磁悬浮列车是20世纪一种新型的交通工具,具有运行速度快,运量大,环境污染小等优点。磁悬浮技术利用电磁感应原理,使得列车轮轨和轨道不直接接触,导致传统的轨道电路的通信方式失效,我国的上海磁悬浮车载和地面控制中心通信采用的是基于38G毫米波的无线方式,车地无线通信传输数据包含列车定位数据、速度曲线数据、控制数据、操作诊断数据等关键信息,关系到磁浮运行控制系统安全以及高效运行,必须严格保证车地通信系统数据传输性能。本文选择确定与随机petri网(DSPN,Deterministic and Stochastic PetriNets)这一形式化方法,分别建立38G毫米波故障模型、车地通信链路信道模型及越区切换信道模型(包括单个车载无线电和冗余车载无线电两种情况下的信道模型)。最终依据petri网模型的状态方程和关联矩阵,对仿真数据进行分析处理,分析和验证车地通信整体性能,也为通信协议的制定提供理论支撑。首先,论文选择车地无线通信介质--38G毫米波作为分析对象,综合各种随机故障(如链路中断、突发降质等),建立故障模型,对38G毫米波的传输特性进行剖析,分析得出毫米波无故障概率及其故障延时特性---MTTR(平均修复时间,Mean Time to Repair),验证系统性能满足西门子制定的相关规范。其次,论文以车地通信的下行链路为例,根据磁浮测试项目的参考数据及相关通信机制,建立下行链路数据传输模型。按照制定的车地通信协议,改变运行车辆数据、停车车辆数据及存车车辆数据组成的标准信息帧的长度,对系统数据传输可靠性,以及系统传输的延时响应时间特性进行评价,结果验证关于信息包长度及传输周期T的通信协议规范是合理的。再次,论文分两种情况对越区切换过程建立模型：第一种是单个车载无线电进行越区切换的情况；第二种是两个车载天线构成冗余结构进行越区切换。对比两种情况下,切换成功概率p1以及停车概率p2与列车速度v及相邻基站间距d的关系。论文结果验证系统传输性能,制定的协议中数据传输周期和信息帧规范均是合理的,并为安全行车过程越区切换提供理论参考,对我国磁悬浮车地通信的规范制定及实际运营具有一定参考意义。