覆盖长带状区域的一些节点的等间距的字符串。最大的矩形的面积,可以由一系列的节点字符串节点的距离有关,和矩形区域的宽度,可以覆盖变得越来越小,如果节点距离增加;然而,在该地区的节点数量减少常带长度。如果节点距离减少,那么矩形区域的宽度,可以覆盖增加时,所需的节点数量的增加和常数带长度。如果选择一个适当的值的相邻节点的距离,可以获得的最佳匹配之间的宽度矩形覆盖的节点和节点的数量,从而确保乐队完全覆盖区域使用一个小的节点数量。
在无线传感器网络中,无线传感器节点不仅执行数据采集,而且使用无线通信传输数据收集的数据用户多次反射的方式。一个节点的通信范围直接相关节点的传输功率。节点的通信范围越大,发射功率越大,节点容易失败,从而影响网络的生命周期。通信覆盖区域的传感器通信能力;两个相邻或不相邻的无线传感器节点需要实现信息交换必须满足连通性覆盖;前面分析的车辆和地面,两种类型的融合节点可以看到;网络中一个重要的位置,通过融合节点构成上层信息传输平台,可以有效地减少信息转发和传输延迟。很明显从分析聚合节点网络中具有重要的地位。车载汇聚节点接收到监控子中心发布的信息和发送的信息汇聚节点通过上层信息传输平台。节点设计与大量的内存,处理器强大的处理能力,设计高性能的无线射频芯片和双处理器系统来提高节点的可靠性传输平台的无线传感器网络对铁路监控(18]。当一个处理器的失败,例如,当核心处理器ARM9融合节点失败,CC2431片上系统芯片还可以传输监控信息和列车定位信息。它的通信范围可以增强在必要时通过增加射频放大电路;电源由一个电池和一个能量收集单元,如图2。
传感节点通常是一个相对较弱的小型嵌入式系统数据处理、数据存储和无线通信能力,由于其有限的能源。传感节点通常只交换数据与邻近节点在其通信范围内,和每个传感节点相结合的双重功能,传统网络节点的终端和路由器。聚合节点相对强劲的数据处理、数据存储、无线通信和无线传感器网络之间的桥梁,远程监控,问题监测任务的无线传感器网络,将收集监控信息发送到远程监控。聚合节点可以是一个增强的传感节点与一个不间断电源和充足的存储资源和逻辑计算功能,也可以是一个特殊的网关设备没有传感功能只有无线接口功能。
3.2。铁路运输在途的健康状况监测分析
高速列车操作环境监测无线传感器网络是一个很大的异构无线传感器网络覆盖整个道路;互联网的网络不能独立存在;介绍了面向服务的体系结构的无线传感器网络,提出了一种通用体系结构在铁路计算机网络领域,无线传感器网络领域。架构跨越铁路计算机网络和无线传感器网络与服务为主线19]。通信覆盖区域的传感器的通信能力。如果两个相邻或不相邻的无线传感器节点需要交换信息,他们必须满足连通性覆盖。前面的分析车载和地面融合节点影响网络的生命周期。传感节点在无线传感器网络中,与原始的服务提供商,他们提供注册服务聚合节点,和聚合节点处理传感节点提供的服务在其管辖范围内,然后提供他们的服务的服务平台道路局中心提供的系统,它是整个网络体系结构设计的关键理念,持票人网络作为整个网络的边界分为铁路计算机网络域和传感器网络域:
本地网络是一个当地的无线传感器网络构建一定的监控对象形成的最低层的陆地无线传感器网络,负责收集基本的监控信息。当地的无线传感器网络中的网络拓扑结构是由监控对象的特点。相应的本地网络拓扑设计根据监测对象的需要,它可以是一个平面网络结果,分层网络结构或混合网络结构。在每种类型的本地无线传感器网络节点可以相互通信,而节点位于不同的本地无线传感器网络不能直接沟通:
骨干网络是一个线性网络组成的全功能传感节点的本地无线传感器网络,个人传感节点,传感节点之间的中继节点加入和聚合节点在服务器的房间。骨干网负责传送的信息收集的当地的无线传感器网络汇聚节点。骨干网络的设计可以统一监测设备所涉及的所有行业沿着铁路线的统一管理和统一的传输信息,避免单独每个职业工作和重复投资,和避免的问题共同发作和相互干扰的无线频道。骨干网络是一个典型的线性无线传感器网络。架构以服务为主线,穿过铁路计算机网络和无线传感器网络。最初的服务提供者,感知节点无线传感器网络登记服务提供到水槽节点。和每个当地的无线传感器网络的部署位置是由监控对象的固有特点,因此如何合理部署中继节点在功能齐全的传感节点(或传感节点),使骨干网网络有更高的效率,更长的生命周期,和更高的鲁棒性成为本文研究的关键问题,如表所示1。
分析参数表1和上述研究表明,通信传输需要相比在很多方面面临的环境问题和基于铁路货运列车在实际驾驶过程中如没有电源设备和额外的电源输入,需要低功耗的设备;火车开车过程的不稳定因素导致信号易受干扰,与节点的数量运输需要超过2位数,等。EnOcean技术将广泛应用于各种行业在未来,但在这个阶段,它太昂贵的和难以维持,所以它不适合货运铁路(20.]。无线传输速度快的优势,成本低,但由于更多的不确定性在铁路货运,无线传输的信号是更多的不稳定,和它的耗电量太大,也不适合从商品的传播铁路货运系统。无线个域网技术的低功耗,相对较长的传输距离,容易自组织网络中,网络节点的能力,更好的安全特性,可以使用。通过上面的无线通信传输技术进行全面的比较,并结合铁路车皮的技术特点和运输环境参与本文无线个域网技术将被选为货运列车之间的无线传输方案,如图3。
请求表明服务通过从原始的行动 - - - - - -层实体层来启动服务原语的行动。承认表明层协议实体对前面的请求的动作 - - - - - -层协议实体,显示原始表示层协议实体发送的通知 - - - - - -层实体,一个新的行动已经到来,和响应原始表示 - - - - - -层协议实体对发送的信号层协议实体。请求和响应的行为是通过调用实现的功能由相应的实体映射相应的协议实体之间的信息交互时。列车位置更新过程中,定位装置定位精度较高的选择参考系统,然后,定位性能评估和验证。认定和指示操作是通过消息机制实现的或相应的协议实体之间的信息交互时回调函数。网站的监测数据,分析了列车位置信息和加工提供信息安全评估的区域沿着铁路和火车的追踪间隔。通过这种方式,监控中心或操作训练达到宏观精通沿着铁路线的状态,包括列车的前后位置和信息监测区域沿着铁路线。评估信息传播给列车控制中心提供的基础交通调度和速度限制,停止,等。操作部门将决定计划发送到机载融合节点通过监控分中心和无线传感器网络传输平台层,用来防止火车事故;同时,该计划是铁路有关部门通知。解除控制措施也及时通知火车司机和有关部门通过信息分发系统行:
在集群通信路由协议,簇头节点的能耗远远大于noncluster头节点;因此,集群头重新开始前每一轮的沟通,有效地保证在传感器节点能量消耗的平衡,避免簇头节点的失败由于过度的能源消耗。过程中簇头选择和旋转概率建模,本文将节点集群头候选人概率,集群节点剩余能量率和预测能耗率,等等,和簇头选择基于集成概率模型可以有效地减少undercapable节点选为集群正面的概率(21]。多次沟通后,每个传感器节点的剩余能量子网内将不同,因为簇头节点的能量消耗和noncluster头节点是不同的。的数量在每个集群节点和传输的数据量的变化,和每个集群头到聚合节点的距离不同,导致不均匀的簇头节点之间的能量消耗。的距离的不同每个noncluster头节点到集群头和传输的数据量导致noncluster头节点能耗不均。在簇头选择和旋转过程中,更多的剩余能量的节点有更高的概率被选中为集群,如图4。
通过这些步骤,机载计算机可以计算它的位置。然后,在融合节点将其位置信息发送给上层信息传输平台的无线传感器网络,通过无线通信技术。通过这种方式,在融合节点可以接收其他列车的位置信息通过邻近地面汇聚节点附近。机载融合节点将接收到的列车位置信息输入车载安全计算机,计算机信息解析之后,火车的绝对物理坐标匹配的纬度和经度坐标铁路GIS电子地图。计算机将列车的位置坐标转换为屏幕坐标后做高斯投影转换。飞机机载计算机转换坐标像素点坐标根据地图比例尺。前后列车的位置信息,这列火车是显示在电子地图上实时机载计算机。机载计算机计算跟踪列车通过集成线的间距参数并将其显示在屏幕上。如果前后列车之间的距离小于列车制动距离或如果发生危险的处境,一个报警信息可以发送实时监控中心和车载电脑。司机将被定期提醒火车减速制动和紧急制动,从而有效地防止事故的发生。
4所示。分析的结果
4.1。无源无线传感器网络检测网络性能
首先来自不同传感器的数据预处理,即。、patio-temporal同步和故障检测隔离,然后,在预处理的数据进行数据融合。被称为数据处理预处理和数据融合在一起。在火车位置更新过程中,选择一个高定位精度的定位装置作为参考系统,进而用于定位的性能评估和验证。为高速列车组合定位系统提供定位信息,但不是唯一的定位系统。当的距离大于72米,因为数据处理的能耗小于数据传输的能耗,子网系统的生命周期基于CR算法了。合并后的定位系统可以应用于高速列车定位精度高,之后才安全,和可靠性。当上聚合节点没有收到无线传感器节点的位置信息,里程表用于火车本地化。里程计定位误差修正后由无线传感器定位信标节点。定位精度的基础上,结合无线传感器节点和里程计定位主要取决于无线传感器的间距信标节点和移动汇聚节点收集的成功率坐标信息,如图5。
在实际传输中,形成一个良好的网络和路由建立成功后,设置路由器和终端节点收集数据每15年代和将信息发送到协调器,主控制单元。由于特异性的传播情况铁路货车,货车的节点远离头部需要传输的状态信息协调员在多个啤酒花,根据上面的路由算法的设计;在直接传输的情况下,路由节点直接传输的信息发送给协调器,如果不是直接根据路由搜索表,选择路由开销的损失相比,选择最低的反向路由节点开销,一般相邻节点进行传输。轴的状态信息参数温度、相对温度和湿度的气体和制动气压检测到每个隔间检测单元封装和传输到协调器通过路由节点使用相同的信道和有CSMA / CA机制在无线个域网技术,即。发送数据时,为了防止冲突,节点发送数据时听第一通道。当通道空闲数据直接发送信道忙,检测单位设置等过一段时间后,再确认直到完成数据传输信道条件。如果需要多次反射传输,数据信息发送给上层节点,然后执行相同的操作,直到数据发送给协调器。的传播,防止数据问题或传输失败,一套尾检查,如果检查是错误的,被丢弃,等待重新发送的数据。数据包的总数传播在整个网络的生命周期的数量除以节点在每一列称为节点利用率。解决这给节点利用率之间的关系和节点的数量在每一列如果有五列中继节点的网络。随着每一列的节点数量的增加,节点的利用变得越来越少。
当簇头节点的距离太大,聚合节点数据融合需要在数据传输之前减少能源消耗的数据传输。不同的簇头节点有不同的距离汇聚节点,所以必须使用不同的融合率在不同的簇头节点和数据融合优化多次反射通信链路平衡每个簇头节点的能量消耗,从而延长生命周期的子网系统,如图6。
从图6每个簇头节点的通信能量消耗大大增加子网聚合节点之间的距离增加,从而缩短系统的生命周期。本文的最大数据融合率设置为0.5在仿真和验证,所以本文提出的融合算法的生命周期接近时DR-based算法的节点之间的距离增加能耗(包括数据融合率50 nJ /位)。当距离小于72米,比CR-based DT-based算法具有更长的生命周期与数据融合算法能耗率50 nJ /,而当距离大于72米,CR-based算法具有更长的生命周期子网系统由于数据处理的能耗小于数据传输。簇头节点的能耗数据融合在子网内是由处理的数据量,数据融合率,和能耗数据融合率,而数据处理的能耗率是正相关的融合率。因此,有必要调整自适应数据融合率减少总簇首能耗根据通信负载的变化和通信距离的簇头节点和数据融合的变化速率和能耗平衡集群头利用多次反射之间的能耗优化,进而提高了子网系统的生命周期。
4.2。铁路运输的在途的健康状况监测的结果
在MAC负载,数据发送的地址的地址协调员,只有部分截获传输示范的一小部分,在实际的测试中,在设置的情况下长期包捕获测试传输状态不变,根据数据包的数量与时间来计算其系统显示数据包损失率小于1%。然后遵循相同的过程延长通信距离和改变测试环境,经过几次测试专用参数如表所示2。
它可以比较和分析的情况下增加通信距离,沟通效果就变成了更糟糕的是,室内及其传播效果更好。考虑实际的铁路车皮,受到速度和环境因素的影响,其实际的敏感性和数据包损失率会相应地改变,但在相邻车厢的情况下或由一小段距离,无线网络传输有更好的传播。这部分使用路由器节点连接温度传感器,压力传感器,和温度和湿度传感器模拟单个运输的状态信息检测,并通过无线个域网传输到协调器节点无线网络,然后依赖于GPRS通讯模块发送信息到地面监控中心,建立一个简单而方便的模拟铁路车皮监控系统来模拟系统的正常工作,并确保所有的功能都可以实现。由于实验室条件和工作时间的限制,测试是由模拟测量,而不是实际检测的车辆状态信息。只有一个路由节点用于信息收集在这个测试中,和其余的节点组中的网络状态。当系统模拟和测试,如果每一个状态参数都可以检测到没有操作错误,它证明了设计功能可以实现和测试没有错误。为axis温度检测试验,由于轴温度的相对恶劣的环境条件,这是不容易实现;这一次,只有一个温度传感器检测周围环境温度模拟轴温度的检测信息,和测试的温度传感器可以探测到温度正常;如果温度传感器可以准确地检测环境温度,它代表了卡车轮轴温度检测功能的设计实现和测试成功,如图7。
离散KL值量化阶段趋势的相似性在两个连续的窗口,我们将相流划分为运动时间以及休息如上定义的时期。在静止的时期,阶段的值将显示稳定水平的值的范围内波动。因此,如果连续两个窗户都静止的时期,他们的KL色散值会很小。相反,如果至少有一个窗口在一段时间的运动,这两个窗口的pdf文档应该明显不同,他们的KL色散值大。使用这个属性,我们确定当前窗口是否在固定时间内通过检查KL色散值,发现所有静止的时期窗户之后,剩下的是运动时期。有四个标签项目现场,和志愿者拿起物品标签1和2,首先和物品捡起,在时间轴上,是第一个波动,然后显示相同的波动趋势,而其余两个标签在波动明显不同。因此,在本节中,我们首先介绍一个方法来衡量两个数据之间的相似性。
5。结论
基于高速列车运行环境监测的实际情况,充分调查和分析现状和业务需求现有的高速列车运行环境监测和带来了无线传感器网络的优点,提出了一个新想法应用无线传感器网络技术的高速列车运行环境监测领域。并通过无线个域网无线网络,它传递给协调器节点,然后依靠GPRS通讯模块发送信息到地面监控中心,从而形成一个简单的和方便的模拟铁路货车监控系统来模拟系统的正常运行,以确保可以实现各种功能。地面无线传感器网络的拓扑结构设计;节点部署策略和线性无线传感器网络的路由协议进行了研究;vehicle-ground通信性能的各种无线通信技术在实际测试高速铁路的环境,和一个传输方案的vehicle-ground基于中继传输的无线传感器网络设计和现场试验验证。自然灾害和异物入侵监测系统的设计。因为各种各样的无线通信技术,其中大多数没有实际应用或测试用例在高速列车运行场景。在这篇文章中,一个“点对点”的传播方案旨在测试vehicle-to-ground通信性能的各种无线通信技术在实际的高速列车运行环境和确定最合适的无线传感器网络通信技术对高速列车运动场景。在本文中,我们设计一个vehicle-to-ground基于中继传输和无线传感器网络传输方案优化通信模块程序提高vehicle-to-ground通信通信模块的性能。实验验证在室内、室外和真正的火车高速运行情况表明,该计划具有很强的可伸缩性和传输稳定,可以显著提高vehicle-ground无线传感器网络的数据传输量。 The problem of low communication reliability and a small amount of data transmission is effectively solved by the “point-to-point” transmission method, which only has one communication opportunity when the train passes the ground communication node rapidly.
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称他们没有竞争的经济利益或个人关系可能出现影响工作报告。