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轨道车辆MVB网络模型研究与设计
| 论文题名： | 轨道车辆MVB网络模型研究与设计 |
| 关键词： | 轨道车辆;多功能车辆总线;网络模型;结构优化;故障检测 |
| 摘要： | 多功能车辆总线MVB（Multifunction Vehicle Bus,MVB）由于其实时性强、可靠性高、冗余及容错性能好等优点而作为列车通信网络标准之一，在普通列车、高铁及动车等领域中得到了广泛的应用。目前对MVB网络的研究主要集中在应用领域如MVB控制器、MVB网络系统等，在理论上主要研究采用不同的方法来提高MVB网络的实时性和可靠性，且关键技术基本被国外所垄断。展开对MVB网络相关关键技术研究是我国轨道交通发展的必然要求，对研发自主知识产权的MVB网络系统具有重要意义。 MVB网络模型的研究为MVB网络的实际应用及理论研究提供了基础平台，对提高MVB网络可靠性、实时性等具有重要意义。因此，本文通过MVB网络模型、MVB网络系统冗余模型及MVB网络传输介质模型的研究与设计对MVB网络的主要性能进行深入的分析，具体研究内容如下： (1)为了构建任意网络规模、任意网络拓扑结构的MVB网络模型，建立一种综合的多功能车辆总线MVB网络模型，包括主设备节点模型、从设备节点模型和MVB网络信道模型。并对主从轮询介质访问控制方式下的过程数据实时性计算进行建模，基于所建立的MVB网络及其实时性计算模型在OMNET++仿真环境下对MVB网络过程数据信道利用率、实时性等性能进行分析和测试，结果表明所建立的MVB网络模型满足IEC标准规范的各项要求，能实现MVB网络主、从设备的灵活组网，以及过程数据的实时通信。 (2)为了提高MVB网络系统的可靠性，设计一种基于二模热冗余理论的MVB网络系统冗余环型模型，并提出一种相应的MVB故障检测协议FDPM（Fault Detection Protocol for MVB,FDPM），对MVB冗余环型网络可靠性进行了理论分析，并在OMNeT++下建立MVB网络系统冗余环型模型，对故障检测协议FDPM进行了仿真分析，结果表明在MVB网络系统出现故障时，故障检测协议FDPM可保证MVB总线实时替换，有效的改善了MVB网络系统的可靠性。 (3)为了解决多功能车辆总线网络系统由于屏蔽双绞线串扰、衰减等特性而引起的MVB网络系统的可靠性下降问题，以MVB24′0.56mm(AWG20)为研究对象，建立包含屏蔽双绞线结构、分布参量等MVB总线网络传输介质模型。通过对所建立模型进行仿真分析，比较了在不同信号频率、线缆长度和线缆直径等参数下的线缆衰减、串扰等特性。最终通过仿真实验验证了模型的可行性，为进一步对MVB总线网络传输介质进行特性分析及MVB网络传输介质结构进行布局优化奠定了基础。 本文从MVB介质、节点、网络以及应用模型等方面展开相关研究，并基于所设计的模型对网络实时性、可靠性等进行验证，研究内容及成果为MVB网络的实际应用及其理论研究提供参考。 |
| 作者： | 刘峰 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 胡黄水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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