CTCS-3级车载系统MVB接入设备的研究与实现

介绍CTCS-3级列车车载系统采用多功能车辆总线(MVB)进行通信的功能单元以及各个单元间的周期性和突发性通信行为。在对MVB总线协议以及上层应用协议进行分析的基础上,以MVB-Ethernet网关为例,详细介绍MVB通信网关的硬软件实现技术以及MVB网关设备在半实物仿真平台中的应用。     

基于多功能车辆总线的网络自适应重组技术方案

在城市轨道交通列车通信网络技术领域，通过WTB(绞线式列车总线)来实现车辆编组变化而进行的网络重组是常用的技术方案。为了实现基于MVB(多功能车辆总线)的网络重组，从网络重组的连接方式、自适应网络系统功能、配置过程、MVB组网控制装置及MVB动态地址分配等方面，详细阐述了多功能车辆总线的网络自适应重组技术方案，并从自适应组网控制单元的功能出发，对网络自适应重组技术方案进行检测验证。检测验证结果表明，基于MVB的网络自适应重组技术方案能较为便利地实现对车辆的组网控制，能解决多单元车辆网络组网的关键问题，灵活地配置列车通信网络系统。     

GSM-R车载通信系统的MVB一类设备设计与实现

CTCS-3级列控系统是"十一五"科技支撑计划"中国高速列车关键技术研究及装备研制"项目的重要研究内容之一.CTCS-3级列控系统的重要特点之一是采用GSM-R数字移动通信系统传输车-地双向列控数据,GSM-R车载通信系统是CTCS-3级列控系统的重要组成部分,其结构见图1.由图1可知,无线传输模块( RTM)中的通信控制单元与列车超速防护系统(ATP)通过多功能车辆总线( MVB)进行通信.MVB-类设备集成在RTM通信控制单元中,具有UART和MVB 2个通信接口:UART接口负责与通信控制单元中的主控制器通信;MVB接口负责与ATP设备通信,实现RTM通信控制单元与ATP设备间的通信.     

动力集中型动车组网络控制系统仿真测试台

动力集中动车组网络控制系统是一个复杂的系统,它由多个功能相对独立的子系统通过列车总线WTB和车辆总线MVB互相连接构成控制与通信网络,相互协作实现对整列车的控制。微机网络控制系统的可靠性和稳定性决定了动车组能否稳定运行。由于微机网络控制系统结构庞大,控制逻辑错综复     

基于可编程片上系统技术的多功能车辆总线解码与记录装置设计

随着列车通信技术的发展,故障诊断和数据记录已成为保障列车运行的重要手段,因此需要一种高速度、大容量的数据记录系统来收集列车网络产生的信息。设计了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的多功能车辆总线(MVB)解码与记录装置,结合嵌入式处理器与可编程逻辑器件软硬件协同工作的优势,将MVB实时解码和大容量存储集成于单块FPGA芯片内。装置以在线监听总线的方式,收集MVB设备的状态监测和故障诊断信息,为分析列车运行的安全性与可靠性提供依据。     

基于MVB通信的VC U软冗余功能研究与开发

VCU(车辆控制单元)是列车网络与控制系统的中枢,是保证列车运行安全的关键设备,其冗余设置非常必要.文章介绍了基于MVB(多功能车辆总线)通信的软冗余功能包的开发,使VCU冗余不再依赖硬件,既能保证列车运行安全,又降低了成本,提高了可靠性.     

深圳地铁1号线续建工程多功能车辆总线网络系统的可靠性分析

对于列车网络系统来说,可靠性最为关键。列车网络系统可靠性越高,列车运营越安全,可使调试和维护的成本极大地降低。分析列车网络系统的可靠性,寻找列车网络系统可靠性的提升措施,对列车网络系统的设计和维护具有重要的现实意义。以深圳1号线续建工程为例,从列车多功能车辆总线（MVB）的各个方面分析了列车网络系统的可靠性,提出了列车MVB网络系统的可靠性提升措施。建议在列车控制领域,在满足功能的情况下应尽量地减少硬连线,积极地推广和使用车辆网络系统。     

基于ARM和FPGA架构的地铁车辆MVB总线分析仪设计

车辆通信多功能总线(MVB)已成为城市轨道交通车辆通信的主流。将FPGA(现场可编程门阵列)的高速信号采集的优势与ARM(嵌入式微处理器)可嵌入实时操作系统的特点相结合,研制了基于嵌入式系统的便携式总线分析仪。搭建了测试系统,在MVB设备EDCU(车门电子控制单元)中进行试验验证。验证结果表明,该总线分析仪可实现与MVB设备的主帧发送和从帧回复的精确采集和解码,可用于地铁车载MVB设备的故障检测和维修等。     

高速列车通信网络技术特点及其应用

现代列车朝高速化、自动化、舒适化方向发展已经成为必然趋势.列车通信网络已成为高速列车控制系统的关键技术.它能够通过对列车运行及车载设备动作的相关信息进行集中管理,从而保障列车安全高速运行.介绍了列车通信网络的两条总线,即纹线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB),并分析了两层网络拓扑结构.根据现场总线技术在我国高速列车上的应用情况,比较了WTB、MVB、LonWorks、CAN等几种总线的特点,根据其特点可选取不同的应用领域.     

基于单片机的MVB网卡板的设计与实现

为满足目前列车网络控制系统的需要,设计开发了组态式的MVB与DPRAM背板总线通信互连的网卡板,并对基于单片机的MVB网卡板的软、硬件设计方案进行了重点介绍。该网卡板具有组态式应用软件编程特性,完全满足了MVB网关系统的要求,具有很高的可靠性和极强的实用性。     

基于双FPGA的MVB通用接口研制

针对目前铁路上的MVB接口单元几乎只能应用于MVB-cPCI或MVB-PC/104两种通信方式的局限性,提出了一种新的通信方案,即通过ARM芯片检测总线连入状况,自动引导对FPGA配置不同的程序,以实现在同一个MVB接口单元上完成MVB与其他系统总线(如MVB-USB、MVB-Ethernet总线等)互连通信的功能.所设计的MVB接口单元能实现MVB与其他系统总线互相传输数据,能增强MVB与外界信息交换的能力,克服车载设备间、车载设备与非车载设备间的兼容性低的缺点.该研究不仅从理论上阐述了基于FPGA的多种系统总线互连的接口设计,还实现了样板设计,并进行了互连通信测试.试验结果表明,这种研究不仅能实现多总线互连通信,还可应用开发高访问速率的TCN5类设备.     

嵌入式可配置实时操作系统eCos在MVB／RS通信网关中的应用

MVB/RS通信网关是列车控制与管理系统中的一个重要部件,实现MVB(多功能车辆总线)协议与第三方RS485串行协议转换.嵌入式可配置实时操作系统eCos具有组件架构、易配置等特色,是适合MVB/RS通信网关应用开发的一个平台.介绍了其软、硬件结构和应用程序开发过程.     

基于变分自编码器的MVB网络异常检测方法

多功能车辆总线(MVB)用于列车通信网络中各功能设备间的信息传输,其网络异常将严重影响列车运行安全.在对MVB网络常见故障分析的基础上,提出一种基于变分自编码器(VAE)的MVB网络异常检测方法,直接将采集到的MVB信号物理波形作为模型输入,选取VAE重构误差作为MVB网络异常检测依据.为了有效解决实际应用中带标记异常...     

基于波形特征提取和FA-Grid SVM的MVB故障诊断

列车通信网络的故障诊断一直是列车健康管理的难点,文章针对列车MVB(多功能车辆总线)网络,提出了一种基于波形特征提取和联合萤火虫网格寻优支持向量机(FA-Grid Support Vector Machines, FA-Grid SVM)相结合的故障诊断方法。通过提取MVB总线物理波形的时域特征,作为支持向量机的样本,构建MVB故障数据集;基于SVM较优参数点基本集中于同一区域这一现象,提出FA-Grid两步寻优的参数优化模型。试验结果表明,与传统网格寻优和遗传算法(GA)相比,提出的FA-Grid寻优模型时间复杂度低,分类效率高,能够准确地对MVB故障进行诊断。     

机车车辆的MVB-CAN总线网关设计

列车通信的网络组态是多种多样的,其中MVB与CAN总线连用就是一种高性能的组网方式.基于对CAN和MVB报文结构的深入分析,实现一种MVB-CAN的网关设计,有效地完成了两种协议之间的各个网络层次的转换.     

一种总线型和交换型网络并存的列车网络设计

为了满足列车网络日益增长的数据传输需求,同时保证列车网络数据传输的可靠性和实时性,提高列车网络的灵活性和互联互通性,设计了一种总线型和交换型网络并存的列车网络控制系统,将2种网络优势互补,并可根据列车网络的实际情况,按照故障导向安全原则自动选择网络形式。搭建了实验室仿真试验平台,进行了MVB/WTB通信和TRDP(Train Real-time Data Protocol)通信之间的转换和列车控制逻辑的测试,并通过了400 km/h跨国互联互通动车组项目验证。试验证明,总线型和交换型网络并存的列车网络系统性能优异,能够为承载更加多样化的数据和拥有更加高效传输性能的列车网络控制系统提供重要支撑。     

具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计

针对高速动车组列车控制网络对输入输出设备的要求,提出了一种具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计方案。该模块主要包含主控制板卡、MVB板卡和多个输入输出板卡,其中主控板卡通过以太网接口可实现TRDP协议的数据传输,也可以通过并行总线访问MVB板卡实现MVB数据传输。上述两种模式可通过软件配置实现切换。主控制板卡通过串行总线对输入输出板卡进行管理。通过试验验证,该模块方案可自动识别板卡类型及数目,便于准确地查找故障,输入输出通道数目具有很强的扩展性,MVB和TRDP的控制方式灵活切换,TRDP通信质量满足现场要求。     

MVB网络接口单元的FPGA实现

介绍了列车通信网和多功能车厢总线(MVB),分析了国外先进的MVB网卡通信机制与特点,在此基础上,提出了一种主动式MVB网卡的FPGA实现方法,并采用了功能相关的模块分组验证方法,对MVB系统进行功能验证及时序验证。     

现场总线在列车控制网络中的应用

现场总线技术在列车控制网络中得到越来越多的应用。通过介绍CAN、LonWorks、WTB、MVB几种常用的现场总线的技术特点,以及在列车控制网络中的实际应用情况,强调在实际应用中,一定要根据列车控制网络的要求和各种现场总线的特点进行科学合理的选择。     

MVB网络间歇性连接故障定位方法研究

多功能车辆总线(MVB)是列车的中枢神经,其可靠性对列车的安全稳定运行至关重要.在常见的MVB网络故障中,间歇性连接(IC)故障常在列车运行时的振动环境下间歇性出现,不仅难以诊断和定位,而且将导致网络丢包率和时延的增加,影响列车的运行安全.为此提出了一种MVB间歇性连接故障的定位方法.由于IC故障帧波形被打断后无法解码...