Hacia una arquitectura de redundancia heterogénea dinámica de doble capa para un sistema de servicio de pasajeros ferroviarios confiable
Autores: Wu, Xinghua; Wang, Mingzhe; Shen, Jinsheng; Gong, Yanwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hacia una arquitectura de redundancia heterogénea dinámica de doble capa para un sistema de servicio de pasajeros ferroviarios confiable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Dinámico
Heterogéneo
Redundancia
Arquitectura
Confiabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Los investigadores han propuesto la arquitectura de redundancia heterogénea dinámica (DHR), que integra elementos de retroalimentación dinámicos, heterogéneos, redundantes y en circuito cerrado en el sistema, para fortalecer la fiabilidad del sistema de servicio de pasajeros de ferrocarril (RPSS). Sin embargo, hay al menos dos debilidades en las arquitecturas DHR comunes: (1) necesitan nodos de sistema con suficientes recursos de computación y almacenamiento; (2) apenas han considerado la fiabilidad de la arquitectura DHR. Con este fin, este documento propone una arquitectura DHR de doble capa (DDHR) para garantizar la fiabilidad de RPSS. Esta arquitectura introduce un conjunto de algoritmos, que son algoritmos de optimización de cómputo conjunto y de optimización de peso de regla para el flujo de procesamiento de datos de la arquitectura DDHR. Este conjunto mejora la fiabilidad de la arquitectura DDHR. Para la evaluación de la fiabilidad de la arquitectura DDHR, este documento también propone dos métricas: (1) Métrica de similitud disponible dinámica. Esta métrica no se basa en la similitud general de los conjuntos de ejecutores redundantes de doble capa, sino que evalúa la similitud de su rendimiento bajo los caminos de interacción especificados dentro de un ciclo de programación único. Cuanto menor sea su similitud, mayor será su fiabilidad. (2) Ciclo de programación bajo umbral de similitud de doble capa. Esta métrica evalúa la fiabilidad de RPSS en condiciones reales al establecer los umbrales de similitud programables entre las mismas y diferentes capas de los ejecutivos redundantes de doble capa en el proceso de programación. Finalmente, se realizan experimentos de simulación analógica y experimentos de construcción de sistemas prototipo, cuyos resultados experimentales numéricos muestran que la arquitectura DDHR supera a la arquitectura DHR tradicional en términos de fiabilidad y rendimiento bajo diferentes umbrales de redundancia y similitud disponible dinámica, mientras que la complejidad algorítmica y el rendimiento de concurrencia de múltiples tareas son ligeramente más débiles que los de la arquitectura DHR, pero pueden aplicarse a las operaciones principales de RPSS en general.
Descripción
Los investigadores han propuesto la arquitectura de redundancia heterogénea dinámica (DHR), que integra elementos de retroalimentación dinámicos, heterogéneos, redundantes y en circuito cerrado en el sistema, para fortalecer la fiabilidad del sistema de servicio de pasajeros de ferrocarril (RPSS). Sin embargo, hay al menos dos debilidades en las arquitecturas DHR comunes: (1) necesitan nodos de sistema con suficientes recursos de computación y almacenamiento; (2) apenas han considerado la fiabilidad de la arquitectura DHR. Con este fin, este documento propone una arquitectura DHR de doble capa (DDHR) para garantizar la fiabilidad de RPSS. Esta arquitectura introduce un conjunto de algoritmos, que son algoritmos de optimización de cómputo conjunto y de optimización de peso de regla para el flujo de procesamiento de datos de la arquitectura DDHR. Este conjunto mejora la fiabilidad de la arquitectura DDHR. Para la evaluación de la fiabilidad de la arquitectura DDHR, este documento también propone dos métricas: (1) Métrica de similitud disponible dinámica. Esta métrica no se basa en la similitud general de los conjuntos de ejecutores redundantes de doble capa, sino que evalúa la similitud de su rendimiento bajo los caminos de interacción especificados dentro de un ciclo de programación único. Cuanto menor sea su similitud, mayor será su fiabilidad. (2) Ciclo de programación bajo umbral de similitud de doble capa. Esta métrica evalúa la fiabilidad de RPSS en condiciones reales al establecer los umbrales de similitud programables entre las mismas y diferentes capas de los ejecutivos redundantes de doble capa en el proceso de programación. Finalmente, se realizan experimentos de simulación analógica y experimentos de construcción de sistemas prototipo, cuyos resultados experimentales numéricos muestran que la arquitectura DDHR supera a la arquitectura DHR tradicional en términos de fiabilidad y rendimiento bajo diferentes umbrales de redundancia y similitud disponible dinámica, mientras que la complejidad algorítmica y el rendimiento de concurrencia de múltiples tareas son ligeramente más débiles que los de la arquitectura DHR, pero pueden aplicarse a las operaciones principales de RPSS en general.