機(jī)車車載Arcnet網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及其性能研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)車的功率大、適應(yīng)性強(qiáng)，作為我國鐵路事業(yè)的重要一環(huán)，其在鐵路運輸中發(fā)揮著不可或缺的作用。機(jī)車通信網(wǎng)絡(luò)是機(jī)車信息傳遞的核心，可以將機(jī)車連接成為一個整體，實現(xiàn)對機(jī)車的控制、檢測和診斷，其可靠性和實時性極為重要。一旦發(fā)生故障會導(dǎo)致全車的信息交互出現(xiàn)混亂，對機(jī)車的運行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
　　本文依托“HXN5型內(nèi)燃機(jī)車網(wǎng)卡優(yōu)化項目”項目，以HX5內(nèi)燃機(jī)車為研究對象，重點分析了其車載網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的工作機(jī)理，對機(jī)車通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實時性展

2、開研究，針對機(jī)車通信網(wǎng)絡(luò)中易發(fā)生的故障，提出了一種傳輸線信號重建算法，并建立網(wǎng)絡(luò)通信測試平臺對其進(jìn)行了驗證。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)分析HXN5內(nèi)燃機(jī)車網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)，明確以發(fā)生頻次最高的傳輸線類故障為切入點。建立了傳輸模型，以此分析故障的原因和現(xiàn)象。
　　(2)根據(jù)傳輸線的故障機(jī)理，提出了一種新的動態(tài)信號失真檢測與重建算法。該算法可以實時的對傳輸線上的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測，并在信號出現(xiàn)質(zhì)量問題時予以

3、修復(fù)，能夠有效減少此類故障的發(fā)生，并記錄算法的運行情況，為檢修人員提供依據(jù)，從而提高檢修效率。
　　(3)采用FPGA實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的曼徹斯特編碼的接收、發(fā)送、CRC校驗和動態(tài)信號失真檢測與重建算法，并進(jìn)行了仿真實驗驗證。在此基礎(chǔ)上依據(jù)Arcnet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信層級，建立了機(jī)車網(wǎng)絡(luò)分析平臺。該平臺使用ARM單片機(jī)，并搭載μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)驗證了自主研發(fā)的Arcnet板卡。根據(jù)MTBF理論設(shè)計了可靠性實驗，對自主研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)平臺