【摘 要】
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计算机联锁系统作为铁路信号系统重要的组成部分,在保证行车安全、提高运行效率方面发挥着重要作用。随着铁路建设的快速发展,对铁路新员工培训、信号专业学生教学、联锁仿真实验的需求逐渐增加。传统半实物化仿真培训系统受场地、网络环境、人员数量等限制无法随时随地进行培训,因此C/S或者B/S结构的联锁仿真培训系统逐渐用于线上培训及教学。面对新形势下的网络课程,线上计算机联锁仿真培训需求显著增加,这对Web服务
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计算机联锁系统作为铁路信号系统重要的组成部分,在保证行车安全、提高运行效率方面发挥着重要作用。随着铁路建设的快速发展,对铁路新员工培训、信号专业学生教学、联锁仿真实验的需求逐渐增加。传统半实物化仿真培训系统受场地、网络环境、人员数量等限制无法随时随地进行培训,因此C/S或者B/S结构的联锁仿真培训系统逐渐用于线上培训及教学。面对新形势下的网络课程,线上计算机联锁仿真培训需求显著增加,这对Web服务器端联锁系统的并发性能和处理效率提出了更高的要求。针对上述问题,本文以B/S结构计算机联锁仿真系统为研究对象,针对计算机联锁多用户并发的特殊性和数据的复杂性,提出了基于线程池和线程动态调度的多用户并发访问方法。论文具体研究内容如下:1)针对B/S结构的计算机联锁仿真系统特性,对多用户并发情况下存在的问题进行总结;从服务器并发角度,对动态线程池理论及并发服务器模型的特点进行分析和总结,确定服务器端联锁程序的并发模型。2)根据联锁仿真系统特性和服务器多线程并发模型,提出基于线程池的联锁系统多任务处理模型;针对联锁逻辑运算中核心的进路控制过程,构建主从模式的动态线程池模型,提出了多线程情况下的线程同步方案和动态线程池的实现方法,并对线程池的功能进行了测试。3)针对多用户并发下请求堆积及线程池性能问题,基于排队理论建立服务器端的请求排队模型,根据系统中的任务特性,提出基于平均时间的线程动态调度策略;根据任务的时间属性完成特征数据的采集,给出负载变化各阶段的线程动态调整算法,使线程池能够根据运行时参数进行有效地动态调整。4)基于C++编程语言、VS2017开发环境完成编组站联锁仿真系统的设计和开发,包括通信功能、数据初始化、进路控制、非进路命令处理、读写数据库等主要功能模块,并将本文中动态线程池模型及线程调度算法应用于进路控制过程;基于Load Runner性能测试工具编制测试脚本,模拟多用户并发场景,完成对系统的性能测试及模型的验证,并对测试结果进行分析。研究结果表明,本文中的动态线程池模型及线程动态调度策略可改善多用户并发的系统性能。根据用户数量的不同,相比于固定线程池模型平均响应时间减少了1.45%～35.6%,相比于对比方法平均响应时间减少了2.87%～20.96%,此外,本文中方法和对比方法在降低响应失败数量方面均优于固定线程池模型。图44幅,表10个,参考文献67篇。
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