为了实现对城市轨道交通信号系统的优化,基于车车通信、全IP化架构和云计算技术的新型列控系统被提出,现已成为世界各国城轨交通的主要发展方向。新型列控系统在简化了整体结构的同时,也对设备之间的数据传输实时性有了更高要求,并且由于城轨列车在行进过程中会频繁地触发越区切换,严重影响实时性,而现有等重传间隔的重传方式只会进一步加剧网络拥塞,因此,采用新的传输结构和重传方式改善系统在越区切换等通信降质情况下的实时性十分关键。与此同时,世界各国均在推进将云计算融入列控系统中,不同云平台的效率和与本地的数据传输实时性是急需实验验证的重要研究方向。本文首先介绍新型列控系统的组织结构和工作原理,以此总结其在数据传输方面的特点,同时,阐述LTE无线通信技术,重点分析LTE网络覆盖下越区切换对时延的影响,表明越区切换是影响城市轨道交通数据传输实时性的主要原因。之后提出基于通信控制器的分布式数据传输结构,并阐述了使用该结构的新型列控系统在云计算部署方面的优势。为了提高数据传输的实时性,本文借鉴时间触发的思想,提出采用变重传间隔时间触发方式来降低系统在发生越区切换时的传输时延,并采用随机网络演算对车载设备之间的数据传输场景进行建模,将等重传间隔方式和变重传间隔时间触发方式进行对比,分别分析正常业务流的到达曲线和服务曲线并推导时延边界。仿真结果表明,变重传间隔时间触发方式可以有效降低系统的时延边界值。最后,基于实验室平台对实时性进行验证。采用MAX10 FPGA和W5500以太网控制器对主机与通信控制器的硬件组成进行设计,并编写相应的代码实现主机对通信控制器的逻辑控制功能和通信控制器的外部通信功能。同时,利用软件对城市轨道交通无线通信场景进行模拟,分别测试两种重传方式作用下系统的传输时延。实验结果表明,在100ms传输周期下,变重传间隔方式可以将系统在越区切换时的传输时延降低6.85%,能够达到改善实时性的目的。接下来搭建Openstack虚拟机和Docker容器两种云平台,分别测试本地设备与云上设备的数据传输实时性,并与物理服务器进行对比。测试结果显示,容器方式在实时性方面优于虚拟机方式,是更适合新型列控系统使用的云计算实现方式,但两者均与物理服务器有较大差距。此外,本文根据物理服务器的测试结果,对裸金属服务器的实时性进行了合理推测,认为裸金属服务器在实时性和效率方面存在显著优势。图55幅,表5个,参考文献67篇。