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。

多功能车辆总线周期扫描表优化设计

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。

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。

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。

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。

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。

MVB网络周期轮询算法优化与仿真研究

多功能车辆总线(MVB)主设备通过预置的周期扫描表实现对周期信息的实时调度。针对使用传统方法构建周期扫描表所造成的负载信息均匀度较差这一缺陷,在对构建周期扫描表这一组合优化问题进行数学建模的基础上,提出了一种基于免疫遗传算法的优化方案。该算法通过采用"免疫算子"能够有效避免抗体适应度的退化,达到高效求得周期扫描表最优解、周期信息负载均匀度大幅提高的目标。并在OPNET Modeler网络仿真平台中搭建了由MVB主、从设备构成的MVB网段,通过仿真验证了优化方案的有效性。

一种列车通信网络网关数据帧处理的优化方法

介绍IEC 61375-1标准中多功能车辆总线(MVB)和绞线式车辆总线(WTB)中数据报文的格式。针对MVB和WTB中,过程数据和消息数据不同的报文格式,网关对不同的报文做相应的处理,使得数据能够跨网段传输。为了尽可能利用报文的长度在通讯时传输尽可能多的数据,网关对数据帧进行适当组合。根据网关生成的数据帧,介绍一种WTB周期扫描表的优化方法,以提高WTB过程数据的通信效率。

MVB总线的介质分配和参数配置方法研究

介绍了列车通信网络中MVB总线的介质分配和参数配置方法及总线管理器的轮询调度原理。通过主设备来对总线上的数据通信进行统一调度,由主设备分配总线权利给总线从设备,从而保证了介质访问的有序性与确定性。结合TCN协议给出了周期扫描表的生成方法,使其可为总线上的各个设备端口分配符合协议的轮询时序。