基于MVBC的分布式智能I/O模块的研究

简要介绍了新一代分布式列车控制系统的基本结构和功能，详细论述了新一代MVB通信控制器MVBC01的特点以及基于MVBC1类设备协议的分布式智能I/O模块的设计原理；最后指出该研究成果在改进现有列车控制系统的性能以及自主开发新一代列车控制系统等方面所具有的现实意义。     

基于ARM核微处理器的MVB四类设备的研究

简要介绍了基于新一代ARM核微处理器和MVB通信控制器MVBC01的MVB四类设备软硬件体系结构、功能与系统调试方法，重点介绍了板级支持包(BSP)的设计方法以及MVB实时协议栈(RTP)消息数据通信软件的设计原理。试验表明：该MVB四类设备功能达到了设计要求。     

MVB帧收发模块设计

介绍了多功能车辆总线(MVB)及其总线控制器,着重分析了收发模块的功能。在此基础上,将帧的收发模块划分为基本的功能单元,以QuartusⅡ软件作为开发平台,采用Verilog硬件描述语言进行编程,成功地建立了收发模块IP核。     

基于Linux系统的MVB 3类设备研究

以智能显示装置为例阐述了开发基于Linux系统的MVB设备的必要性,并介绍了基于Linux的MVB 3类没备的硬件和软件设计,重点分析了MVBC芯片的电路设计、MVB 3类设备的软件体系结构、MVBC的驱动程序开发以及RTP协议栈的实现.     

铁道车辆MVB网络分析

本文立足铁路MVB网络分析,介绍并分析了多功能车辆总线MVB帧结构、主设备帧和从设备帧及主设备帧和响应此主帧而送出去的从帧组成报文的原理,针对影响MVB协议实时性的关键因子,通过网络配置灵活支持MVB过程数据、消息数据和监督数据,降低了列车实时数据的传输时延,使实时性可靠性灵活性等方面都有明显提高。     

基于FPGA的MVB1类设备网卡的设计

考虑到MVB1类设备网卡支持简单的过程数据传送(功能代码为0～4)和设备状态响应(功能代码15)，不支持消息数据、过程数据强制功能的情况，提出利用FPGA(现场可编程门阵列)开发MVB1类设备网卡。这样，在完成通信功能的同时，可以无需外加CPU即完成一些简单的IO、AD等功能，也可以设计出总线方式与CPU相连。实践证明MVB1类设备网卡采用PC104接口与宿主CPU连接，具有110个256位的过程数据通信能力；用FPGA开发MVB1类设备网卡比用MVBC芯片更具优势。     

北京地铁14号线环控系统LK系列冗余可编程控制器应用

北京地铁14号线环境与设备监控系统采用LK冗余系列可编程控制器为核心的分布式I/O控制系统,主从控制器分别在车站两端,控制器之间通过双光纤自愈环相连,并采用Profibus-DP双网冗余作为主干网进行通信。通过对该车站所辖区间及车站九大系统设备进行模式和时间表控制、对设备用房和公共区的环控参数进行实时监测以及与火灾报警控制系统主机modbus通信和消防联动,保证地铁乘客乘车安全和地铁站内的环境适宜。同时,主从端可编程控制器皆采用"一主一备"的运行模式,两个可编程控制器之间通过底板实现数据的高速同步及主备控制器的切换,从而实现主系统出现故障时快速切换到备用系统上,保证环境与设备监控系统的稳定运行,提高系统抗干扰能力。     

CBTC测试平台车载控制器控车功能测试的设计

针对基于通信的列车控制（CBTC）测试平台被测设备群中的车载控制器（VOBC），设计了仿真车辆与其在几种常见列车运行场景下的交互流程，以测试其控车功能。利用计算机仿真技术，通过Microsoft Visual Studio开发工具及C#语言进行编程以实现仿真车辆子系统、车载接口适配器等与VOBC物理设备的通信，完成了VOBC设备功能测试框架的构建。在紧急制动、限制向前人工驾驶模式（RMF）选择及列车自动驾驶（ATO）3种运行场景下，分别设计了仿真车辆与VOBC设备的交互流程，通过实际项目测验，该设计能完成对VOBC控车功能的测试。这为VOBC设备功能的测试提供了可行的技术方案，也为CBTC测试平台被测设备群中其它设备的测试提供了参考。     

TETRA数字集群系统图像摄取传输功能的研究与实现

本文提出了一种基于TETRA数字集群通信系统实现图像摄取传输的实现方案,分析了图像传输功能中的传输协议,大文件传输,丢包,乱序以及图像传输的完备性检测等关键技术,并给出了具体解决方法。通过对移动电台终端、移动设备和调度终端等设备的分组数据连接配置,编程实现了利用数字集群系统进行图像摄取传输的功能,扩充了集群系统的业务范围。     

MVB网卡的帧收发器设计

介绍了MVB网卡帧及其收发器的结构,阐述了MVB网卡中帧收发器设计中的一些关键技术问题,采用VerilogHDL硬件描述语言编程,以Altera公司的QuartusⅡ为仿真平台,在FPGA上实现了MVB的链路层的帧收发,从而得到符合IEC61375协议的帧波形。     

多功能车辆总线系统性能分析

现场总线技术在铁路通信领域起着关键作用,分析、评估总线网络的性能可以指导合理的网络配置。本文介绍了多功能车辆总线的数据类型,数据的传输特点以及数据的传输内容。该总线采用周期轮询的介质访问控制方式,在轮询周期内,主设备发送轮询帧,从设备发送响应帧。结合现有地铁车辆故障诊断系统的实际情况,介绍车辆级故障诊断系统的车辆编组结构、控制网络的配置以及系统参数的设定等情况,进而建立数学模型,分析该系统的轮询周期、报文分组在服务站内的平均等待时间,利用排队理论分析网络的延迟性能以及服务站缓存器的容量问题,与实际情况及一般经验参考公式做对比分析,得出系统轮询周期的经验参考值与实验分析值之间的对比结果,提出了该总线网络的性能分析方法。     

MVB总线实时协议实现及其试验研究

通过对MVB及其实时协议的研究,自主开发了MVB实时协议栈软件,以MVB通信控制器构建了基于MVB总线的控制模块样机(采用MVBC01以及嵌入式ARM处理器),完成了2个模块之间的互连试验以及与国外产品的通信兼容性试验。     

城市轨道交通新型车载信号设备以太网网关的设计

目前轨道车辆常用的串行控制总线面临总线阻塞和控制时间延迟等问题,以太网通信总线是未来发展方向。对车载信号设备与不同车载网络总线间的通信进行了阐述,分析MVB(多功能车辆总线)和以太网的报文,完成了MVB-TCP/IP通信模块的设计,实现以太网通信协议与MVB间的数据传输。     

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.     

基于VHDL语言的多功能车辆总线编码器设计与分析

本文对现有高速铁路中的动车组多功能车辆总线进行分析，研究适合于此总线的编码方式，利用曼彻斯特编码对多功能总线进行编码分析。一方面建立了功能结构，另一方面用硬件描述语言对编码进行仿真，该编码方式有利于提高总线数据传输的纠错能力。     

基于有限状态机的轨道交通多功能车辆总线网络动态性能仿真分析

鉴于MVB(多功能车辆总线)网络在轨道交通列车上的广泛应用,选取网络效率、网络利用率和网络吞吐量等表征MVB网络动态性能的关键评价指标,基于Stateflow有限状态机工具箱构建模块化MVB网络模型,并利用该模型分析了数据长度、设备数量、传输介质等因素对MVB网络动态性能的影响.