轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统改进设计
王德铭+田爱军+张国鹏
摘 要： 传统轨道交通通信网络可靠性评估系统无法均衡自身的硬件承载性能，常常丢失轨道交通运行中产生的数据，评估准确度较低。因此，对轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统进行改进设计。该系统由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机组成，传感器模块用于收集轨道交通通信网络系统运行节点数据，并交由ZigBee技术模块进行数据处理。ZigBee技术模块通过其中的路由器采集数据，通过ZigBee网络协调器解析路由器中的数据，构建持续工作体系，并将体系中的数据传输到网关模块。网关模块依据电平的变化将ZigBee技术模块处理过的数据转变为易于计算机解析的串口数据，将此数据交由通用分组无线业务进行协议更新后，传输到计算机中进行可靠性评估分析。评估软件中设计了对轨道交通无线网络通信可靠性进行评估的流程图和关键代码。结果表明，所设计的可靠性评估系统拥有较高的评估准确度。
关键词： 轨道交通； 无线网络通信； 可靠性评估； ZigBee
中图分类号： TN915?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）04?0019?05
Design improvement of reliability evaluation system for wireless network
communication in rail transit
WANG Deming1，2， TIAN Aijun2， ZHANG Guopeng1
（1. School of Computer Science and Technology， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， China；
2. School of Rail Transport， Xuzhou Technician Branch of Jiangsu Union Technical Institute， Xuzhou 221151， China）
Abstract： As the traditional communication network reliability evaluation system for rail transit cannot balance the hardware performance， often loses the data produced in the operation of rail transit， and its assessment accuracy is low， the reliability evaluation system for wireless network communication in rail transit is improved. The system consists of sensor module， ZigBee technology module， gateway module and computer. The sensor module is used to collect operation node data of communication network system for rail transit， and send the data to the ZigBee technology module for data processing. The router in ZigBee technology module is used to collect data. The data in the routers is resolved by ZigBee network coordinator. Based on this， the continuous working system is build， and the data in the system is sent to the gateway module. The data processed by ZigBee technology module is converted by the gateway module into the serial data easy to parse according to the level change. The protocol update for the processed data is conducted with the general packet radio service， and then is transmitted to the computer for the reliability evaluation and analysis. The flow chart and key code for assessment of the rail transit wireless network communication reliability are designed in the evaluation software. The experimental result shows that the designed reliability evaluation system has high evaluation accuracy.
Keywords： rail transit； wireless network communication； reliability evaluation； ZigBee
0 引 言
當今社会，人们渐渐意识到解决交通拥堵问题的根本出发点，即为优先发展以轨道交通为基础的交通通信系统[1?4]。轨道交通有着速度快、运输量大且能效低的特点，而传统轨道交通通信网络可靠性评估系统，无法均衡自身的硬件承载性能，常常丢失轨道交通运行中产生的数据，评估准确度较低[5?6]。因此，寻求有效的轨道交通网络通信系统可靠性评估方法，在交通运输领域具有重要应用价值。
以往研究出的轨道交通网络通信系统的可靠性评估方法均存在一定的缺陷。如文献[7]提出基于轨道交通有线网络通信的可靠性评估方法，利用有线通信网络的稳定性进行数据传输，但处于高强度数据传输下的有线网络线路经常发生损坏，影响了轨道交通网络的整体效率，评估效果较差。文献[8]提出基于CBTC的轨道交通通信的可靠性评估方法，通过改善列车的自动控制能力提高轨道交通网络通信的可靠性，但这种方法的计算复杂，列车运行中的突发状况无法估计，因此在实际应用中效果并不可观。文献[9]提出远程控制轨道交通可靠性评估方法，利用远程控制手段传达数据处理指令，以确保接口数据的完整性，但这种方法效率极低，无法进行大规模复杂性的网络可靠性监控。
为了解决以上问题，对轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统进行改进设计，该系统由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机组成。实验结果表明，所设计的可靠性评估系统拥有较高的评估准确度。
1 轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统
轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统，由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机四部分组成，如图1所示。传感器模块用于获取轨道交通无线网络系统的运行节点数据，ZigBee技术模块将传感器传输来的数据进行汇总后构建持续工作体系，再将体系中的数据反馈给网关模块，网关模块将数据传输到计算机中进行储存、可靠性评估和显示。该系统可以对轨道交通无线网络的可靠性进行实时监管和调用。
1.1 传感器模块设计
轨道交通无线网络系统的运行节点数据由传感器模块进行收集并传递给ZigBee技术模块。在轨道特定处放置电压感应器和电流传感器进行节点数据的收集，应选择量程较大且对列车运行无影响的通信感应器。
城市轨道的列车运行直流电压在0～3 000 V之间，故选用某公司生产的HV0?4000电压感应器，该电压感应器可接受的最高直流电压值为3 000 V，且可以将收集到的信号输出成标准电压信号。HV0?4000电压感应器的材质与轨道材质互相绝缘，可用于测量直流、交流和脉冲电压。列车运行电流在-2 000～2 000 A之间，选用某公司生产的HKA?Y1可拆卸电流传感器，该电流传感器具有精度高、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量等优点，可进行大电流的精确检测，拥有良好的控制性，保障了检测工作的安全性。
通信感应器的接入采取沿线安装方式，平均每300 m接入一套通信感应器，轨道线路中的天线塔、隧道类型决定了其实际安装路径。每套通信感应器均配备两台感应天线，其作用是确定列车的行驶方向，以方便通信感应器对数据进行分类传输。
为保证轨道交通无线网络可靠性评估系统的工作效率，应限定传感器模块的收集数据的效率。因此在电压感应器与电流传感器电路中接入D12S计时器，以保证系统在规定时间内进行数据的采集工作。D12S计时器能耗低、使用寿命长，且拥有持续电流充电能力，是传感器模块中必不可少的元件。在计时器进行控制工作时，计时器中晶体偏振频率的偏差以及天气、温度、电磁波辐射等影响无法避免，导致输出数据有可能无法达到既定效率要求，这会对轨道交通无线网络的可靠性会产生一定影响，因此需要通过计算机软件进行进一步的调整。图2是D12S计时器电路图。
1.2 ZigBee模块设计
ZigBee模块由ZigBee网络协调器和路由器组成，路由器将对传感器模块中传输过来的数据进行一系列的控制调整，包括信息控制、中断控制、内存控制和电源控制等，再交由ZigBee网络协调器进行处理。
ZigBee网络协调器是ZigBee技术模块的核心，用于构建可靠性评估系统持续工作体系，并将体系中的数据传输到网关模块。将ZigBee模块电路和传感器电路分开设计，有利于增强ZigBee技术模块的可理解性。ZigBee模块电路如图3所示。
由图3可知，路由器直接与传感器模块相连，供电电压为5 V。路由器除了可以对数据进行制调整，也能够将电路负载合理化分配，使轨道交通无线网络可靠性评估系统的寿命得以延长，并有效降低电路中网络节点数据的丢失率，提高轨评估系统的稳定性。因此，在选择路由器前要充分了解轨道交通实际运行状态的负载值，不适合轨道交通无线网络系统的路由器会造成网络节点数据的瘫痪。在ZigBee网络协调器电路中有两个电源为ZigBee网络协调器直接供电，这使评估系统的持续工作得到了保证，且大大降低了电源在电路中的能耗损失，节约了成本，同时也令ZigBee网络协调器的后期维护工作更为便利。
1.3 网关模块设计
评估系统中的网关模块由电平变换和通用分组无线服务组成。ZigBee技术模块直接与电平变换接口相连接，电平接口的类型为TTL。电平变换的主要功能是将由ZigBee技术模块处理过的数据转变为易于计算机解析的串口数据，再将此数据交由通用分组无线业务。图4为电平连接电路图。
通用分组无线服务是全球移动通信系统（GSM）不断发展的产物，其传输速率是GSM 的10倍，能够实现数据的实时收发，为实现从全球移动通信系统向3G网络的转型奠定了基础。这种技术同频道持续传输不同，它利用封包方法传输数据，成本较低。如今，通用分组无线服务的传输速率可提升至114 Kb/s。
选用某公司生产的SIM800通信芯片，作为网关模块通用分组无线服务的核心元件，该芯片性价比较高，有较好的低能耗性和防靜电能力。SIM800通信芯片有着双串口，可进行USB接口调试，支持中断、射频信号同步和蓝牙功能，同时配置了TCP/IP协议，使用更为简单。通用分组无线服务经由该芯片完成对数据的协议更新，更新后的协议数据将传输到计算机中进行可靠性评估分析。
2 评估系统的软件设计与实现
为了建立轨道交通无线网络通信的可靠性评估算法，应从模拟干扰类型入手。首先配置评估软件的初始化运行参数，网关模块所提供的协议数据可对该算法进行指导。软件基于路径散播协议、低功耗自适应集簇分层型协议和坡度协议，采取网络延迟、网络存储量、数据丢失率、数据利用率和响应时间为算法的测量项目。
利用EW软件进行算法设计，该软件能够提供集成开发环境、实时监控体系和状态建模，做到了对轨道交通无线网络通信数据的信息控制、任务实时控制、效率控制、中断控制、内存控制、电源控制和信息丢失控制。图5为轨道交通无线网络通信的可靠性评估流程图。
由图5可知，轨道交通无线网络通信的可靠性评估流程为：先进行软件参数的初始化，排除软件旧数据对实际数据的干扰，确认电源在正常电压范围内工作后进行信息的监控。再对网关模块传输来协议数据进行筛选，经筛选后的协议数据可确保轨道交通无线网络通信工作在要求的效率范围中。轨道交通无线网络通信系统工作一段时间后，需要进行中断控制并调整系统内存，以保证评估工作的准确性。内存调整完后进行不可靠性事件的查询，算法将自动优化不可靠事件。
软件给出了不可靠事件处理的算法语言，先进行通信感应器节点和不可靠事件数据包的定义，确定通信感应器节点收到的不可靠事件数量；再对不可靠事件进行统一优化，该过程的关键代码如下：
#define N_T_N
Class struct CCD_ N_T_N
{ulong_ id
CCD_ N_T_N preNode
CCD_ N_T_N nextNode}
CCD_ N_T_N；
CCD_ N_T_N base station；
CCD_ N_T_N CCD_ N_T_N；
class struct t
{CCD_t node_info；
Ulong1_t send_datagram_num；
Ulong2_t rev_datagram_num；
Ulongn_t datagram_time； }
Report；
Class struct_m
{ulong1_t addr；
ulong_2 class；
ulong_3 data；
ulong_4 long；
ulong_n crc；}m；
3 实验分析
通过实验验证本文设计的轨道交通无线网络通信网络可靠性评估系统的性能优劣，实验对本文系统和基于CBTC的轨道交通通信的可靠性评估系统的准确度进行对比。假设两种评估系统中的网络节点具有相同的功率和传输通道，实验确保网络各节点间连接通畅且距离相等。
图6和图7分别表示本文系统和基于CBTC的轨道交通可靠性评估系统的准确度对比。
分析图6和图7可知：在无干扰的情况下，相同状态的网络节点可靠性并不是固定不变的，有可能受系统的数据传输能力限制。
CBTC评估系统在运行初期准确度较高，约为90%，运行5 h后准确度开始逐渐下降，7 h后开始大幅度下降；而本文评估系统的准确度始终在一定范围内波动，平均值约为80%，整体准确度较高。
为了排除实验的偶然性结果误差，进一步验证本文系统的准确度，加入了特定环境干扰因素，图8和图9分别为有环境因素干扰下，两种评估系统的准确度对比情况。
由图8、图9可看出，在环境因素干扰的情况下，CBTC评估系统的准确度开始出现细微波动，系统运行一定时间后开始大幅度下降，整体准确度依旧偏低；而本文系统的准确度几乎无变化，平均值仍高达75%。经对比可知，本文设计的轨道交通无线通信网络可靠性评估系统具有较高的精度。
4 结 论
本文对轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统进行改进设计，该系统由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机组成，传感器模块用于收集轨道交通通信网络系统运行节点数据，并交由ZigBee技术模块进行数据处理。ZigBee技术模块通过其中的路由器采集数据，并通过ZigBee网络协调器解析路由器中的数据，构建持续工作体系，并将体系中的数据传输到网关模块。网关模块通过电平变化将ZigBee技术模块处理过的数据，转变为易于计算机解析的串口数据，再将此数据交由通用分组无线业务进行协议更新后传输到计算机中进行可靠性评估分析。评估软件中设计了对轨道交通无线网络通信可靠性进行评估的流程图和关键代码。实验结果表明，所设计的可靠性评估系统拥有较高的评估准确度。
参考文献
[1] 马连川，张玉琢，孙雅晴，等.基于DSPN的高速磁浮车地通信系统可靠性及时延[J].西南交通大学学报，2014，49（6）：1016?1023.
[2] 耿媛媛.轨道交通中通信设备预防性维护管理经验的探讨[J].铁道通信信号，2014，50（6）：73?75.
[3] 田寅，贾利民，董宏辉，等.列车通信网络设计问题中的双层规划模型[J].西安交通大学学报，2014，48（4）：133?138.
[4] 戴克平，韩志永.国产化数字集群系统在北京轨道交通的应用[J].无线电工程，2015，45（10）：19?22.
[5] 甘玉玺，肖健华，金志虎，等.轨道交通车地无线通信技术研讨[J].城市轨道交通研究，2014，17（1）：103?106.
[6] 周怡，毛中亚.基于OPNET仿真软件的列车通信网络研究[J].城市轨道交通研究，2014，17（2）：42?45.
[7] 何霖.基于Petri网的地铁信号系统可靠性分析[J].中国新通信，2015，17（11）：113.
[8] 王剑，张亮，张伟，等.基于北斗/GPS的列车完整性监测系统优化设计[J].铁道通信信号，2015，51（6）：52?57.
[9] 张苗，郭进利.上海轨道交通运营网络和规划网络可靠性分析[J].科技与管理，2014，16（3）：38?42.
摘 要： 传统轨道交通通信网络可靠性评估系统无法均衡自身的硬件承载性能，常常丢失轨道交通运行中产生的数据，评估准确度较低。因此，对轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统进行改进设计。该系统由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机组成，传感器模块用于收集轨道交通通信网络系统运行节点数据，并交由ZigBee技术模块进行数据处理。ZigBee技术模块通过其中的路由器采集数据，通过ZigBee网络协调器解析路由器中的数据，构建持续工作体系，并将体系中的数据传输到网关模块。网关模块依据电平的变化将ZigBee技术模块处理过的数据转变为易于计算机解析的串口数据，将此数据交由通用分组无线业务进行协议更新后，传输到计算机中进行可靠性评估分析。评估软件中设计了对轨道交通无线网络通信可靠性进行评估的流程图和关键代码。结果表明，所设计的可靠性评估系统拥有较高的评估准确度。
关键词： 轨道交通； 无线网络通信； 可靠性评估； ZigBee
中图分类号： TN915?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）04?0019?05
Design improvement of reliability evaluation system for wireless network
communication in rail transit
WANG Deming1，2， TIAN Aijun2， ZHANG Guopeng1
（1. School of Computer Science and Technology， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， China；
2. School of Rail Transport， Xuzhou Technician Branch of Jiangsu Union Technical Institute， Xuzhou 221151， China）
Abstract： As the traditional communication network reliability evaluation system for rail transit cannot balance the hardware performance， often loses the data produced in the operation of rail transit， and its assessment accuracy is low， the reliability evaluation system for wireless network communication in rail transit is improved. The system consists of sensor module， ZigBee technology module， gateway module and computer. The sensor module is used to collect operation node data of communication network system for rail transit， and send the data to the ZigBee technology module for data processing. The router in ZigBee technology module is used to collect data. The data in the routers is resolved by ZigBee network coordinator. Based on this， the continuous working system is build， and the data in the system is sent to the gateway module. The data processed by ZigBee technology module is converted by the gateway module into the serial data easy to parse according to the level change. The protocol update for the processed data is conducted with the general packet radio service， and then is transmitted to the computer for the reliability evaluation and analysis. The flow chart and key code for assessment of the rail transit wireless network communication reliability are designed in the evaluation software. The experimental result shows that the designed reliability evaluation system has high evaluation accuracy.
Keywords： rail transit； wireless network communication； reliability evaluation； ZigBee
0 引 言
當今社会，人们渐渐意识到解决交通拥堵问题的根本出发点，即为优先发展以轨道交通为基础的交通通信系统[1?4]。轨道交通有着速度快、运输量大且能效低的特点，而传统轨道交通通信网络可靠性评估系统，无法均衡自身的硬件承载性能，常常丢失轨道交通运行中产生的数据，评估准确度较低[5?6]。因此，寻求有效的轨道交通网络通信系统可靠性评估方法，在交通运输领域具有重要应用价值。
以往研究出的轨道交通网络通信系统的可靠性评估方法均存在一定的缺陷。如文献[7]提出基于轨道交通有线网络通信的可靠性评估方法，利用有线通信网络的稳定性进行数据传输，但处于高强度数据传输下的有线网络线路经常发生损坏，影响了轨道交通网络的整体效率，评估效果较差。文献[8]提出基于CBTC的轨道交通通信的可靠性评估方法，通过改善列车的自动控制能力提高轨道交通网络通信的可靠性，但这种方法的计算复杂，列车运行中的突发状况无法估计，因此在实际应用中效果并不可观。文献[9]提出远程控制轨道交通可靠性评估方法，利用远程控制手段传达数据处理指令，以确保接口数据的完整性，但这种方法效率极低，无法进行大规模复杂性的网络可靠性监控。
为了解决以上问题，对轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统进行改进设计，该系统由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机组成。实验结果表明，所设计的可靠性评估系统拥有较高的评估准确度。
1 轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统
轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统，由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机四部分组成，如图1所示。传感器模块用于获取轨道交通无线网络系统的运行节点数据，ZigBee技术模块将传感器传输来的数据进行汇总后构建持续工作体系，再将体系中的数据反馈给网关模块，网关模块将数据传输到计算机中进行储存、可靠性评估和显示。该系统可以对轨道交通无线网络的可靠性进行实时监管和调用。
1.1 传感器模块设计
轨道交通无线网络系统的运行节点数据由传感器模块进行收集并传递给ZigBee技术模块。在轨道特定处放置电压感应器和电流传感器进行节点数据的收集，应选择量程较大且对列车运行无影响的通信感应器。
城市轨道的列车运行直流电压在0～3 000 V之间，故选用某公司生产的HV0?4000电压感应器，该电压感应器可接受的最高直流电压值为3 000 V，且可以将收集到的信号输出成标准电压信号。HV0?4000电压感应器的材质与轨道材质互相绝缘，可用于测量直流、交流和脉冲电压。列车运行电流在-2 000～2 000 A之间，选用某公司生产的HKA?Y1可拆卸电流传感器，该电流传感器具有精度高、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量等优点，可进行大电流的精确检测，拥有良好的控制性，保障了检测工作的安全性。
通信感应器的接入采取沿线安装方式，平均每300 m接入一套通信感应器，轨道线路中的天线塔、隧道类型决定了其实际安装路径。每套通信感应器均配备两台感应天线，其作用是确定列车的行驶方向，以方便通信感应器对数据进行分类传输。
为保证轨道交通无线网络可靠性评估系统的工作效率，应限定传感器模块的收集数据的效率。因此在电压感应器与电流传感器电路中接入D12S计时器，以保证系统在规定时间内进行数据的采集工作。D12S计时器能耗低、使用寿命长，且拥有持续电流充电能力，是传感器模块中必不可少的元件。在计时器进行控制工作时，计时器中晶体偏振频率的偏差以及天气、温度、电磁波辐射等影响无法避免，导致输出数据有可能无法达到既定效率要求，这会对轨道交通无线网络的可靠性会产生一定影响，因此需要通过计算机软件进行进一步的调整。图2是D12S计时器电路图。
1.2 ZigBee模块设计
ZigBee模块由ZigBee网络协调器和路由器组成，路由器将对传感器模块中传输过来的数据进行一系列的控制调整，包括信息控制、中断控制、内存控制和电源控制等，再交由ZigBee网络协调器进行处理。
ZigBee网络协调器是ZigBee技术模块的核心，用于构建可靠性评估系统持续工作体系，并将体系中的数据传输到网关模块。将ZigBee模块电路和传感器电路分开设计，有利于增强ZigBee技术模块的可理解性。ZigBee模块电路如图3所示。
由图3可知，路由器直接与传感器模块相连，供电电压为5 V。路由器除了可以对数据进行制调整，也能够将电路负载合理化分配，使轨道交通无线网络可靠性评估系统的寿命得以延长，并有效降低电路中网络节点数据的丢失率，提高轨评估系统的稳定性。因此，在选择路由器前要充分了解轨道交通实际运行状态的负载值，不适合轨道交通无线网络系统的路由器会造成网络节点数据的瘫痪。在ZigBee网络协调器电路中有两个电源为ZigBee网络协调器直接供电，这使评估系统的持续工作得到了保证，且大大降低了电源在电路中的能耗损失，节约了成本，同时也令ZigBee网络协调器的后期维护工作更为便利。
1.3 网关模块设计
评估系统中的网关模块由电平变换和通用分组无线服务组成。ZigBee技术模块直接与电平变换接口相连接，电平接口的类型为TTL。电平变换的主要功能是将由ZigBee技术模块处理过的数据转变为易于计算机解析的串口数据，再将此数据交由通用分组无线业务。图4为电平连接电路图。
通用分组无线服务是全球移动通信系统（GSM）不断发展的产物，其传输速率是GSM 的10倍，能够实现数据的实时收发，为实现从全球移动通信系统向3G网络的转型奠定了基础。这种技术同频道持续传输不同，它利用封包方法传输数据，成本较低。如今，通用分组无线服务的传输速率可提升至114 Kb/s。
选用某公司生产的SIM800通信芯片，作为网关模块通用分组无线服务的核心元件，该芯片性价比较高，有较好的低能耗性和防靜电能力。SIM800通信芯片有着双串口，可进行USB接口调试，支持中断、射频信号同步和蓝牙功能，同时配置了TCP/IP协议，使用更为简单。通用分组无线服务经由该芯片完成对数据的协议更新，更新后的协议数据将传输到计算机中进行可靠性评估分析。
2 评估系统的软件设计与实现
为了建立轨道交通无线网络通信的可靠性评估算法，应从模拟干扰类型入手。首先配置评估软件的初始化运行参数，网关模块所提供的协议数据可对该算法进行指导。软件基于路径散播协议、低功耗自适应集簇分层型协议和坡度协议，采取网络延迟、网络存储量、数据丢失率、数据利用率和响应时间为算法的测量项目。
利用EW软件进行算法设计，该软件能够提供集成开发环境、实时监控体系和状态建模，做到了对轨道交通无线网络通信数据的信息控制、任务实时控制、效率控制、中断控制、内存控制、电源控制和信息丢失控制。图5为轨道交通无线网络通信的可靠性评估流程图。
由图5可知，轨道交通无线网络通信的可靠性评估流程为：先进行软件参数的初始化，排除软件旧数据对实际数据的干扰，确认电源在正常电压范围内工作后进行信息的监控。再对网关模块传输来协议数据进行筛选，经筛选后的协议数据可确保轨道交通无线网络通信工作在要求的效率范围中。轨道交通无线网络通信系统工作一段时间后，需要进行中断控制并调整系统内存，以保证评估工作的准确性。内存调整完后进行不可靠性事件的查询，算法将自动优化不可靠事件。
软件给出了不可靠事件处理的算法语言，先进行通信感应器节点和不可靠事件数据包的定义，确定通信感应器节点收到的不可靠事件数量；再对不可靠事件进行统一优化，该过程的关键代码如下：
#define N_T_N
Class struct CCD_ N_T_N
{ulong_ id
CCD_ N_T_N preNode
CCD_ N_T_N nextNode}
CCD_ N_T_N；
CCD_ N_T_N base station；
CCD_ N_T_N CCD_ N_T_N；
class struct t
{CCD_t node_info；
Ulong1_t send_datagram_num；
Ulong2_t rev_datagram_num；
Ulongn_t datagram_time； }
Report；
Class struct_m
{ulong1_t addr；
ulong_2 class；
ulong_3 data；
ulong_4 long；
ulong_n crc；}m；
3 实验分析
通过实验验证本文设计的轨道交通无线网络通信网络可靠性评估系统的性能优劣，实验对本文系统和基于CBTC的轨道交通通信的可靠性评估系统的准确度进行对比。假设两种评估系统中的网络节点具有相同的功率和传输通道，实验确保网络各节点间连接通畅且距离相等。
图6和图7分别表示本文系统和基于CBTC的轨道交通可靠性评估系统的准确度对比。
分析图6和图7可知：在无干扰的情况下，相同状态的网络节点可靠性并不是固定不变的，有可能受系统的数据传输能力限制。
CBTC评估系统在运行初期准确度较高，约为90%，运行5 h后准确度开始逐渐下降，7 h后开始大幅度下降；而本文评估系统的准确度始终在一定范围内波动，平均值约为80%，整体准确度较高。
为了排除实验的偶然性结果误差，进一步验证本文系统的准确度，加入了特定环境干扰因素，图8和图9分别为有环境因素干扰下，两种评估系统的准确度对比情况。
由图8、图9可看出，在环境因素干扰的情况下，CBTC评估系统的准确度开始出现细微波动，系统运行一定时间后开始大幅度下降，整体准确度依旧偏低；而本文系统的准确度几乎无变化，平均值仍高达75%。经对比可知，本文设计的轨道交通无线通信网络可靠性评估系统具有较高的精度。
4 结 论
本文对轨道交通无线网络通信中的可靠性评估系统进行改进设计，该系统由传感器模块、ZigBee技术模块、网关模块和计算机组成，传感器模块用于收集轨道交通通信网络系统运行节点数据，并交由ZigBee技术模块进行数据处理。ZigBee技术模块通过其中的路由器采集数据，并通过ZigBee网络协调器解析路由器中的数据，构建持续工作体系，并将体系中的数据传输到网关模块。网关模块通过电平变化将ZigBee技术模块处理过的数据，转变为易于计算机解析的串口数据，再将此数据交由通用分组无线业务进行协议更新后传输到计算机中进行可靠性评估分析。评估软件中设计了对轨道交通无线网络通信可靠性进行评估的流程图和关键代码。实验结果表明，所设计的可靠性评估系统拥有较高的评估准确度。
参考文献
[1] 马连川，张玉琢，孙雅晴，等.基于DSPN的高速磁浮车地通信系统可靠性及时延[J].西南交通大学学报，2014，49（6）：1016?1023.
[2] 耿媛媛.轨道交通中通信设备预防性维护管理经验的探讨[J].铁道通信信号，2014，50（6）：73?75.
[3] 田寅，贾利民，董宏辉，等.列车通信网络设计问题中的双层规划模型[J].西安交通大学学报，2014，48（4）：133?138.
[4] 戴克平，韩志永.国产化数字集群系统在北京轨道交通的应用[J].无线电工程，2015，45（10）：19?22.
[5] 甘玉玺，肖健华，金志虎，等.轨道交通车地无线通信技术研讨[J].城市轨道交通研究，2014，17（1）：103?106.
[6] 周怡，毛中亚.基于OPNET仿真软件的列车通信网络研究[J].城市轨道交通研究，2014，17（2）：42?45.
[7] 何霖.基于Petri网的地铁信号系统可靠性分析[J].中国新通信，2015，17（11）：113.
[8] 王剑，张亮，张伟，等.基于北斗/GPS的列车完整性监测系统优化设计[J].铁道通信信号，2015，51（6）：52?57.
[9] 张苗，郭进利.上海轨道交通运营网络和规划网络可靠性分析[J].科技与管理，2014，16（3）：38?42.
