基于广义随机Petri网的MVB网络吞吐性能分析.pdf

第32卷第5期北京交通大学学报V01．32N。．5
2008年1O月Q△Q￡旦E!JNjI△0TDNGUNIVERSITYOct．2008

文章编号：1673—0291(2008}05—0098—04

基于广义随机Petri网的MVB网络吞吐性能分析

王永翔，王立德
(北京交通大学电气工程学院，北京100044)

摘要：基于Petri网模型的建模分析方法，对多功能车辆总线网络的吞吐性能进行了分析．首先建
立了MVB网络的广义随机Petri网(GSPN)模型，并逐步压缩和简化以便于分析．之后在随机离散
有穷状态马尔可夫过程理论基础上，对该模型进行分析计算．同时采用了随机Petri网计算机辅助分
析软件TimeNET建立模型和仿真．给出了MVB网络单纯过程数据的报文吞吐量，有效数据传输能力
和带宽利用率等性能参数．结论指出广义随机Petri网是对网络协议进行分析的有效工具．
关键词：电气工程；多功能车辆总线；广义随机Petri网模型；性能分析；仿真
中图分类号：TP393．04文献标志码：A

AGSPN-BasedThroughputPerformanceAnalysisofMVB

WANGYongxiang，WANGLide
(SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)

Abstract：ThispaperanalyzedthethroughputperformanceofMVBusingtheGeneralStochasticPetriNet
(GSPN)method．TheGSPNmodelofMVBWascreatedandcompressedforanalysis．Thenthemodelusing
theStochasticallyDiscontinuousFiniteStateMarkovProcesstheorywasanalyzedandcalculated．themodelis

simulatedbyusingtheTimeNETsoftwarepackage．Theresultsincludetelegramthroughputperformanceand

theeffectualdatatransmissioncapacityandbandwidthusageratewerepresented．Theconclusionshowsthat

theGSPNmodelissmtedfortheanalysisofcommunicationprotoco1．

Keywords：electricalengineering；muhifunctionvehiclebus；generalstochasticpetrinetmodel；per—

formanceanalysis；simulation

多功能车辆总线(MuhifunctionVehicleBus，性要求的互连设备之间的串行数据通信，适合用作
MvB)是特别为铁路机车和车辆控制系统设计的实车辆总线．
时现场总线．基于分布式控制的MVB是IEC61375．MVB采用主从工作模式，同一时刻只有一个设
1(1999)列车通信网络(TrainCommunicationNet．备成为主设备．由主设备发送主帧，各个从设备发送
work，TCN)国际标准的推荐方案，它与绞线式列车从帧进行响应．主帧和相应的从帧组成报文．MVB
总线(WiredTrainBus，WTB)构成的列车通信总线报文分为过程数据报文，消息报文和监视报文．本文
具有实时性强、可靠性高的特点．由于MVB满足列主要讨论在主从工作模式下，MVB网络单纯过程数
车车辆的现代化发展对可靠性、安全性和通信实时据的通信性能⋯．
性的要求，使MVB逐渐成为下一代车辆的通信总网络系统的通信活动是一个比较复杂的过程，
线标准．MVB作为快速的过程控制优化的总线，能在各种分析方法中，Petri网以其较强的对并发、异
提供最佳的响应速度，主要用于有互操作性和互换步系统的建模和分析优势被广泛应用l_2_引．本文作者

收稿日期：2oo8—05—15
基金项目：铁道部科技研究开发计划项目资助(20o5JO2O)
作考简介：王永翔(198)，男，山西长治人，博士生．email：[e-mail]
王立德(196o一)，男，北京市人，教授，博士生导师．
第5期l!水翔等：于广义随机Petri网的MVB网络乔吐性能分析

首先建立了MVB网络单纯过程数据通信的GSPNT4：与T3相反，表示该查询主帧在网络的传输
模型及简化模型，之后分别采用了分析和TimeNET过程中丢失或者