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。     

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。     

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。     

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。     

MVB协议一致性测试研究与基本互联测试的实现

为了确保列车多功能车辆总线(MVB)设备的兼容性和互操作性,提高互联的成功率,必须对其进行协议一致性测试。介绍了MVB协议的特点、MVB一致性测试内容,并根据测试需求搭建了一致性测试平台。最后以基本互联测试为例,设计了测试方案并在实验室所搭建的平台上进行了实现,为MVB设备深层次的一致性测试提供了借鉴意义。     

多功能车辆总线芯片验证研究与实现

多功能车辆总线(MVB)是列车通信网络(TCN)的重要环节,用于列车内部各个设备之间的数据交互通信。集成电路测试是集成电路开发过程中的一部分,其目的是验证芯片各个阶段的实现满足设计需求。介绍自主化的多功能车辆总线芯片开发流程,实现从芯片定义到最终产品定型的全周期测试,确保芯片的实现符合设计需求和IEC61375协议规定。     

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。     

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.     

基于多目标粒子群优化的多功能车辆总线周期性扫描表的优化

介绍多功能车辆总线(MVB)周期性扫描表的设计原则和优化方法.引入IEC-61375协议中定义的MVB周期性扫描表(PPT)相关基本概念,从合理利用总线、实时数据传输及突发数据应对的角度认为MVB周期性扫描表设计应遵循“均衡总体、异化个体”的设计原则.依照该原则,构造了周期性扫描表优化问题的数学模型,提出3个优化指标:最长周期相、最短周期相及异化度.然后针对性地设计一个多目标粒子群优化(MPSO)方法,该优化方法引入优化权重及效用函数协调、相互对立的优化目标,并提出粒子编码、外部种群更新、粒子记忆及位置更新、粒子变异的方法,最后经过实例说明该优化方法得到预期的优化结果.     

基于多功能车辆总线的地铁车辆远程监测系统研究

多功能车辆总线(MVB)上传送了大量关于地铁车辆运行状态的信息,对故障检测及设备维修有着重要的参考价值。设计一套由解码系统、传输系统和监测系统3 个部分组成的基于MVB 总线的地铁车辆信息远程监系统,实现地铁车辆运行状态的远程监测。介绍该系统的总体设计,以及3个子系统的原理和功能,并利用车门半实物仿真平台和车门控制单元(EDCU)进行系统测试,验证整个数据流程的完整性以及可行性。     

MVB协议分析装置设计及其实时性分析

介绍多功能车辆总线MVB协议分析装置的功能、软硬件设计方案及实现原理。分析影响MVB协议实时性的关键因子,试验和对比4种不同改进方案下设计的MVB协议分析装置的实时性能,采用状态机模式实现MVB网络数据实时底层解码;采用多重缓冲技术,在无需控制器参与的情况下实现高速USB控制时序,解决了MVB协议分析装置实时性不高的难题。该设备与国外同类产品相比,在实时性、可靠性、灵活性等方面都有明显提高。     

轨道车辆MVB通信网络的实时特性

多功能车辆总线(MVB)应用于轨道交通车辆的车厢级通信网络已经成为新一代列车通信网的发展趋势。采用MVB必须满足轨道车辆对数据传输提出的实时性要求。MVB网络的端到端传输延迟主要包括报文分组在缓存器内的平均等待延迟、发送报文分组延迟、介质传播延迟等,而影响发送报文分组延迟的主要因素是报文分组的平均等待延迟受介质访问控制方式的约束;主设备消息事件请求帧的到达过程服从泊松分布,多消息事件并发引发的事件仲裁延迟是影响消息数据报文延迟的重要因素。仿真实验结果表明,MVB网络的过程数据具有报文分组传输时间确定、报文分组长度对网络延迟影响小等实时特性,但消息数据的报文延迟受网络负载的影响较大。运用排队理论分析主从轮询方式下过程数据的延迟与MVB的轮询周期、通信速率的关系;分析数据表明,该方法可以取代以往的国外经验值来配置网络,而且配置指标更符合实际运行的要求,并已经成功应用于实际设备的测试分析中。     

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.     

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。     

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。     

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ZigBee技术的HXD1B型机车数据传输系统设计

本文设计的机车数据传输系统主要完成HXD1B机车的多功能车辆总线和ZigBee无线通信之间的协议转换和数据通信。实现多功能车辆总线数据转储、软件更新和状态监视等功能,可节省机车检修的人工成本。文中详细介绍该系统的设计思路,硬件原理和软件编程方法。     

MVB协议一致性测试研究与实现

多功能车辆总线（MVB）是列车通信网络标准中明确定义的通信协议,用于车辆内部各功能设备间的信息传输。为了确保来自不同生产厂家的MVB设备的兼容性和互操作性,必须对各个MVB设备进行协议一致性测试。本文在简单介绍协议一致性测试基本工作原理的基础上,分析了MVB协议的特点,提出了对MVB进行协议一致性测试的测试方法和应包括的测试内容。并以过程数据链路层协议为例,详细阐述了MVB设备的测试要求、测试实例的生成、测试运行及测试评估等具体的测试实现过程。最后基于上述测试原理,在实验室环境下设计并构建了基于PC104总线的80486硬件平台和μC/OS-II实时多任务操作系统软件平台的测试系统,完成了MVB过程数据链路层协议的高覆盖一致性测试,给MVB协议其他方面的一致性测试提供了一定的借鉴。     

基于贝叶斯规则的MVB通信误码率测试方法

误码率是衡量数字通信系统可靠性的重要指标。本文结合多功能车辆总线(MVB)信号传输特点,设计出一种新型的基于贝叶斯规则后验概率模型的MVB误码率估计算法,并使结果满足置信度要求;仿真和对比不同误码条件下,MVB误码率测试的实时性能;设计了硬件实现方案,进行了MVB协议分析装置的误码率测试功能扩展。该算法硬件实现简便,在测量时间及准确性方面较之传统方法有明显提高,适合工程现场对于MVB进行通信质量测试。     

基于UMLTCN网络分析

主要对TCN网络进行分析.TCN网络分两层,用于连接车辆内固定设备的车辆多功能总线MVB网络和用于连接各节可动态编组的列车通信网络WTB.本文分析了MVB网络的帧格式、主帧、从帧,变量通信机制和消息事件巡回算法和搜索算法,分析了WTB网络中的消息网络寻址方式以及初运行机制,并采用UML对上面分析结果进行建模.