基于PXI的MVB网络一致性测试系统构建及测试实践

为保证MVB设备与TCN标准要求的一致性,在对GB/T 28029—2020中MVB的规范以及规范中MVB物理层一致性测试的项点进行深入研究和分析的基础上,为标准中物理层测试的每个项点设计了测试方案,构建基于PXI平台的MVB网络一致性测试系统。该测试系统将原本分散、独立的各个MVB网络物理层一致性测试项点集成为1个智能测试系统,测试系统的软件能够对MVB物理层一致性测试进行控制,实现测试过程的自动化和MVB一致性测试的智能化,同时整个测试过程的数据得到有效保存,实现了数据的完整性和可追溯性。

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。

MVB-Ethernet网关设计与时延分析

分析了一种多功能车辆总线和工业以太网协议转换网关,软硬件设计方案及其实现原理,该设备具有以太网和MVB跨总线通信能力,通过网络配置灵活的支持MVB过程数据,消息数据和以太网通信.分析了影响网关实时性的关键因子TCP时延,为了控制网络时延,分析和对比了3种不同的改进方案的实时性能,并对最优方案进行了时延计算和实验验证,实验结果满足列车网络通信实时性要求.

基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法

针对多功能车辆总线具有随机性和不确定性导致故障诊断准确率较低的问题,设计一种基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法.首先根据MVB故障类型给出诊断模型,然后采用减法聚类生成数量较少的模糊规则,最后采用T-S模糊神经网络对故障进行分类.在MATLAB环境下对该算法的拟合能力及诊断准确率进行仿真分析的结果表明,该算法简化了模糊神经网络结构,有效提高了故障诊断准确率.

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MVB轨道车辆门控器的设计

多功能车辆总线(MVB)协议应用于高档轨道车辆门控系统已经成为发展趋势,介绍了轨道车辆门控器与MVB的通讯方式和拓扑结构,提出了基于数字信号处理器(DSP)的门控器硬件设计方案,包括微处理器选型、驱动电路和保护电路设计等,最后阐述了相应的软件设计思想和开门、关门控制程序流程。

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.

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MVB总线的机车安全监测系统设计

机车控制网络通过MVB总线实现机车内部各节点之间的数据交换,从而实现对机车安全高效的控制。在介绍一种基于MVB总线的机车网络的基础上,提出一种新的安全监测单元的设计构思,并阐述其中部分的设计实现。

MVB中继器编解码的设计与实现

针对传统差分信号网络中继器不具备编解码能力,无法实现对MVB帧的特殊控制,提出一种基于FPGA的MVB中继器设计方案。详细分析了中继器解码器和编码器的设计过程,包括时延分析和计算、超长帧的判断和截断、帧间隔调整的时延整定与实现等方面的具体设计。通过实际测试,对时间参数进行分析对比,验证了设计的可行性。

基于多功能车辆总线(MVB)的消息数据传输协议

介绍一种基于"确认"机制的消息性数据传输协议,以解决多功能车辆总线(MVB)采用过程数据通信方式与使用多功能车辆总线(MVB)的系统有发送事件触发的不确定的消息性数据的需求之间的矛盾。介绍基于"确认"机制的消息性数据传输协议的基本原理,消息性数据传输所需通信链路建立及维持的方法,并说明实现此协议所需的控制信息,消息子包的结构,以及成功传输一个消息性数据所需时间等。

差分进化MVB总线周期扫描表

针对多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)周期扫描表提出了一种利用差分进化算法的优化设计方法。根据IEC61375国际标准相关规定,明确了周期扫描表生成规则和约束条件,建立了相应的数学模型,以均匀度为目标函数,对周期扫描表进行建立和优化。最后,通过与国际标准中的逐步填空法进行均匀度对比,显示出差分进化算法的优势。

用工业以太网描述和替代MVB网络

工业以太网广泛应用于各类工业控制领域,相比多功能车辆总线(MVB)在通信性能上存在优势,可适用于列车控制通信网络。文中先对工业交换式以太网模型进行了修改,用其来描述MVB网络的通信过程,对工业以太网模型和MVB网络模型作了比较,指出两者的相似性以及制约MVB通信性能的因素,然后提出了一种采用WFQ队列调度策略的环型工业以太网结构,并使用Opnet网络仿真软件仿真分析其在不同网络参数下的实时性能,通过比较,指出其在实时性方面可以替代MVB网络。

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.

MVB控制器校验序列FPGA设计

分析了多功能车辆总线控制器的校验序列,基于MVB控制器CRC循环冗余校验和偶校验基本原理,设计了一个串行CRC校验模块。以Quartus II软件作为开发平台,采用VHDL硬件语言进行编程,在FPGA中成功实现了CRC编码设计,并得出了校验序列的正确仿真波形。

基于MVB的辅助电源通信系统研究

列车辅助电源系统(APS)是列车运行时的重要电气设备,而其通信系统又是APS监控系统的重要组成部分,通信系统的实时性与可靠性对于实现监控系统的实时性、网络化和智能化具有重要作用。本文基于专用于列车的多功能车辆总线(MVB)对列车辅助电源的通信系统进行了研究和设计,阐述了MVB过程数据和消息数据通信的两种方式和流程,展示了下位机APS监控与通讯模块的详细硬件设计及其PCB实物,介绍了上下位机的通信协议架构及其软件集成方式,最后对APS通信系统的运行结果进行了演示。

高速动车组MVB通讯故障诊断软件设计与实现

针对MVB通讯故障,现场维护人员需要一种策略和方法,用于快速定位故障。MVB通讯故障诊断软件通过对已有故障数据的总结,整理出一套能够快速定位故障的方法。该软件可以通过MVB分析仪硬件获取MVB总线上的数据,分析故障发生时刻的MVB数据,快速定位故障原因。

基于MVB与以太网冗余通信的司机显示单元数据同步设计

针对当前动力集中列车网络系统中司机显示单元在多功能车辆总线(multifunction vehicle bus,MVB)与以太网冗余通信情况下的数据交互同步问题,文章给出了一种解决方案。其通过建立MVB数据与以太网数据的一一映射关系,实现了MVB与以太网数据的归一化处理。在此基础上,充分考虑多种复杂的脉冲(包括位脉冲、字节脉冲、字脉冲)发送要求,对现有的数据(包括脉冲、电平)发送方法进行改进,实现了多冗余显示数据发送同步,有效解决了网络控制系统中多冗余显示单元在冗余通信条件下的数据发送不一致问题。该设计方法有效兼容MVB数据交换方法,利用函数重载保证MVB数据与以太网数据处理一致,有效防止数据解析错误;对脉冲进行统一处理,多类型脉冲发送只需简单配置,无须编码,提升开发效率;完善的同步方法有效保证了数据同步的正确性。该设计方法已在动力集中双源项目中进行验证和应用,各类数据交互与同步正确无误。该设计方法可完全复用于具有类似应用场景的项目,只需进行简单配置即可。

城市轨道交通地铁车辆MVB连接器电阻故障诊断方法

现行的车辆多功能数据(Multifunction Vehicle Bus,MVB)连接器电阻故障诊断局限于计划检修,无法及时定位故障信号发生的区域,导致诊断时间长。在此背景下提出新的MVB连接器电阻故障诊断方法,选择引入第三方设备MVB协议分析仪和示波器,利用其信号电平在MVB网络中的传输特性,根据不同工况下传输特性的不同和波形畸变的差别进行具体的波形特征提取。确定波形特征后对不同电阻阻抗不匹配故障波形数据进行了数据标准化处理,在数据标准化的基础上对MVB连接器训练集进行样本约减,以便能够在不影响分类精度的前提下减小训练集规模,加速故障诊断计算。通过实验数据,设计的新型MVB连接器电阻故障诊断方法平均低于2.5 s,证明了新设计的方法可以提升MVB连接器电阻故障诊断质量。

贵阳地铁3号线列车网络控制系统设计

贵阳轨道交通3号线一期工程全长43.03 km,起于花溪区桐木岭,止于乌当区洛湾,共计29座车站和28个区间。介绍了贵阳地铁3号线列车网络控制及监控系统(Train Control and Monitoring System,TCMS)的结构和功能,阐述了系统的总线型式、网络架构、设备组成及主要功能。