摘要：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。

摘要：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.

摘要：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。

摘要：针对参与通信的各周期信息特点设计优化的多功能车辆总线周期扫描表对提高列车通信网络的实时性能具有重要作用;标准推荐的周期轮询算法存在周期信息分布不均匀,带宽利用率相差较大的问题,在对周期扫描表的优化设计方法进行深入研究后,提出基于模拟退火算法的优化方案。建立了周期信息通信模型,详细阐述了通信抖动的概念并对其进行了定义。给出了优化目标函数并采用模拟退火算法进行求解,对算法的几个关键步骤进行了设计,并采用改进策略提高了模拟退火算法效率。通过实例仿真证明该算法实现了周期信息在整个宏周期范围内的均匀分布,优化了周期扫描表的构造。

摘要：针对消息数据的事件轮询机制设计各种性能优化算法对提高多功能车辆总线消息数据的实时性能具有重要作用.详细分析了消息数据的通信机制,给出了事件轮询的具体流程,通过引入仲裁二叉树模型,对事件轮询的核心算法即事件仲裁算法进行了深入解析.该模型涵盖了事件仲裁的各种情况,清晰的展示了事件仲裁的方向和特点.在此基础上,为减少因大量冲突导致的仲裁延时,提出平衡二叉树地址分配方式,相比协议中的连续地址分配方法,该地址分配方式通过合理分割冲突域,最大程度的减少了事件轮询的仲裁报文数量.仿真结果证明该分配方式有效缩短了仲裁时延,提高了MVB网络的实时性能.

摘要：根据对CRH3型动车组网络控制系统结构的分析,研制基于多功能车辆总线(MVB)的CRH3型动车组单车电气调试系统。该系统由硬件和软件两部分组成:硬件部分采用可移动式机箱,具有易散热、高强度和易操作的优点,且使用第4类MVB通信网卡替代中央控制单元,实现总线管理功能,并利用MVB信号判断动车组电气线路连接是否正确,对各车载设备功能做初步测试;软件部分采用模型—视图—控制器(MVC)框架设计,采用Visual C++语言设计用户界面,利用图标动态反映当前被测车体的电气连接状态。该单车电气调试系统不但接口简单,移动方便,通信接口及功能可配置,能够大大提高CRH3型动车组的电气调试效率,有效降低调试时的出错概率,还可通过变更接口和功能配置文件,使其适用于列车网络基于TCN的其他型号动车组的调试。

摘要：多功能车辆总线(Multifunctional Vehicle Bus,MVB)在保障列车运行控制和状态监测方面起着至关重要的作用,而列车的运行环境以及网络负载环境十分复杂,因此,为保障列车的运行安全,需对MVB总线进行数据监测与分析。文中分析了MVB的通信协议,提出了基于嵌入式的MVB数据实时监测和时序分析程序,测试了相关功能的实现情况,验证了设计方案的正确性,从而对列车运行时的故障预测和健康管理提供帮助。

摘要：事件轮询机制是多功能车辆总线MVB实现消息数据通信的关键,为实时协议RTP中消息服务的高效网络通信提供链路层的支持。事件仲裁算法是事件轮询机制的核心构成,在研究事件轮询流程机理的基础上,根据IEC61375-1标准规定的基本仲裁算法,引入仲裁二叉树模型,实现事件仲裁算法并成功应用于列车控制网络平台中。在仲裁二叉树模型下,IEC61375-1推荐的连续地址分配方式不能保证事件仲裁时延的最优性,提出在有限深度的条件下运用哈夫曼算法生成最优二叉树分配设备地址。通过对大量事件突发和车辆设备数量分布不均情况的仿真,比较两种分配方式的时延性能,分析有限深度最优二叉树算法的具体优势。

摘要：介绍一种具有完全自主知识产权的多功能车辆总线通信控制器的设计实现,以及相应配套监控、监测设备的研发和测试。采用可编程硬件与ARM嵌入式处理器进行软硬件协同处理,并在整个设计过程中引入了面向可靠性设计方法,使用国内外最新软硬件测试和验证技术保证软硬件设计质量,保障设备能够长期有效运行。同时,由于采用了模块化设计路线,提出的多功能车辆总线通信控制器实际上包含一组完整的功能模块,能够通过合理组合实现轨道车辆上从简单的从设备到网关等各级通信设备,并且完成实时监控和产品测试等各种衍生功能,保证相应产品能够形成完成序列,顺利实现产业化。该多功能车辆总线通信控制器已经通过IEC61375标准一致性测试,并在实际地铁载客运行中实现两万公里无故障运行,即将实现批量装备。

摘要：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.