一种列控系统车载设备仿真测试系统技术方案

技术编号:11599253 阅读:86 留言:0更新日期:2015-06-12 16:45
本发明专利技术涉及一种CTCS-3级列控系统车载设备仿真测试系统和测试方法。该系统通过提供用户界面,用于测试脚本的选择和执行,通过模拟列车在线路上的运行,对车载设备进行测试,并记录测试过程中的数据用于后续分析。该仿真测试系统包括:场景控制器模块,用于读取和分发测试脚本和测试数据,并对测试过程进行控制;列车动力学仿真模块,用于计算列车在线路上运行的速度与距离;地面设备仿真模块,用于向被测车载设备发送轨道电路信息,应答器报文和无线消息;数据记录模块,用于记录各种测试结果数据;站场图绘制模块,用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置;GUI界面模块,用于为测试人员提供输入测试初始信息、对列车进行模拟驾驶以及复示测试过程中列车运行状态的图形化界面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及列车运行控制系统领域,涉及一种列控系统车载设备仿真测试系统
技术介绍
中国列车运行控制系统(CTCS,Chinese Train Control System,本文中也简称为列控系统)的发展步伐日益加强,国内对列车运行控制系统的研究除进行了系统原型的开发外,也对一些控制算法及城市轨道交通中的列车运行控制进行过相关的建模和仿真工作,但目前尚不具备全面测试手段,相应的系统理论和方法均有许多有待研究和完善的地方,迫切需要采用先进的高可信度的仿真技术来为列车运行控制系统从选型设计、方案评价、产品的测试、系统的优化等系统的全生命周期进行服务,铁路相关决策、设计、应用部门也在不同的场合提出了对列车运行控制仿真系统进行系统的研究和开发的急切需求。因此,无论是进行具有自主知识产权的列车运行控制系统的开发,还是对引进的国外系统进行测试验证,都必须对列车运行控制系统的仿真基础理论和方法进行深入的研究。本项目申请正是基于这一国家铁路建设的实际需求而提出的,通过列车运行控制系统的仿真理论和方法的研究,对解决铁路建设中的实际问题,提升我国在该领域的自主创新能力、掌握列车运行控制系统的关键技术等均具有重大意义。目前,适用于客运专线的CTCS-3技术规范和关键技术正在研究之中,建立CTCS-3列控系统综合仿真测试平台可以为系统的设计研究及设备集成提供良好的辅助设计、研发平台、验证测试平台,用于CTCS-3列车运行控制系统的系统研究、方案比较、设备测试评估等。对解决铁路建设中的实际问题、提升我国在该领域的自主创新能力、掌握列车运行控制系统的关键技术等均具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术申请为一种CTCS-3列控系统车载设备仿真测试系统,该系统通过提供用户界面,用于测试脚本的选择和执行,对车载设备进行自动测试,记录测试过程中的数据后续分析。系统功能包括测试脚本的选择与读取、测试过程的自动执行、测试线路以及列车位置的实时显示、列车驾驶台的操作、测试结果的记录等。具体地,本专利技术提供一种列控系统车载设备仿真测试系统,该仿真测试系统包括,场景控制器模块,用于读取和分发测试脚本和测试数据,并对根据测试脚本控制测试过程;列车动力学仿真模块,用于根据牵引和制动命令计算列车在线路上运行的速度与距离,并将计算的速度和距离输出至所述场景控制器模块;地面设备仿真模块,根据来自场景控制器的命令向被测车载设备发送所需的信息;数据记录模块,用于收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据;站场图绘制模块,用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置;以及图形用户界面模块,用于提供输入测试信息以及列车初始信息、对列车进行模拟驾驶,并在测试过程中显示列车运行状态的界面;接口适配模块,用于完成各模块之间的数据交换。优选地,该仿真测试系统进一步包括数据结构模块,用于定义并保存该仿真测试系统的数据结构、各模块之间的接口定义,以便该仿真测试系统共享信息。优选地,所述测试脚本包含在测试过程中各个具体位置应该发送的数据,采用XML脚本形式描述,测试数据包括线路数据、轨道电路信息、无线消息以及应答器报文。优选地,所述场景控制器模块进一步包括:测试脚本管理模块,用于读取测试脚本并允许用户进行编辑;测试流程控制模块,用于根据测试脚本以及来自列车动力学仿真模块的数据控制测试的开始、结束以及各仿真模块的状态;和配置数据分发模块,用于将测试数据分发给各仿真模块。优选地,所述列车动力学仿真模块进一步包括:速度计算模块,用于根据来自图形用户界面模块和被测车载设备的牵引与制动命令或指令以及线路数据,计算列车当前运行速度;和距离计算模块,用于根据计算得到的列车当前运行速度计算列车当前运行距离。优选地,轨道电路仿真模块,用于向被测车载设备发送与列车位置对应的轨道电路信息;应答器仿真模块,用于向被测车载设备发送与列车位置对应的应答报文;和无线闭塞中心仿真模块,用于根据来自被测车载设备的列车位置并向被测车载设备发送包括行车许可信息的信息。优选地,该仿真测试系统适用于CTCS-3级列控系统车载设备的测试。根据本专利技术的另一方面,提供一种列控系统车载设备仿真测试系统的仿真测试方法,该方法包括以下步骤:用户选择测试脚本;仿真测试系统读入所述测试脚本和对应的测试数据,该测试数据包括线路数据、轨道电路信息、应答器报文以及无线消息;用户输入列车的发车位置以及测试信息,配置列车的初始状态;根据线路数据绘制测试线路的站场图,并根据用户的输入显示列车的发车位置;场景控制器将读入的测试数据作为配置数据分发给地面设备仿真模块;执行测试,仿真测试系统通过仿真列车在测试线路上的运行,控制地面设备仿真模块向被测车载设备发送相关信息,收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据,并在站场图上实时显示列车的当前位置,在图形用户界面上显示列车的运行状态。优选地,所述系统仿真列车在测试线路上的运行过程进一步包括,用户通过模拟驾驶界面对列车进行驾驶,场景控制器根据列车动力学仿真模块输出的速度和距离信息模拟列车在线路上运行,车载设备接收地面设备仿真模块发送的信息,包括轨道电路编码、应答器报文和无线消息,同时将包括列车位置、速度、运行状态信息的列车信息以无线消息的形式发送给地面设备仿真模块中的RBC仿真子模块,列车动力学仿真模块根据所述用户驾驶和被测车载设备输出的牵引与制动命令计算得到列车当前的速度与位置信息。GUI界面获取来自接口适配模块的列车运行状态信息,包括列车运行速度和位置、车载设备的等级和模式等信息,并进行显示。优选地,所述测试脚本包含在测试过程中与位置对应的测试数据,测试数据采用XML格式。优选地,测试结果数据包括来自包括输入的测试数据,来自被测车载设备的状态数据,各仿真模块的数据、轨道电路信息,应答器报文和无线消息等。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出CTCS-3级列控系统的结构示意图。图2示出根据本专利技术的车载设备仿真测试系统应实现的功能示意图。图3示出根据本专利技术的车载设备仿真测试系统模块关系图。图4示出根据本专利技术的测试脚本格式。图5示出根据本专利技术的应答器报文格式。图6示出根据本专利技术的无线消息格式。图7示出根据本专利技术的列车动力学仿真模块结构示意图本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种列控系统车载设备仿真测试系统,该系统包括:场景控制器模块,用于读取和分发测试脚本和测试数据,并根据测试脚本控制测试过程,所述测试数据包括线路数据、无线消息以及应答器报文;图形用户界面模块,用于提供输入测试信息以及列车初始信息、对列车进行模拟驾驶,并在测试过程中复示列车运行状态的界面;列车动力学仿真模块,用于根据牵引和制动命令计算列车在线路上运行的速度与距离,并将计算的速度和距离输出至所述场景控制器模块;地面设备仿真模块,根据来自场景控制器的命令向被测车载设备发送所需的信息;站场图绘制模块,用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置;以及数据记录模块,用于收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据;以及接口适配模块,用于在所述测试系统运行过程中各模块之间的数据交换。

【技术特征摘要】
1.一种列控系统车载设备仿真测试系统,该系统包括:
场景控制器模块,用于读取和分发测试脚本和测试数据,并根据测试脚
本控制测试过程,所述测试数据包括线路数据、无线消息以及应答器报文;
图形用户界面模块,用于提供输入测试信息以及列车初始信息、对列车
进行模拟驾驶,并在测试过程中复示列车运行状态的界面;
列车动力学仿真模块,用于根据牵引和制动命令计算列车在线路上运行
的速度与距离,并将计算的速度和距离输出至所述场景控制器模块;
地面设备仿真模块,根据来自场景控制器的命令向被测车载设备发送所
需的信息;
站场图绘制模块,用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置;以及
数据记录模块,用于收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果
数据;以及
接口适配模块,用于在所述测试系统运行过程中各模块之间的数据交换。
2.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统,其特征在于,
该仿真测试系统进一步包括数据结构模块,用于定义并保存该仿真测试系统
的数据结构、各模块之间的接口定义,以便该仿真测试系统共享信息。
3.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统,其特征在于,
所述场景控制器模块进一步包括:
测试脚本管理模块,用于读取测试脚本并允许用户进行编辑;
测试流程控制模块,用于根据测试脚本以及来自列车动力学仿真模块的
数据控制测试的开始、结束以及各仿真模块的状态;
配置数据分发模块,用于将测试数据分发给各仿真模块。
4.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统,其特征在于,
所述列车动力学仿真模块进一步包括:
速度计算模块,用于根据来自图形用户界面模块和被测车载设备的牵引
与制动命令或指令以及线路数据,计算列车当前运行速度;和
距离计算模块,用于根据计算得到的列车当前运行速度计算列车当前运
行距离。
5.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统,其特征在于,
所述地面设备仿真模块进一步包括:
轨道电路仿真模块,用于向被测车载设备发送与列车位置对应的轨道电

\t路信息;
应答...

【专利技术属性】
技术研发人员:张勇张斌
申请(专利权)人:中国铁路总公司北京交通大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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