列车通信网络协议栈的实时性研究

针对传统列车网络控制系统无法满足高速列车实时运行控制的不足,基于列车通信网络(TCN)建立了一种综合多功能车辆总线(MVB)、绞线式列车总线(WTB)和实时协议(RTP)在内的完备的设备协议栈模型。依据硬实时系统指标,结合列车的实际应用,设计出相应的协议模块,并构建了精确的验证平台。仿真实验验证了实时指标和列车初运行自动配置、介质分配、小数据交换等实时特征,建立的协议栈模型实时性强,能够提供高速列车运行控制下的安全性保证。     

列车通信网的编址与寻址方法的研究

符合列车通信网国际标准的列车已在欧美得到了广泛的应用,为了对TCN的体系结构有更进一步的了解。对列车通信网的编址和寻址方式的研究是很有必要的。在介绍列车通信网结构、功能及特点的基础上,对基于多功能车辆总线和绞线式列车总线的列车通信网的编址和寻址方式进行了研究,并通过将其与几种流行的现场总线的编址和寻址方式的对比。研究了它们之间的差异与共同点,最后得出这种高效的列车通信网的编址和寻址方式为数据传输的实时性提供了保证的结论.     

列车通信网安全性研究

列车通信网(Train Communication Network)是一个集车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准(IEC-61375-1),它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB).为保证列车在高速运行中的安全性,列车通信网采用了数据差错控制和监视数据帧.本文着重分析了高速列车中的各种安全性措施.     

列车通信网的方案研究

列车通信网是现代列车控制、状态检测、故障诊断以及旅客服务等信息传输的高性能综合系统。本文介绍了现代列车通信网的特点以及在国内外的发展概况,集中阐述了列车通信网的系统结构及国际标准ＴＣＮ,并对其在我国的发展可行性作了一定的探讨。     

列车通信网线路冗余研究

列车通信网络(TCN)是现代列车控制、状态检测、故障诊断以及旅客服务等信息传输的高性能局域网;在介绍列车通信网结构的基础上,对多功能车辆总线和绞线式列车总线的线路冗余技术分别进行了研究,仔细分析了MVB冗余控制模块的输入输出信号,对其进行了子模块化设计,并通过给出线路受扰信号的时序图,详细讨论了WTB的线路切换;最后得出列车通信网的线路冗余技术保证了TCN系统的高可靠性。     

列车通信网数据差错控制

列车通信网(TCN)是在开式列车上使用实时协议的数据通信局域网,它由多功能车辆总线MVB和绞线式列车总线WTB构成。它的数据差错控制能力是保证系统安全性的重要因素,由于TCN本身的特点,决定了它不能采用传统局域网的差错控制方式。论文介绍了TCN中的差错控制方法,并将其与以太网中所采用的差错控制方法进行了比较。详细讨论了TCN中使用“半比特检错”方式的优点并分析了TCN各类差错出现的概率。     

Linux内核的实时支持的研究与实现

目前嵌入式计算的发展对实时多任务操作系统（RTOS）的需求日益迫切，而Linux内核的实时支持研究为迎合这种需求提供了新的可能性，通过从中断控制，实时调度策略，内核抢占机制及细粒度时器几方面深入研究与实现了Linux内核的实时支持，以使之成为一个较为完善的RTOS，通过把实时部分设计为可配置单元，以保留Linux原有系统支持及API．另外，为扩展系统适用范围，提出了可支持多实时调度策略的二阶段调度方案，同时指出了当前方案的不足和今后的研究方向。     

MVB网络接口单元的应用研究

介绍了列车通信网和多功能车厢总线（MVB），着重分析介绍了国外先进的MVB网卡，在此基础上，在实验室条件下进行TCN标准下的车厢通信应用研究。     

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总线故障注入方法研究与实现

为满足列车通信网络(TCN)中多功能车辆总线(MVB)设备的测试验证要求,基于一般总线测试方法,结合MVB总线协议特点,提出一种基于故障注入技术的测试方法。通过对板卡寄存器的定义与配置,开发了基于VS平台的MVB故障注入设备驱动程序,从电气层、物理层、协议层三方面,详细给出了MVB总线故障注入方法和部分驱动程序。通过Wireshark抓取报文的方式,验证了故障注入的准确性,证明了此方法的可行性和正确性。     

现场总线与列车通信网络

本文从应用的角度出发，将TCN标准所定义的WTB和MVB与一些常用的现场总线在技术性能上进行了分析和比较。为列车通信网络的应用选择提供参考。     

基于通信网络机车分布式系统实时控制的分析与研究

针对基于通信网络的机车控制系统实时性要求及网络传输的可能影响,通过对列车通信网络(TCN)技术特点以及车载分布式控制应用要求的分析,总结了基于网络的实时控制的处理;在分析各个环节的延时成因及影响的基础上,重点对轨道车辆分布式控制系统实时性能进行了分析及研究,得出基于通信网络的实时控制系统必须考虑网络的影响,特别是传输延迟的影响,同时根据应用实践提出了改善基于通信网络的车载分布式控制系统实时性的原理及方法,并进行了测试及验证。     

现场总线在列车通信网络中的应用

介绍了TCN标准所定义的WTB和MVB、LonWorks、CAN总线这几种常用的现场总线在列车通信网络中的应用，并对这几种现场总线进行了分析和比较，最后提出了一种基于CAN总线和以太网的网络结构。     

工业无线网络性能测试方法研究和实现

为了研究基于IEEE 802.15.4a的工业无线网络的实时通信性能,给出了基于该标准下的无线网络的实时性测试方法.设计了该方法的测试装置,实现了对该无线网络的实时性能指标的测试.测试结果表明,该测试方法可靠、稳定,能够有效地获取该无线控制网络的实时性能指标,为优化和改善工业无线网络通信提供了依据.     

基于通信量权值二分图分配算法的列车通信网络研究

针对列车通信网络的网络性能直接受到网络拓扑结构的影响,提出一种基于设备间的通信量权值的二分图分配算法,解决网络拓扑中设备到交换机的分配问题。首先,根据列车通信网络中各设备间的实际通信情况,建立列车交换式以太网模型,得出设备间的通信量权值;然后,利用通信量权值的二分图分配算法完成设备到交换机的分配,构建新的交换式列车网络拓扑结构。通过OPNET建模仿真对该结构的网络性能进行分析,结果表明,优化后的列车通信网络拓扑结构比未优化的拓扑结构,在网络时延、链路利用率和吞吐量等网络性方面能均有很大的提升,可为列车通信网络拓扑结构优化研究提供理论参考。     

通信网性能测试方法研究

网络性能测试在网络的建设和完善过程中起着非常重要的作用.本文对常见网络测试命令及功能强大的网络测试软件Qcheck和Chariot在网络性能测试中的方法进行了细致的分析和比较,并根据实际工作中总结的经验对Chariot应用技巧作了细致的探讨.     

基于UIC556标准的列车通信网络UIC初运行算法的研究

鉴于UIC初运行所具有的特性及在动车通信网络中的重要作用,依据UIC556协议规范,详细地分析UIC初运行的算法和工作原理,以此为基础,首先利用CSS(Configuration Service Station)软件配置网关中对应车辆的静态属性、车辆类型,车辆支持的功能等重要信息并生成NSDB数据库,其次利用UIC Train Diagnostic Station软件将数据库下载到半实物仿真平台的网关中,查看CSS中UIC初运行情况。仿真结果表明实现了UIC初运行。