多功能车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus,MVB)是IEC61375国际标准列车通信网络标准之一,由于专门针对列车通信网络应用条件和环境而开发,具有高安全性、高可靠性、高实时性的特点,已广泛应用于轨道车辆、高速列车、动车组等网络通信系统。随着列车信息化、高速化发展,MVB作为列车分布式网络控制系统中的一种现场总线,其通信实时性成为保障列车运行安全的关键因素,成为列车网络控制系统中的研究热点。本文主要针对多功能车辆总线周期调度中周期扫描表配置效果较差、非周期调度中信息等待延时较长等问题,采用基于知识的协同粒子群算法与基于奖惩机制的事件仲裁算法来提高MVB周期信息与非周期信息调度的实时性。具体研究内容如下:第一,基于OPNET仿真环境搭建MVB网络、节点以及进程模型,并基于所搭建模型对多功能车辆总线通信网络的网络时延、总线利用率等性能进行了测试和分析,为后续算法提供测试平台。第二,针对多功能车辆总线周期信息调度中周期扫描表分布不均匀等问题,提出了一种基于知识的协同粒子群周期信息调度优化算法。该算法利用知识板进行信息知识存储,采用多元化的群体信息来指导和控制节点行为,避免过度的无效搜索,优化全局搜索,以优化周期扫描表。基于所建MVB模型对算法进行周期相利用率等性能仿真,并比较优化前后的MVB网络总线利用率,结果表明算法有效改善MVB周期数据通信的实时性。第三,针对多功能车辆总线非周期信息调度中事件碰撞时信息等待延时长等问题,提出了一种基于奖惩机制的自适应事件仲裁优化算法。该算法采用奖惩机制反馈调节非周期信息分配,自适应地选择冲突较少的设备,平均分配带宽,有效管理非周期信息分成的若干小数据包的分配问题,并基于该算法采用FPGA设计了一个硬件事件仲裁器。基于所建MVB模型对网络效率、吞吐量等实时性能进行了仿真分析,并比较优化前后的MVB网络总线利用率,结果表明算法有效改善MVB非周期数据通信的实时性能。本文通过优化MVB周期扫描表和事件仲裁机制,以提高MVB网络通信实时性,为MVB网络控制系统用户化提供了理论基础,为列车安全运行提供了保障。