Analysis And Enhancement of Safety-Critical Communication for Railway Systems
Author
Jørgensen, Morten Lisborg
Term
10. term
Publication year
2008
Pages
72
Abstract
Wireless communication is popular because it is easy to deploy and inexpensive to install. Safety‑critical systems, such as train control, hesitate because wireless links can be unpredictable. This thesis examines whether off‑the‑shelf Wi‑Fi (IEEE 802.11) can reliably support communication between a train’s onboard computer and the driver’s control panel. We first describe the target application and existing solutions, explain the basics of 802.11/Wi‑Fi, and analyze the risks of a simple wireless setup. We then outline necessary mitigations and evaluate them with respect to safety and availability—that is, how safe the system is and how often it works as intended. Using both analytical models and numerical studies, we assess performance. The models show frequent occurrences of long delays in data packets (messages). We therefore conclude that, under the report’s assumptions, standard 802.11 is not a viable option for on‑board communication in trains.
Trådløs kommunikation er blevet populær, fordi den er nem at tage i brug og billig at installere. Sikkerhedskritiske systemer, som f.eks. togstyring, tøver dog, fordi trådløs forbindelse kan være uforudsigelig. Dette projekt undersøger, om standard Wi‑Fi (IEEE 802.11) som hyldevarer kan bruges til pålidelig kommunikation mellem togets computer og det kontrolpanel, som føreren betjener. Vi beskriver først målapplikationen og de løsninger, der allerede findes, forklarer grundprincipperne i 802.11/Wi‑Fi, og analyserer risici ved en enkel trådløs implementering. Derefter skitserer vi nødvendige afværgeforanstaltninger og vurderer dem med fokus på sikkerhed og tilgængelighed – altså hvor trygt systemet er, og hvor ofte det virker efter hensigten. Ved hjælp af både analytiske modeller og numeriske undersøgelser vurderer vi ydeevnen. Modellerne viser, at der ofte opstår lange forsinkelser i datapakker (meddelelser). Derfor konkluderer vi, at 802.11 under rapportens antagelser ikke er en brugbar løsning til ombordkommunikation i tog.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
wireless ; 802.11 ; 802.11b ; safedmi ; safety ; train ; availability ; simulation ; dcf