Abstract
In the train system, railway vehicles are connected in a line. Therefore, this feature should be considered in composing network topology in a train system. Besides, inter-car communication should be distinguished from in-car communication. As for the inter-car communication, the hybrid topology was proposed to use rather than the conventional ring, star, daisy-chain, and bus topologies. In the hybrid topology, a number of cars are bound to be a group. Then star topology is used for the communication in a group and daisy-chain topology is used for the communication between groups. Hybrid topology takes the virtue of both star and daisy-chain topologies. Hence it maintains communication speed with reducing the number of connecting cables between cars. Therefore, it is important to choose the number of cars in a group to obtain higher performance. In this paper, we focus on the optimization of hybrid topology for railway cars. We first assume that the size of data and the frequency of data production for each car is identical. We also assume that the importance for the maximum number of cables to connect cars is variable as well as the importance of the communication speed. Separated weights are granted to both importance and we derive the optimum number of cars in a group for various number of cars and weights.
철도 차량은 일렬로 연결되는 구조적 특수성이 있으므로 네트워크 토폴로지를 구성하는 경우에서도 이를 고려하여야 한다. 또한 차량 내의 장치 간 연결에서의 토폴로지와 차량 간 연결에서의 토폴로지를 구분하여야 한다. 차량 간 연결에 있어서 기존의 링, 스타, 데이지체인, 버스 등의 토폴로지 대신 이를 조합한 하이브리드 토폴로지가 제안되었다. 이는 일렬로 연결된 철도 차량을 적절한 수의 그룹으로 묶고 그룹 내에서는 스타 네트워크 토폴로지로 구성하고 그룹 간 연결은 데이지체인 네트워크 토폴로지로 구성하는 방식이다. 이를 통해 하이브리드 토폴로지는 스타 토폴로지에 비해 차량 간 연결에 필요한 케이블의 수를 절감하고도 적절한 전송 속도를 유지할 수 있다. 하이브리드 토폴로지는 스타와 데이지 체인 두 가지 토폴로지를 절충하는 방식이므로 각각의 장점을 잘 활용할 수 있도록 그룹 내 차량의 수를 적절히 선정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 철도차량에서 최적의 하이브리드 네트워크 토폴로지를 구하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 차량 별로 데이터 생성 크기와 생성 주기가 동일하다는 가정 하에 차량 간 연결에서의 최대 케이블 수와 전송 속도에 대하여 각각 가중치를 별도로 두고 가중치 별로 전체 차량 수에 따른 최적의 그룹 내 차량의 수를 도출한다.
