多功能车辆总线事件仲裁实时调度算法

针对列车通信采用多功能车辆总线(multifunction vehicle bus,MVB)网络传输数据的实时性要求,提出一种动态优先级时间片轮询算法.该算法根据非周期数据的优先级进行仲裁调度,通过优化算法复杂度、减小数据等待延时和阻塞延时,解决了MVB网络实时性的问题.并对MVB总线非周期数据的实时性、公平性等进行仿真分析,结果表明,该算法能提高MVB总线非周期数据传输的实时性与公平性,可满足列车通信网络标准ICE61375-1对实时性的要求.     

一种新型的MVB非周期信息优化调度策略

多功能车辆总线(MVB)是列车上通用的内部通信网络总线,对实时性有较高要求.通过分析MVB非周期信息的通信机制和调度策略,针对非周期信息存在仲裁延时的状况,提出了一种新的非周期信息调度策略,避免了仲裁过程.并将设备优先级加入信息模型中,保证紧急非周期信息的优先发送.案例仿真计算分析表明,所提调度策略能有效提高网络总线的实时性,在不同设备数的条件下优势明显.与其他方法比较,在同设备多待发信息的情况下可以有效减小信息的最大响应时间,保证非周期信息的实时性.     

基于改进差分进化算法的MVB周期调度表优化设计

多功能车辆总线(MVB)周期调度表的优化设计对提高列车通信网络实时通信的可靠性和均衡网络负荷具有重要作用.考虑到已有的多功能车辆总线周期调度表优化方案存在的不足,提出了一种基于改进的差分进化算法的优化设计方法.首先建立调度问题的数学模型,根据IEC61375-1国际标准和可调度性要求建立了优化目标和约束条件;然后根据周期调度表的生成特点对原差分进化算法的变异和选择阶段进行了改进,提出了适用于MVB周期调度的优化方法;最后通过仿真实验与现有优化算法进行比较,验证了本文所提的改进的差分进化算法对周期调度表的构建具有更佳的优化效果.     

MVB-LonWorks网关在列车网络中的应用研究

MVB(多功能车辆总线)和LonWorks作为一种成熟的控制网络技术,已经在列车通信网络中得到了广泛的应用.但是在实际应用中.目前列车上有两种总线的产品,这限制了列车网络技术在列车中的应用.因此如何将二者互联已经是列车网络技术应用的瓶颈.本文研究了MVB-LonWorks网关技术,设计了网关的结构,并通过实验进行了验证.     

具有VME总线的车载安全计算机MVB通信板卡

在研究多功能车辆总线MVB、轨道交通车载ATP安全计算机系统的基础上,开发了基于VME总线接口、2乘3取2冗余结构的MVB网络通信控制板,可靠地实现车载ATP安全计算机系统中MVB接口通信功能.在对比了几种冗余结构的基础上,建立数学模型,分析了系统的可靠性和安全性,并详述了VME总线Slave接口的设计及在3取2表决中的同步和容错技术,最后对通信板卡进行了安全测试,在满足IEC61375-1标准的同时,也实现了冗余容错机制,为车载安全计算机控制网络的进一步研究奠定基础.     

基于MVB技术的地铁网络通讯故障分析

车辆通信多功能总线(MVB)作为城市轨道交通车辆通信的主流,具备高速信号采集、高效操作等特征,已成为通信网络最为快速的总线优化代表。目前,MVB技术因其独特的技术优势,广泛应用于现代城市轨道交通车辆通信,对维护车辆通信效益具有直接影响。基于此,该文围绕MVB技术展开深入探究,重点分析地铁网络通讯故障及优化建议,为地铁网络通讯故障提供辅助作用,以供相关研究参考。     

基于遗传算法的MVB周期调度表优化

提出一种基于遗传算法的多功能车辆总线（MVB）周期信息实时调度算法. 先根据IEC61375 1国际标准确定约束条件和优化目标, 再以MVB周期信息群体为操作对象, 通过调整调度表的宽度和梯度等参数, 获得优化调度表, 以解决现有调度算法在数据传输能力和总线利用 率方面存在的不足. 仿真实验表明, 该算法相比其他算法对周期调度表的构建具有更佳的优化效果, 并提高了总线利用率.     

多功能车辆总线MVB的状态建模与仿真研究

列车网络控制技术已成为高速列车发展的一项关键技术.在分析多功能车辆总线(Multifunc-tion Vehicle Bus,MVB)的基础上,运用有限状态机理论,在采用Matlab软件Stateflow工具箱中搭建通信网络的仿真模型.仿真结果证实了仿真模型的正确性,为今后通信网络的深入研究提供了新思路.     

基于多功能车辆总线的网络系统冗余设计

针对多功能车辆总线网络系统的可靠性问题,采用二模热冗余方法进行多功能车辆总线(MVB)网络冗余环型设计,并提出相应的介质冗余协议;对多功能车辆总线冗余环型网络的可靠性进行理论分析,并基于OMNeT++仿真平台建立多功能车辆总线冗余环型模型,对介质冗余协议进行仿真测试.测试结果表明,当多功能车辆总线网络系统出现故障时,介质冗余协议能实时可靠地进行总线替换,有效提高了多功能车辆总线网络系统的可靠性.     

“列车通信网络”课程实验项目建设

为了适应轨道交通相关的科学研究、技术开发和设计制造,培养适合轨道交通领域的卓越人才,针对"列车通信网络"课程实验的教学要求,结合列车通信网络在轨道交通领域的典型应用,研制了一套基于AT96标准总线和嵌入式PC104主机为核心的实验装置,并以项目驱动为导向,设计了包括RS-232通信、RS-485通信、CAN总线通信以及多功能车辆总线(MVB)通信在内的一系列基础性、设计性和综合性实验项目。该项目的建设将有助于学生巩固列车通信网络相关理论知识,提升学生的工程实践能力和创新研究能力。     

基于Pareto蚁群算法的MVB周期轮询表优化设计

合理的多功能车辆总线(MVB)周期轮询表有助于均衡网络负荷、提高网络处理偶发信息的能力、保证实时通信的可靠性.为此提出一种有效的轮询表设计方法.将MVB周期轮询表的设计抽象成离散优化问题,根据IEC 61375-1国际标准和可调度性要求建立约束条件,将均匀度和相邻基本周期时间差作为优化目标,利用Pareto蚁群(Pareto ant colony,P-AC)算法求解.每个优化目标对应自己的信息素,信息素采用蚁群系统的规则更新,总信息素由两者加权得到,非劣解基于拥挤距离方法维护.与已有的优化算法相比,Pareto蚁群算法优化得到的轮询表均匀度更好,能够更有效地均衡网络负荷.     

基于VME的通用列车网络控制设备设计方案及实现

分析基于VME总线的通用列车网络控制设备的软、硬件设计方案和关键子卡的实现原理.通过功能板卡的不同配置,既可以配置为具有MVB总线管理功能的车辆控制单元VCU,也可以配置为具有信号采集和输出的远程输入输出单元RIOM.设备具有MVB总线管理功能,支持MVB过程数据、消息数据和监视数据的MVB网络通信,用户利用配套的网络配置监视软件可以对网络设备进行参数配置,实现MVB网络通信的同时,还能对网络上的各类MVB设备进行状态监控,最终该设计在轨道车辆牵引传动实验系统中得到验证.     

基于广义随机Petri网的MVB网络吞吐性能分析

基于Petri网模型的建模分析方法,对多功能车辆总线网络的吞吐性能进行了分析.首先建立了MVB网络的广义随机Petri网(GSPN)模型,并逐步压缩和简化以便于分析.之后在随机离散有穷状态马尔可夫过程理论基础上,对该模型进行分析计算.同时采用了随机Petri网计算机辅助分析软件TimeNET建立模型和仿真.给出了MVB网络单纯过程数据的报文吞吐量,有效数据传输能力和带宽利用率等性能参数.结论指出广义随机Petri网是对网络协议进行分析的有效工具.     

基于USB总线的多功能车辆总线网卡设计与实现

对多功能车辆总线（MVB）网卡的结构进行分析,运用VHDL语言实现FPGA中的逻辑设计,使用USB总线实现PC机与FPGA之间的高速数据传输,从而实现PC机与MVB网卡的通信.介绍了USB接口部分的硬件电路设计、FPGA的软件设计以及上位机的软件设计.目前,本设计方案已成功应用于某地铁列车通信控制系统.     

基于FGPA的MVB总线控制器的研究

在介绍多功能车厢总线(MVB)和MVB的通信机制与特点的基础上,提出了用FPGA技术实现其核心部分多功能车厢总线控制器(MVBC)的方法,采用VHDL语言对其中曼彻斯特编解码、CRC校验等部分功能进行了设计实现。     

两级CAN总线网络数据通信调度研究

为实现CAN总线在大型分布式实时系统中的应用,建立了能够满足多节点实时通信需求的两级CAN总线网络,并对两级CAN总线网络中的数据通信和调度进行分析.在结合实际应用的基础上,提出适用于两级CAN总线网络通信调度的通信协议和节点的数据通信调度策略.通过搭建的两级总线网络模型进行网络通信实验,结果表明,该通信调度方案能够满足应用要求.     

基于CAN总线网络的车辆电子故障在线监测系统设计

由于现有监测系统未对传输数据精准控制,导致传统车辆电子故障监测系统监测效率较低,为此,利用CAN总线网络,实现对车辆电子故障在线监测系统的优化设计.选择CAN 总线网络来代替传统的通信网络,并优化数据采集、MCU、存储以及GPS 定位等模块.将CAN 总线网络的实时数据存储其中,并在数据库中设置车辆电子异常数据和故障之...     

车载信息安全网关的设计与实现

在分析目前车联网面临的主要安全威胁基础上,基于Jetson Nano以及VPN技术设计了一个车载信息安全网关,实现了CAN网络与安全网关的直接通信,通过在网关与服务器间部署L2TP VPN over IPSec,对进出网关的数据信息加/解密处理,使车辆能与服务器进行安全的数据通信.实验测试表明,设计的车载安全网关在与外界通信过程中保障了数据的机密性,有效地保护了车辆的信息安全.     

基于IP内核的串行通信总线集成技术研究

随着计算机系统和微机网络的发展,串行通信在数据通信及控制系统中得到广泛应用,用VHDL语言来实现各串行通信总线接口芯片的功能,将多个串行通信接口集成到FPGA中,可降低其使用成本且提高系统集成度,具有很高的工程实用价值。本文在分析当前流行的主要串行数据通信总线的基础上,设计具体方法,将UART、SPI、IIC三种总线接口集成在一个IP内核里,经过仿真试验,验证了该集成技术实现了数据的无差错传输。     

CAN总线在实时系统中应用的研究

分析了CAN现场总线的特点、它在特定的应用场合数据传输过程中存在的问题以及出现问题的原因．基于CAN的底层协议，设计了它的上层协议，借鉴了数据通信中的时分原理，对周期性和非周期性实时数据，设计两种不同的传输模式．解决了CAN的多主式模式中节点随机发送数据存在的信息帧碰撞而产生的信息阻塞问题，并用实验验证了这种通信模式，在总线中数据流量接近饱和时，对实时数据的传输具有很好的特性．