基于时间触发多传感器融合的列车测速定位系统可调度性

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位是利用不同传感器的优势，为系统提供更可靠精确的信息．传感器包括陀螺、电子罗盘、加速度计、速度传感器、惯性测量单元、多普勒雷达、ＧＰＳ
接收机等．
执行，需要在每个时标间隔到达时进行超时检测．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｉｍｅ — ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｃｈｅｄｕｌａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｔａｓｋｓ；ｍｕｌｔｉ — ｓｅｎｓｏｒｆｕｓｉｏｎ
因此，本文在简化假设条件下，考虑到调度系
统应具备处理外部事件的功能和执行超时检测的
功能，提出多传感器融合测速定位系统的调度模
多传感器融合系统中传感器信号输入由外部环境实时状态触发．对于多传感器融合系统需采用多任务实时调度．实时调度有事件触发和时间触发
时周期任务调度满足硬时限约束、软实时非周期任务调度满足弱时限约束的条件下，建立实时周期任务、软实时非周期任务、超时检测任务模型．基于任务时间需求函数，计算了系统耗时和ＣＰＵ利用率．在实时周期任务满足硬时限调度、软卖时非周期任务满足以概率调度的约束条件
ｓｃｈｅｄｕｌａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｕｎｄｅｒｂｏｔｈｈｒｄａａｎｄＳＯｆｔｔｉｍｅｌｉｍｉｔｓ．Ｔｈｅｉｅｆｌｄｔｅｓｔｓｏｎｈｅｔｔｒａｉｎｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｈｅｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｈｏｔｄｃａｎａｄｅｑｕａｔｅｌｙｓｃｈｅｄｕｌｅｂｏｔｈｈｒｄａａｎｄｓｏｆｔｔｉｍｅｃｏｎｓｒａｔｉｎｅｄｔａｓｋｓ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｔｉｌｉｚａｉｔｏｎｒａｔｅｎｄａｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｍｅｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅ — ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｒｉｎａｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓ．
配提供合适的参数，在保证时间触发机制安全性基
础上，提高系统利用率．
定位系统中得到了广泛的应用．时间触发机制是将时间轴分割成若干窗口，采用人为分配方式，已知
下，提出系统可调度性判定定理，保证系统在可预测性和安全性基础上提高系统利用率．通过实
地测试验证了该调度方法能够满足列车测速定位系统的实时周期任务和软实时非周期任务的调
度约束，系统利用率和系统响应时间能满足列控系统安全需求．
２种方式．在测速定位系统中时问触发有确定性的
优势，能更好地保证实时系统安全性，在列车测速
型，并在任务时间需求函数基础上计算系统消耗时
间和ＣＰＵ利用率，提出了关于时间触发机制可调度性的判定定理，从而为时间触发静态调度表的分
第４３卷第６期
２０１３年１１月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｐｏｌｉｃｙｉｓｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｉｍｅ — ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｓｔａｉｃｔｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｔａｂｌｅ．Ｔｈｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｈｅｔｍｕｌｔｉ — ｓｅｎｓｏｒｆｕｓｉｏｎｐｏｉｓｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍｏｄｅｌｓｏｆｈａｒｄｔｉｍｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｐｅｒｉｏｄｉｃｔａｓｋｓ，ｓｏｆｔｔｉｍｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄａｐｅｒｉｏｄｉｃｔａｓｋｓａｎｄｔｉｍｅｏｕｔｄｅｔｅｃｉｏｔｎｔａｓｋｓｒｅａｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｔｉｍｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅＣＰＵｕｔｉｉｚｌａｔｉｏｎｒａｔｅｒｅａｃｏｍｐｕｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，Ｘｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ｎａ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｎｄａＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ＢｅｉｉｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４．Ｃｈｉｎａ）
关键词：时间触发机制；可调度性分析；任务调度；多传感器融合
中图分类号：Ｕ２８４文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ０５０５（２０１３）０６ — １１９０－０５
Ｓｃｈｅｄｕｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｒａｉｎｓｐｅｅｄａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ
４３（６）：１１９０—１１９４．［ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ０５０５．２０１３．０６．０１１］
第６期
马维纲，等：基于时间触发多传感器融合的列车测速定位系统可调度性
马维纲马建峰黑新宏曹源
（西安电子科技大学计算机学院，西安７１００７１）（。西安理工大学计算机科学与工程学院，西安７１００４８）（。北京交通大学电子信息工程学院，北京１０００４４）
摘要：研究时间触发的静态任务表调度问题，提出多传感器融合测速定位系统的调度模型，在实
Ｖｏ１．４３Ｎｏ．６
ＮＯＶ．２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ０５０５．２０１３．０６．０１１
基于时间触发多传感器融合的列车测速定位系统可调度性
ｔａｓｋ．ｔｉｍｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａ
ｂａｓｅｄｏｎｔｉｍｅ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｍｕｌｔｉ－ｓｅｎｓｏｒｆｕｓｉｏｎ
ＭａＷｅｉｇａｎｇ ‘ ＭａＪｉａｎｆｅｎｇＨｅｉＸｉｎｈｏｎｇＣａｏＹｕａｎ
列车运行控制系统（列控系统）是安全苛求系统．列车测速定位系统是列控系统的重要组成部
分，其向列控系统输入的位置和速度参数需要具备严格的精度、可靠性和实时性．多传感器融合的测
收稿日期：２０１３－０４ — ２３．作者简介：马维纲（１９７６一），男，博士生，讲师；马建峰（联系人），男，博士，教授，博士生导师，ｊｆｍａ＠ｍａｉｌ．ｘｉｄｉａｎ．ｅｄｕ．ｃａ．基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２０１２ＡＡ１１２００１）、国家自然科学基金资助项目（６１１００１７３，Ｕ１３３４２１１）、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（２０１２ＪＢＭ０２３）、高等学校博士学科点专项科研基金新教师类课题资助项目（２０１２０００９１２０００４）、西安市科学技术局基金资助项目（ＣＸＹ１３３７（７））．引文格式：马维纲，马建峰，黑新宏，等．基于时间触发多传感器融合的列车测速定位系统可调度性［Ｊ］．东南大学学报：自然科学版，２０１３，