MVB多功能车辆总线仿真与检测系统的设计及应用

通过对TCN标准(IEC61375-1)中多功能车辆总线MVB通信协议的研究,利用通用逻辑芯片FPGA技术、USB通讯技术、嵌入式Linux系统及Python语言开发技术等,设计了MVB仿真与检测系统。该系统通过MVB通信协议的编码和解码功能,实现了对MVB多功能车辆总线的仿真;通过对总线波形的实时采集和数据分析,实现了对MVB多功能车辆总线的检测。     

多功能车辆总线的通信性能分析及仿真

介绍了多功能车辆总线的通信协议，提出了该总线网络的性能分析方法。通过对过程数据的分析，得出了过程数据的吞吐量。分析了主设备消息事件请求帧的特点，证明了请求帧的到达过程服从泊松分布，从而可以使用数学期望分析消息数据中多事件请求引起的报文增加数，进而得出了消息数据的吞吐量。最后，在不同网络负载条件下对该总线网络进行了网络性能仿真试验，并给出了仿真结果。     

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。     

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。     

具有MVB接口的输入输出设备的分析

描述了具有列车通信网络(TCN)总线的列车网络控制系统的组成,介绍用于司控台的具有车载多功能总线(MVB)接口的输入输出(I/O)设备,对I/O设备进行详细的需求分析和设计分析,总结了I/O设备的功能特点。     

高速铁路ZPW-2000K型轨道电路通信单元的功能原理分析

ZPW-2000K型轨道电路增设了轨道电路通信单元,发送器采用无接点的计算机编码方式,取代了既有的继电编码方式,减少了大量的编码继电器,适用于高速铁路或客运专线.结合郑西高铁的实际情况,通过分析通信单元的功能原理,为现场维护人员提供帮助.     

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。     

多功能车辆总线MVB在LKJ2000型监控装置中的应用

介绍SS3B固定重联电力机车多功能车辆总线（MVB）的二次开发，提出了一种LKJ2000监控装置与MVB总线接口的途径，实现监控装置对机车的运行状态如本车、它车的电机电流、闸缸压力、手柄位置进行记录、监控。经试验和运用证明，该系统工作稳定，能满足列车运行需要。     

T型列车通信网络的偶发性数据传送

根据IEC61375-1：1999和UIC556：1999标准,介绍T型网络多功能车辆总线和绞线式列车总线上的偶发性数据传送,并从基本周期、设备分类、帧类型、设备状态扫描、主权转移等方面进行阐述,着重分析2种总线上消息数据的开始发送、传送和仲裁。     

一种采用双向有序链表存储的动态编码位图索引方法

位图索引依据其独特的位向量编码方式,在数据检索中得到广泛使用。在对比分析位图索引结构中的简单位图索引和编码位图索引的基础上,提出了一种新的基于双向有序链表存储的动态编码位图索引方法,并给出了这一动态编码位图索引方法在数据插入、删除、更新和检索中的详细算法。最后,进行实验测试。结果表明,所提出的索引方法具有更好的执行效率。     

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。     

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.     

具有USB接口的MVB适配器的开发

为了实现程序下载、MVB网络配置、数据转储、状态监视等功能,提出一种通过目前流行的通用串行总线(USB)将MVB与通用计算机连接的方案。详细介绍了具有USB接口的MVB总线适配器的硬件原理及软件编程方法。试验表明,设计满足功能要求,是可行的。     

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。     

基于Logistic集成学习的列车MVB网络异常检测方法研究

多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)已经广泛应用于轨道交通车辆,而恶劣的工作环境易造成MVB网络通信性能退化,严重时危及行车安全。在对MVB网络常见故障进行分析的基础上,从MVB物理层和数据链路层中提取网络状态特征,提出了一种基于异质Logistic集成学习的MVB网络异常检测方法,及时检测MVB网络异常,最大限度地避免故障修。通过搭建MVB网络试验平台,进行多组故障注入试验,试验结果验证了方法的有效性。     

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.     

CANopen作为轨道交通车辆总线的可行性研究

本文对CANopen协议作为轨道交通车辆总线的可行性进行了理论分析和试验验证。对比分析CANopen和MVB各层协议,结合CAN及CANopen协议特点制定一套基于静态调度算法(RM)和CANopen协议的网络调度机制,通过理论分析和实例计算证明使用该调度机制的CANopen网络能达到MVB性能,从理论上证明CANopen作为轨道交通车辆总线的可行性。通过搭建试验平台,模拟实际车辆网络和数据进行试验,试验数据及试验波形结果表明:基于本套网络调度机制的CANopen网络能够达到MVB网络性能,证明CANopen作为轨道交通车辆总线的可行性。     

一种基于MVB网络通信的中央控制设备设计方案及其实现

介绍中央控制设备CCU的功能和软、硬件设计方案和实现原理,该设备基于MVB网络通信,是TCN网络控制系统中的关键设备之一,集MVB网络通信功能、MVB总线管理功能、网络配置和监视功能、图形化编程功能于一体,支持用户网络通信配置、控制软件和诊断软件的开发。用户可利用网络配置监视软件NCMS对CCU的网络通信进行参数配置,并对连在MVB网络上的各类MVB设备状态进行远程监视。同时,用户可以利用符合IEC61131标准的OpenPCS图形化编程软件方便、可靠地开发列车级或者车辆级的各种控制和故障诊断程序。另外该设备还具有热备冗余功能,增强了设备运行的可靠性。该设备已应用于上海低速磁悬浮列车和西南交通大学磁浮中心等工程项目中,运行稳定,性能良好。