軌道車(chē)輛MVB網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性方法研究.pdf

1、隨著軌道車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和總線技術(shù)的發(fā)展，多功能車(chē)輛總線作為一種用于軌道車(chē)輛內(nèi)部各功能設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互連的網(wǎng)絡(luò)總線，在我國(guó)軌道車(chē)輛上的應(yīng)用日益廣泛，其實(shí)時(shí)性能受到更加廣泛的關(guān)注，實(shí)時(shí)性對(duì)車(chē)輛各控制系統(tǒng)的性能具有至關(guān)重要的影響，對(duì)于保障列車(chē)的行駛安全也十分關(guān)鍵。MVB總線是國(guó)際電工委員會(huì)制定的列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEC61375-1中明確介紹說(shuō)明的一種總線，其主要功能是將軌道車(chē)輛中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備連接到列車(chē)控制通信網(wǎng)絡(luò)中。MVB總線主要應(yīng)用于軌道車(chē)輛

2、的控制，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要包括周期性過(guò)程數(shù)據(jù)和非周期性消息數(shù)據(jù)。采用MVB總線傳輸數(shù)據(jù)，必須滿足列車(chē)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所傳輸數(shù)據(jù)提出的實(shí)時(shí)性要求。所以本論文主要對(duì)列車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性進(jìn)行了分析研究，并通過(guò)三方面對(duì)實(shí)時(shí)性進(jìn)行分析。
　　首先，詳細(xì)介紹了MVB總線的相關(guān)內(nèi)容，著重對(duì)現(xiàn)有MVB總線傳輸實(shí)時(shí)性算法進(jìn)行了分類(lèi)總結(jié)。根據(jù)MVB總線數(shù)據(jù)類(lèi)型，簡(jiǎn)述了周期數(shù)據(jù)和非周期數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性算法，對(duì)其進(jìn)行比較分析并指出各算法的特點(diǎn)，并歸納總結(jié)出MVB總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)

3、時(shí)性算法設(shè)計(jì)需考慮的因素。
　　第二，主要對(duì)周期性過(guò)程數(shù)據(jù)的傳輸特性進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。針對(duì)多功能車(chē)輛總線周期掃描表的設(shè)備掃描數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)則，本文提出了一種利用差分進(jìn)化算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61375-1中，明確介紹了周期掃描表生成規(guī)則和約束條件，并建立了基于差分進(jìn)化算法的數(shù)學(xué)模型，以均勻度為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)周期掃描表進(jìn)行生成和優(yōu)化。同時(shí)與逐步填空法的均勻度對(duì)比，顯示出差分進(jìn)化算法的優(yōu)勢(shì)。
　　第三，主要針對(duì)非周期消息

4、數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。依據(jù)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)協(xié)議結(jié)合時(shí)間片輪詢(xún)算法，本文提出了一種動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)時(shí)間片輪詢(xún)算法。MVB總線傳輸過(guò)程的延時(shí)主要包括數(shù)據(jù)在緩存器中發(fā)送等待延時(shí)、數(shù)據(jù)分組延時(shí)等。動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)時(shí)間片輪詢(xún)算法根據(jù)非周期數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行仲裁調(diào)度，通過(guò)優(yōu)化算法復(fù)雜度、減小數(shù)據(jù)等待延時(shí)和阻塞延時(shí)，解決了MVB網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。對(duì)MVB總線非周期數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、公平性等進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明算法能提高M(jìn)VB總線非周期數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性與公平性，