本文關(guān)鍵詞：軌道車輛MVB網(wǎng)絡(luò)模型研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：多功能車輛總線MVB(Multifunction Vehicle Bus,MVB)由于其實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、冗余及容錯(cuò)性能好等優(yōu)點(diǎn)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(dòng)車等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。目前對(duì)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(lái)提高M(jìn)VB網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和可靠性,且關(guān)鍵技術(shù)基本被國(guó)外所壟斷。展開(kāi)對(duì)MVB網(wǎng)絡(luò)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究是我國(guó)軌道交通發(fā)展的必然要求,對(duì)研發(fā)自主知識(shí)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(shí)際應(yīng)用及理論研究提供了基礎(chǔ)平臺(tái),對(duì)提高M(jìn)VB網(wǎng)絡(luò)可靠性、實(shí)時(shí)性等具有重要意義。因此,本文通過(guò)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(jì)對(duì)MVB網(wǎng)絡(luò)的主要性能進(jìn)行深入的分析,具體研究?jī)?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?fù)浣Y(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)備節(jié)點(diǎn)模型、從設(shè)備節(jié)點(diǎn)模型和MVB網(wǎng)絡(luò)信道模型。并對(duì)主從輪詢介質(zhì)訪問(wèn)控制方式下的過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性計(jì)算進(jìn)行建模,基于所建立的MVB網(wǎng)絡(luò)及其實(shí)時(shí)性計(jì)算模型在OMNET++仿真環(huán)境下對(duì)MVB網(wǎng)絡(luò)過(guò)程數(shù)據(jù)信道利用率、實(shí)時(shí)性等性能進(jìn)行分析和測(cè)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(xiàng)要求,能實(shí)現(xiàn)MVB網(wǎng)絡(luò)主、從設(shè)備的靈活組網(wǎng),以及過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信。(2)為了提高M(jìn)VB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性,設(shè)計(jì)一種基于二模熱冗余理論的MVB網(wǎng)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(cè)協(xié)議FDPM(Fault Detection Protocol for MVB,FDPM),對(duì)MVB冗余環(huán)型網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行了理論分析,并在OMNe T++下建立MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)冗余環(huán)型模型,對(duì)故障檢測(cè)協(xié)議FDPM進(jìn)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(shí),故障檢測(cè)協(xié)議FDPM可保證MVB總線實(shí)時(shí)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)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(wèn)題,以MVB24′0.56mm(AWG20)為研究對(duì)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(guò)對(duì)所建立模型進(jìn)行仿真分析,比較了在不同信號(hào)頻率、線纜長(zhǎng)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(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可行性,為進(jìn)一步對(duì)MVB總線網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)進(jìn)行特性分析及MVB網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。本文從MVB介質(zhì)、節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)以及應(yīng)用模型等方面展開(kāi)相關(guān)研究,并基于所設(shè)計(jì)的模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性、可靠性等進(jìn)行驗(yàn)證,研究?jī)?nèi)容及成果為MVB網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用及其理論研究提供參考。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U270.38

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