一种地铁列车信号系统自动化测试的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地铁列车信号系统自动化测试的方法及系统。本发明专利技术公开的方法及系统，基于速度发生器提供速度脉冲信号，基于轨旁、车载输入输出控制单元提供继电器动作，并且实现了二者的自动控制，完整仿真了CBTC系统的实际物理接口输入。并根据CBTC系统的运行状态实现了接口的自动控制，使得接口信息符合CBTC系统的逻辑检查原则，可被视为合法输入，在室内环境下仿真实现包括ATO列车自动驾驶模式在内的列车运行真实场景环境。

【技术实现步骤摘要】
一种地铁列车信号系统自动化测试的方法及系统
本专利技术涉及城市轨道交通领域，尤其涉及一种地铁列车信号系统自动化测试的方法及系统。
技术介绍
随着城市轨道交通事业和信息技术的发展，基于通信的列车控制系统(CBTC系统)已成为当前国内外轨道交通行业的主流列车控制技术。CBTC系统是列车安全、高效运行的重要保障，有极高的安全性和可靠性要求。在CBTC系统上线运行前，需要进行大量的室内测试。仿真与测试设备需要为CBTC系统的室内测试搭建一个与现场测试尽可能一致的环境，对以下接口进行仿真:I)列车物理运动仿真。需要在室内模拟列车的物理运动，为CBTC系统车载部分的传感器设备提供真实的速度信号、应答器报文。2)列车占用仿真。需要在室内模拟列车的物理运动，为CBTC系统轨旁设备提供真实的列车区段占用状态输入。3)司机操作与列车状态仿真。对列车控制系统和司机的人机接口仿真。4)轨旁信号设备状态。对轨旁道岔、紧急停车按钮、自动折返按钮、信号机反馈等信号元素的采集。现有技术中，针对CBTC系统的仿真与测试需求，普遍采用的机制为全软件仿真，且车载仿真设备与轨旁仿真设备相对独立，其基本原理为:I)车载仿真设备。仿真功能由一台仿真计算机实现，内置列车运行仿真软件，可根据测试人员在软件上人工操作模拟列车的加速、减速和巡航过程。列车的速度、位移信息完全由软件模拟，仿真软件根据计算的列车速度和位移生成虚拟的CBTC系统车载传感器的速度和应答器报文。CBTC系统车载设备直接接收速度报文，并作为正式的速度采集信息处理。CBTC系统车载设备与列车控制器和司机的接口由实际的按钮、开关实现，CBTC系统采集按钮、开关的动作并做出反应，但按钮、开关必须由测试人员手工操作。2)轨旁仿真设备。轨旁仿真计算机设计了人机界面，可根据测试人员的人工输入信息模拟计轴占用、道岔动作等信息。CBTC系统轨旁设备以报文的形式接收这些输入信息，并作为真实的输入信息处理，原有的采集功能屏蔽。专利技术人在进行专利技术创造时，发现上述现有技术主要存在如下缺陷:I)无法对CBTC系统的自动驾驶指令进行闭环检查。由于列车速度信号是软件根据人工输入的操作信息生成，未用到真实的速度信号发生单元，无法对CBTC系统输出的列车控制指令进行响应。这就造成了 CBTC系统的列车自动驾驶功能无法在室内完成验证测试，需要占用大量的现场测试，严重影响了自动驾驶功能的稳定性和系统整体调试时间。2)硬件接口无法得到有效验证。由于测试设备的输入为软件模拟生成的报文输入，造成CBTC系统的数据采集接口(如:速度信号采集、继电器状态采集等)无法得到有效测试。3) CBTC系统车载与轨旁软件只能分别使用各自的仿真进行测试。由于计轴占用信息需要手工输入，与车载设备接收的列车的运动信息无法自动匹配，造成车载、轨旁两部分设备无法联合调试，无法仿真实现列车运行的实际场景。4)无法进行自动化测试。由于计轴占用、道岔动作、信号机反馈、按钮操作等轨旁信号元素状态都需要手动输入，列车的驾驶动作也需要测试人员人工输入，针对CBTC系统的自动化测试无法开展。系统测试案例需要人工执行，限制了测试的时间与规模，降低了系统稳定性测试的强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地铁列车信号系统自动化测试的方法及系统，极大的提高了 CBTC系统测试的自动化程度和可信度。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种地铁列车信号系统自动化测试的方法，该方法包括:由轨旁输入输出控制单元采集列车控制系统CBTC输出的轨旁设备控制指令，由车载输入输出控制单元采集CBTC系统输出的车载设备控制指令；由测试场景生成系统根据所述轨旁设备控制指令、车载设备控制指令以及速度发生器输出位移信息并结合预设的测试策略输出驱动指令至对应的轨旁输入输出控制单元、车载输入输出控制单元与速度发生器；由所述轨旁输入输出控制单元根据接收到的驱动指令输出轨旁状态模拟信息至CBTC系统轨旁设备，由所述车载输入输出控制单元根据接收到的驱动指令输出列车控制电路与司机输入状态模拟信息至CBTC系统车载设备，由所述速度发生器发送速度脉冲至所述CBTC系统车载设备；完成地铁列车信号系统自动化测试。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，基于实体速度发生器提供速度脉冲信号，基于轨旁、车载输入输出控制单元提供继电器动作，并且实现了二者的自动控制，完整仿真了 CBTC系统的实际物理接口输入。并根据CBTC系统的运行状态实现了接口的自动控制，使得接口信息符合CBTC系统的逻辑检查原则，可被视为合法输入，在室内环境下仿真实现包括ATO列车自动驾驶模式在内的列车运行真实场景环境。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例一提供的一种地铁列车信号系统自动化测试的方法的流程图；图2为本专利技术实施例二提供的一种测试场景生成系统工作的流程图；图3为本专利技术实施例二提供的一种地铁列车信号系统自动化测试的方法的示意图；图4为本专利技术实施例三提供的一种地铁列车信号系统自动化测试的系统的示意图。【具体实施方式】下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种地铁列车信号系统自动化测试的方法的流程图。如图1所示，主要包括如下步骤:步骤11、由轨旁输入输出控制单元采集列车控制系统CBTC输出的轨旁设备控制指令，由车载输入输出控制单元采集CBTC系统输出的车载设备控制指令。步骤12、由测试场景生成系统根据所述轨旁设备控制指令、车载设备控制指令以及速度发生器输出位移信息并结合预设的测试策略输出驱动指令至对应的轨旁输入输出控制单元、车载输入输出控制单元与速度发生器。具体来说，I)所述测试场景生成系统输出驱动指令至所述轨旁输入输出控制单元包括:根据所述轨旁设备控制指令及预设的测试策略，计算轨旁信号元素动作状态；根据所述轨旁设备控制指令及预设的测试策略，计算列车位置偏移量，从而获得列车计轴占用状态；根据所述轨旁信号元素动作状态与所述列车计轴占用状态生成对应的驱动指令发送至所述轨旁输入输出控制单元；2)所述测试场景生成系统输出驱动指令至所述车载输入输出控制单元包括:根据所述车载设备控制指令及预设的测试策略，计算列车控制电路与司机输入状态，并生成对应的驱动指令发送至所述车载输入输出控制单元；3)所述测试场景生成系统输出驱动指令至所述速度发生器包括:根据所述车载设备控制指令及预设的测试策略，生成用于控制所述速度发生器转动的驱动指令，并输出至所述速度发生器。其中，所述预设的测试策略中包括:列车初始化的时机与位置、列车错误状态的注入、轨旁设备的动作时机、轨旁采集信息的错误注入、轨旁驱动信息的错误注入。在实际使用中，由人机接口管理单元接收用户输入的位置初始化指令、线路数据和预设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地铁列车信号系统自动化测试的方法，其特征在于，该方法包括：由轨旁输入输出控制单元采集列车控制系统CBTC输出的轨旁设备控制指令，由车载输入输出控制单元采集CBTC系统输出的车载设备控制指令；由测试场景生成系统根据所述轨旁设备控制指令、车载设备控制指令以及速度发生器输出位移信息并结合预设的测试策略输出驱动指令至对应的轨旁输入输出控制单元、车载输入输出控制单元与速度发生器；由所述轨旁输入输出控制单元根据接收到的驱动指令输出轨旁状态模拟信息至CBTC系统轨旁设备，由所述车载输入输出控制单元根据接收到的驱动指令输出列车控制电路与司机输入状态模拟信息至CBTC系统车载设备，由所述速度发生器发送速度脉冲至所述CBTC系统车载设备；完成地铁列车信号系统自动化测试。

【技术特征摘要】
1.一种地铁列车信号系统自动化测试的方法，其特征在于，该方法包括: 由轨旁输入输出控制单元采集列车控制系统CBTC输出的轨旁设备控制指令，由车载输入输出控制单元采集CBTC系统输出的车载设备控制指令； 由测试场景生成系统根据所述轨旁设备控制指令、车载设备控制指令以及速度发生器输出位移信息并结合预设的测试策略输出驱动指令至对应的轨旁输入输出控制单元、车载输入输出控制单元与速度发生器； 由所述轨旁输入输出控制单元根据接收到的驱动指令输出轨旁状态模拟信息至CBTC系统轨旁设备，由所述车载输入输出控制单元根据接收到的驱动指令输出列车控制电路与司机输入状态模拟信息至CBTC系统车载设备，由所述速度发生器发送速度脉冲至所述CBTC系统车载设备；完成地铁列车信号系统自动化测试。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述测试场景生成系统输出驱动指令至所述轨旁输入输出控制单元包括:根据所述轨旁设备控制指令及预设的测试策略，计算轨旁信号元素动作状态；根据所述轨旁设备控制指令及预设的测试策略，计算列车位置偏移量，从而获得列车计轴占用状态；根据所述轨旁信号元素动作状态与所述列车计轴占用状态生成对应的驱动指令发送至所述轨旁输入输出控制单元； 所述测试场景生成系统输出驱动指令至所述车载输入输出控制单元包括:根据所述车载设备控制指令及预设的测试策略，计算列车控制电路与司机输入状态，并生成对应的驱动指令发送至所述车载输入输出控制单元； 所述测试场景生成系统输出驱动指令至所述速度发生器包括:根据所述车载设备控制指令及预设的测试策略，生成用于控制所述速度发生器转动的驱动指令，并输出至所述速度发生器。`3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括:由所述测试场景生成系统发送车载设备报文至所述CBTC系统车载设备；具体的:所述测试场景生成系统根据CBTC轨旁设备的输出状态、列车位置信息及预设的测试策略生成应答器报文信息；所述测试场景生成系统根据所述速度发生器的转动信息及预设的测试策略生成测速雷达报文；所述测试场景生成系统将所述应答器报文信息与所述测速雷达报文作为车载设备报文发送至所述CBTC系统车载设备。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于， 由人机接口管理单元接收用户输入的位置初始化指令、线路数据和预设的测试脚本并输出至所述测试场景生成系统； 由所述测试场景生成系统根据接收到的上述信息生成测试策略； 其中，测试策略中包括:列车初始化的时机与位置、列车错误状态的注入、轨旁设备的动作时机、轨旁采集信息的错误注入、轨旁驱动信息的错误注入。5.一种地铁列车信号系统自动化测试的系统，其特征在于，该系统包括: 轨旁输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹逊政，郜洪民，王芃，李博，李亮，许硕，孟军，王超，陈宁宁，郑伟，贾鹏，徐杰，孙磊，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院通信信号研究所，北京市华铁信息技术开发总公司，北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：