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。     

TCN列车网络技术现状与发展

列车通信网络技术已成为现代列车的核心技术之一。动车组及城市轨道车辆无不采用列车通信网络技术来实现车载设备的互联与控制,以确保运行的安全与可靠。列车通信网络的技术形式有若干种,其中基于国际标准IEC61375的TCN技术是专门为列车车载设备通信而量身定制的一种总线技术,也是目前列车控制网络中广泛采用的一种技术形式。本文介绍了TCN列车网络技术的发展历程以及目前研究、应用的情况,并针对现状分析了TCN列车网络技术的发展趋势。     

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.     

TCN-WTB设备线路冗余控制单元设计

列车通信网TCN是面向控制的连接铁路车载可编程电子设备的分布式数据通信局域网，它是控制、计算机、通信技术等学科的交叉与集成。本文讨论的绞线式列车总线的冗余控制功能用来保证WTB总线系统的高可靠性。文章全面分析了冗余控制功能单元，对线路模式选择，线路受扰信号管理，切换控制，MAU报告进行了详细讨论，对协议中未加限制的内容提出了具体实现方案。最后用状态机控制方式在FPGA上实现设计实现。     

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.     

基于MB91F362的WTB管理器的设计

利用列车通讯网络实现整车的实时拉制以及各类信息的收集与传递,已经成为今后列车网络控制技术的发展趋势.为此,国际电工委员会(IEC)在1999年6月,组织制定了一项统-的列车通信网络标准TCN(train communication network).TCN标准包括两级总线的层次结构、WTB(绞线式列车总线)和MVB(多功能车辆总线).     

基于MVB的CRH3型动车组牵引模拟控制单元

CRH3型动车组是我国高速铁路运营的主要车型,对其牵引性能的研究有着巨大的意义。目前构建的牵引模拟系统,往往脱离了高速列车的通信网络,导致其实时性和扩展性差。介绍了一种在Linux平台上使用QT编制的基于高速列车通信网络的TCN的牵引模拟控制单元,采用列车实时网络通信协议RTP,通过多功能车辆总线MVB与司机台相连接,实时接收传送其控制命令并监测模拟系统信号,提供实物和软件两种类型的牵引模拟系统的双接口,能够很好地还原列车网络环境,模拟实际列车牵引情形。     

列车网络监控系统可靠性分析与设计

在分析传统列车网络监控技术的基础上,设计了基于TCN(WTB/MVB)总线的新型列车网络监控系统的可靠性.该系统采用网络通信的两模冗余模式和监控处理核心的三模冗余方法来提高系统的可靠性,并使用全共享存储器为冗余计算机间的同步传输和实时表决创造了条件.针对监控系统软件的高实时性、复杂多任务、高可靠性等特点,设计了一种对所有不同性质的任务都能够得到真正实时、可靠执行的两级调度策略.实验结果表明该方法可以有效的提高列车网络监控系统的可靠性.     

列车网络监控系统可靠性分析与设计

在分析传统列车网络监控技术的基础上，设计了基于TCN（WTB／MVB）总线的新型列车网络监控系统的可靠性。该系统采用网络通信的两模冗余模式和监控处理核心的三模冗余方法来提高系统的可靠性，并使用全共享存储器为冗余计算机问的同步传输和实时表决创造了条件。针对监控系统软件的高实时性、复杂多任务、高可靠性等特点，设计了一种对所有不同性质的任务都能够得到真正实时、可靠执行的两级调度策略。实验结果表明该方法可以有效的提高列车网络监控系统的可靠性。     

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。     

基于多层网络体系的列车智能控制系统的研究

在对国内外列车智能系统发展的研究基础上，提出了基于多层网络体系的智能列车系统．该系统被划分为三个部分，现场级总线采用CAN总线，可提高底层系统的实时控制，控制级采用铁路专用网络，管理级采用以太网，在保证实时性的基础上减少了上层网络间的传输数据量．最后给出了系统在列车作业调度、通信实时性和列车定位等关键技术上的解决方法．     

基于CANopen的列车通信网络状态反馈控制系统设计

列车通信网络负载过大,会导致数据传输延迟或丢失,进而影响系统的反馈控制效率和准确性。为了保证列车通信网络的安全性,设计基于CANopen的列车通信网络状态反馈控制系统。加设CANopen网关设备,改装列车通信网络数据采集器和网络状态反馈控制器,调整反馈控制器驱动电路的连接方式,完成系统硬件的优化。设置CANopen作为列车通信网络的通信协议,采用报文捕获的方式采集列车通信网络实时状态数据,通过网络状态特征的提取与匹配,确定当前列车通信网络状态。从缓存长度、负载、时延等方面,计算列车通信网络的控制量,通过公平分配列车通信网络信道、列车通信网络拥塞调度控制两个步骤,实现系统的列车通信网络状态反馈控制功能。实验结果表明,在铁路列车和公路列车通信网络环境下,负载控制误差平均值分别为0.6Mbps和0.8Mbps,在所提方法控制下,通信网络的缓存队列长度平均为10Mbps,由此证明优化设计方法在控制功能和控制效果方面具有明显优势。     

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。     

基于RS-485的多机串行通信系统的设计

本文详细介绍了基于RS-485总线的PC和多单片机的串行通信方法,讨论了总线接口转换、主从式通信协议设计方法,并给出了采用中断方式处理的通信过程流程图;文中还提出了差错控制以及硬件设计中总线隔离、失效保护、电磁干扰问题等几个要注意的问题及解决方法。笔者在多媒体网络广播系统中采用上述方法,取得了良好效果。     

网络数据动态传输与存储安全自动监测系统设计

为了提高网络数据动态传输与存储安全自动监测能力,进行监测系统优化设计,提出基于负载均衡调度和嵌入式总线传输控制的网络数据动态传输与存储安全自动监测系统设计方法。构建网络数据动态传输的信道均衡调度模型,采用随机线性均衡控制方法进行网络数据动态传输与存储过程中的信道自适应调度,提取网络数据动态传输过程中的模糊关联规则,采用自适应的链路转发控制方法进行网络数据动态传输与存储的安全监测和负载均衡调度。在嵌入式总线协议下进行网络数据动态传输与存储安全自动监测系统的软件开发设计。仿真结果表明,采用该方法进行网络数据动态传输与存储安全自动监测的稳定性较好,自适应控制能力较强,降低了网络数据动态传输的误比特率。     

基于TCP/IP的智能汽车控制系统设计

针对现场总线存在传输速率低、成本相对较高等问题,设计了一种基于TCP/IP协议的工业以太网实现嵌入式环境下Server/Client结构的控制系统。重点阐述了系统的网络通信、软件结构和控制方式,并说明了如何采用XML语言进行帧数据传递。通过研究消息队列调度算法和共享缓冲池数据聚类以增强系统实时性和达到告警、控制的目的。系统实验表明,采用工业以太网总线方式,具有通信速率高、开放性好、成本低廉的优点。该设计应用在智能汽车辅助驾驶和控制系统中是一种可行、有效的方法。     

基于CAN的磁浮列车车载诊断网络系统的设计

以上海磁浮运营示范线的德国高速磁悬浮列车为背景,以磁悬浮列车的国产化为目的;简要介绍了基于CAN的磁浮列车车载诊断网络系统;为了确保高速磁浮列车可靠的运行,设计了基于CAN的车载诊断网络系统,它是对车载设备诊断信息进行采集、分析并诊断,形成各车载设备的详细诊断信息,而这些诊断信息可以提供给列车驾驶员和地面控制中心进行参考,实时了解磁浮列车的状态;介绍了CAN总线技术及其特点,以及车载诊断网络系统的基本结构和诊断功能。     

基于流数据的列车在线状态监测方法研究与应用

为实时地监测列车在线状态,传统的阈值检测方法只能从数值表现上对设备或系统状态做出判断,而忽略了数据趋势性变化所反映出的列车健康状态变化信息.文章针对列车在线运行过程中产生的流数据提出了一种基于一致性表现的流数据分析方法,其在离群异常点提供报警的同时,能够从特征变化趋势中挖掘信息,同时开发了一套应用于列车多功能车辆总线M...