一种改进的多功能车辆总线周期扫描表的配置方法

结合国际电工委员会IEC 61375标准中构成周期扫描表的基本规则,在分析了周期数据通信方式和报文信息特点的基础上,将总线负载均匀度加入约束条件,提出了一种改进的多功能车辆总线(MVB)周期扫描表优化算法。利用该优化算法对具体的周期扫描表用例进行配置,与传统的逐步填空法相比,可以有效提高整个周期扫描表的均匀度,以此达到提升列车网络控制系统的可靠性和实时性的目的。并且该算法能够设置优先发送的数据,人为决定特定数据在特定周期发送,有利于分析特定的数据。最后基于该优化算法,开发出一款专门的软件用于配置MVB周期扫描表。     

基于负载均衡的MVB周期数据调度优化

针对采用单调速率(RM)调度算法构建的周期扫描表易导致多功能车辆总线(MVB)网络出现负载不均衡的问题,基于MVB网络建立以网络负载不均衡度最小为目标的优化模型;为增加算法的收敛速度,简化算法求解过程,采用基于以平均负载率为中心的预测域的免疫遗传算法对优化模型进行全局最优求解。仿真和试验结果表明:较RM调度算法和其他优化算法,采用所给出的优化模型和算法能够明显减小MVB网络负载的波动;算法具有更快的收敛速度,可以提高MVB网络的负载能力,提升控制系统的性能。     

350km/h动车组TCN网络周期轮询优化算法研究

CRH3型高速动车组周期轮询策略存在总线负载利用率不均匀、周期负载占用带宽相差较大的不足。针对此不足,对高速动车组网络控制系统周期数据的数学模型进行推导,提出一种用于350km/h动车组的周期轮询优化算法。根据MVB轮询周期表的特点,在求解过程中增加层次性的约束条件,以局部目标函数代替全局目标函数,提高了算法的运行效率。对单调速率算法、遗传算法和多约束条件均匀度优先算法的关系进行论证,表明此优化算法在多约束条件下具有极大优势。对优化算法进行可调度性分析,验证了周期轮询表优化结果的有效性。仿真结果进一步证实此优化算法实现了负载信息均匀度最优。     

基于混沌遗传算法的MVB周期扫描表优化

按照国际标准IEC 61375的规则所构成的周期扫描表存在周期信息分布不均匀、带宽利用率较差的问题。在明确周期扫描表生成的规则和约束后,以均匀度为目标函数,使用混沌遗传算法构建数学模型求解。通过实例仿真构建周期扫描表,并与逐步填空法建立的周期扫描表的均匀度比较,显示混沌遗传算法的优越性。     

一种多功能车辆总线周期扫描表优化设计方案

介绍了多功能车辆总线有关介质分配的基本概念,分析了按照IEC 61375-1标准定义的基本规则所构造的周期扫描表存在的缺陷。提出了一种将数据量最大的端口数据安排在当前网络负荷最小的基本周期发送的周期扫描表优化设计方案,采用该方案生成的周期扫描表中的周期变量分布均匀,各个基本周期内网络负荷基本均衡,从而实现MVB网络实时调度的性能优化。     

基于蚁群算法的多功能车辆周期扫描表的优化设计

针对多功能车辆总线周期扫描表的已有设计方案存在缺点,本文对其优化设计方法进行深入研究,提出一种基于蚁群算法的优化设计方法.本文明确周期扫描表设计问题实质是典型的组合优化问题.首先,针对该组合优化问题建立数学模型,确定约束条件,提出减小周期数据报文在各个周期相中方差的优化目标.然后,针对该数学模型,利用蚁群算法生成蚂蚁行走的路径图,推导出相应的计算公式,从而寻找到最优路径,生成主帧的最优排列.最后,算法在MVB总线实例上进行验证,仿真结果表明以减小周期数据报文在各个周期相中的方差为优化目标的蚁群算法明显提高周期扫描表的均匀度和生成主帧表的效率.与国际标准IEC61375-1推荐算法进行比较,蚁群算法具有优势.     

多功能车辆总线MVB周期扫描表配置分析

MVB(Multifunction Vehicle Bus)总线管理器需要按照周期扫描表来进行周期轮询,周期扫描表是周期数据通信时调度的依据,因此,配置好周期扫描表就可以更高效的传输数据。目的是完成周期扫描表的配置,并对配置情况加以说明。在分析了周期数据通信方式和报文定时特点的基础上,结合国际电工委员会标准IEC 61375-1中构成周期扫描表的基本规则,确定了生成周期扫描表的算法流程。同时说明了周期数据时间在超出基本周期时间65%的状况下,又如何调整周期扫描表来完成周期扫描表的配置。最后再根据MVB周期信息,以EMD(Elec-trical Middle Distance)介质为例子说明了如何配置周期扫描表。     

多功能车辆总线周期扫描表的最优化设计

介绍多功能车辆总线中配置于主设备的周期扫描表的优化设计方法.在给出周期扫描表相关的基本概念后,讨论按照 IEC61375-1标准所构造的周期扫描表的缺陷.基本规则生成的周期扫描表的陡度较大,周期变量分布不够均匀,且没有考虑报文定时的影响.针对是否报文定时相关提出两种优化设计算法.对于报文定时无关的可以采用逐步填空法完成,并给出逐步填空法的具体步骤.该方法生成的周期扫描表的陡度达到了最优值.对于报文定时相关的周期扫描表(TPPT)构成问题,则采用混合遗传算法进行求解.建立TPPT问题的数学模型,提出TPPT问题的目标函数,及编码、选择、交叉和变异的方法.计算结果表明这两种算法可以较好的优化MVB周期扫描表的构造.     

基于UART Emulation技术的MVB网卡设计与组网研究

提出一种MVB网卡设计方案,在主机与MVB控制器的架构上结合UART Emulation技术,较为完善地实现了MVB设备的过程数据、消息数据、用户编程等功能。利用所设计的网卡与其他MVB网络设备进行MVB组网研究,依据单调比率算法进行周期扫描表的设计,在所搭建的网络平台上进行基本的通信测试,验证了设计的正确性和可行性。该网卡尺寸符合标准3U大小,便于与其他网络设备集成于工控机箱之中。     

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.