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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OMNe T++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。