軌道車輛MVB網(wǎng)絡(luò)模型研究與設(shè)計.pdf

1、多功能車輛總線MVB（Multifunction Vehicle Bus,MVB）由于其實時性強、可靠性高、冗余及容錯性能好等優(yōu)點而作為列車通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之一，在普通列車、高鐵及動車等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。目前對MVB網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在應(yīng)用領(lǐng)域如MVB控制器、MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，在理論上主要研究采用不同的方法來提高MVB網(wǎng)絡(luò)的實時性和可靠性，且關(guān)鍵技術(shù)基本被國外所壟斷。展開對MVB網(wǎng)絡(luò)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究是我國軌道交通發(fā)展的必然要求，對研發(fā)

2、自主知識產(chǎn)權(quán)的MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有重要意義。
　　MVB網(wǎng)絡(luò)模型的研究為MVB網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用及理論研究提供了基礎(chǔ)平臺，對提高MVB網(wǎng)絡(luò)可靠性、實時性等具有重要意義。因此，本文通過MVB網(wǎng)絡(luò)模型、MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)冗余模型及MVB網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)模型的研究與設(shè)計對MVB網(wǎng)絡(luò)的主要性能進行深入的分析，具體研究內(nèi)容如下：
　　(1)為了構(gòu)建任意網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、任意網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的MVB網(wǎng)絡(luò)模型，建立一種綜合的多功能車輛總線MVB網(wǎng)絡(luò)模型，包括主設(shè)備

3、節(jié)點模型、從設(shè)備節(jié)點模型和MVB網(wǎng)絡(luò)信道模型。并對主從輪詢介質(zhì)訪問控制方式下的過程數(shù)據(jù)實時性計算進行建模，基于所建立的MVB網(wǎng)絡(luò)及其實時性計算模型在OMNET++仿真環(huán)境下對MVB網(wǎng)絡(luò)過程數(shù)據(jù)信道利用率、實時性等性能進行分析和測試，結(jié)果表明所建立的MVB網(wǎng)絡(luò)模型滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的各項要求，能實現(xiàn)MVB網(wǎng)絡(luò)主、從設(shè)備的靈活組網(wǎng)，以及過程數(shù)據(jù)的實時通信。
　　(2)為了提高MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計一種基于二模熱冗余理論的MVB網(wǎng)

4、絡(luò)系統(tǒng)冗余環(huán)型模型，并提出一種相應(yīng)的MVB故障檢測協(xié)議FDPM（Fault Detection Protocol for MVB,FDPM），對MVB冗余環(huán)型網(wǎng)絡(luò)可靠性進行了理論分析，并在OMNeT++下建立MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)冗余環(huán)型模型，對故障檢測協(xié)議FDPM進行了仿真分析，結(jié)果表明在MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，故障檢測協(xié)議FDPM可保證MVB總線實時替換，有效的改善了MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。
　　(3)為了解決多功能車輛總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

5、由于屏蔽雙絞線串?dāng)_、衰減等特性而引起的MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性下降問題，以MVB24′0.56mm(AWG20)為研究對象，建立包含屏蔽雙絞線結(jié)構(gòu)、分布參量等MVB總線網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)模型。通過對所建立模型進行仿真分析，比較了在不同信號頻率、線纜長度和線纜直徑等參數(shù)下的線纜衰減、串?dāng)_等特性。最終通過仿真實驗驗證了模型的可行性，為進一步對MVB總線網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)進行特性分析及MVB網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)結(jié)構(gòu)進行布局優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　本文從MVB介