列车通信网络健康状态在线监测系统研究

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列车通信网络是对列车上各种智能化车载设备进行信息传输的数据通信网络,是整列车实现信息共享、控制功能、监测诊断的基础,如果列车通信网络发生故障将会对列车的安全运行产生严重威胁。现阶段,针对列车通信网络的健康状态评估通常是采用便携式协议分析装置采集MVB网络物理波形,并传输到上位机上进行数据分析和健康评估。但是,这种方式只能当列车处于检修阶段时才能进行数据采集与分析,无法在列车处于运行状态时对网络健康状态进行在线监测。所以,开展列车通信网络健康状态在线监测系统研究,实现在线掌握列车通信网络的健康状态信息,对于提高列车运行的安全性和可靠性以及实现状态检修具有重要意义。本文通过对列车通信网络健康状态在线监测系统的研究,基于健康诊断装置进行MVB总线物理波形数据的在线分析,以及MVB网络健康状态的在线评估过程。本文的研究内容主要有以下几个部分:(1)通过对MVB总线通信协议进行研究分析,设计数据帧解码方法,从而实现波形拆分与设备识别;基于波形数据特征量的不同特点,实现了物理波形特征量的提取过程。(2)研究分析优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)的原理及其特点,提出了一种基于TOPSIS算法的MVB网络节点健康评估方法;根据优序图法的基本原理,提出了采用优序图法确定MVB网络中各节点权重的计算方法;结合在线评估方法与节点权重计算方法实现MVB网络健康状态在线评估功能。(3)采用TCP通信协议,制定列车健康评估数据通信协议,使用socket通信实现了无线传输通信连接的建立、数据传输、数据接收与保存等功能,能够将保存在健康诊断装置中的网络状态数据,以及健康评估结果通过无线传输发送到数据接收端。(4)搭建实验平台,完成了列车通信网络健康状态在线监测系统的功能测试,具体包括三个部分:数据分析功能、网络健康状态在线评估功能、数据传输功能。对列车通信网络健康状态在线监测系统各个功能的程序运行时间,以及连续执行多个波形数据文件时系统的运行时间进行统计。
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