列車控制系統仿真測試系統的製作方法
2023-05-14 16:51:31
專利名稱：列車控制系統仿真測試系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測試系統，尤其涉及一種用於列車控制系統仿真測試系統。
背景技術：
隨著提速和客運專線的建設，需要高性能的列車運行控制系統為高速列車的安全運行提供保證。當前，CTCS-3級列車控制系統已經得到廣泛應用，CTCS-3級列車運行控制系統是中國鐵路時速300-350km客運專線的重要技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠的核心技術之一。然而，現有的CTCS-3仿真測試技術大多數圍繞以具體線路數據為核心開展仿真，所以難以做到靈活配置。由此造成了每開通一條線路，就需要開發一套仿真系統。這即增加了開發的成本，也對測試人員重新學習新的仿真系統環境增加了工作量。
發明內容
有鑑於此，本發明的一個實施方式是提供一種列車控制系統仿真測試系統，包括地面綜合仿真系統，CTC接口仿真系統、臨時限速伺服器接口仿真系統、車載仿真系統、列控車載設備、以及無線閉塞中心設備和GSM-R網絡；其中，所述地面綜合仿真系統接收來自所述車載仿真系統的信息，以及接收來自所述 CTC接口仿真系統的與列車ID對應的列車信息；所述CTC接口仿真系統與所述無線閉塞中心設備、所述地面綜合仿真系統及所述車載仿真系統之間進行數據通信；所述臨時限速伺服器接口仿真系統與所述車載仿真系統、所述無線閉塞中心設備之間進行通信；所述車載仿真系統用於模擬車載系統的速度信號、制動信號、手柄位置、應答器信號，以及實時記錄列車地通信狀態；所述列控車載設備接收地面信息，生成速度模式曲線，監控所述列車的運行；所述無線閉塞中心設備對所述列車的運行進行管理與控制。 通過本發明的列車控制系統仿真測試系統，測試人員能夠靈活配置測試腳本和線路數據，並裝載到該仿真平臺上，從而可完成線路的靈活切換。操作簡單便捷。大大提高了 CTCS-3級列控系統的測試效率，節省了大量的人力、物力。
圖1示出根據本發明一個實施方式的列車控制系統仿真測試系統100 ；圖2示出圖1中的列車控制系統仿真測試系統100的執行流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行描述。圖1示出根據本發明一個實施方式的列車控制系統仿真測試系統100。如圖1所示，該列車控制系統仿真測試系統100包括地面綜合仿真系統10、CTC接口仿真系統20、臨時限速伺服器(TSRQ接口仿真系統60、車載仿真系統30、列控車載設備(未示出)、以及第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42和鐵路專用無線通信網絡(GSM-R網絡)50。如圖1所示，該列車控制系統仿真測試系統100還可以包括聯鎖接口仿真系統70。在本發明的一個實施方式中，地面綜合仿真系統10周期性地接收來自車載仿真系統30的列車運行關聯信息，列車運行關聯信息包括試驗狀態、列車位置、列車速度、列車行走距離、軌道電路佔用等腳本信息塊；並且接收來自CTC接口仿真系統20的列車ID對應的列車信息。並且，通過實時計算顯示列車信息。地面綜合仿真系統10還具有列車腳本文件處理、全線線路圖動態顯示、列車運行狀態實時顯示、區段佔用、列車進路、行車許可 (MA)、信號燈狀態顯示、應答器顯示、列車速度距離曲線顯示以及速度距離坐標軸顯示、存儲和查詢等功能。CTC接口仿真系統20主要與第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備 42、地面綜合仿真系統10及車載仿真系統30之間通信，通信內容包括接收車載仿真系統30 向第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42下發的文本信息和緊急信息等腳本命令，並將該命令下發給第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42;接收來自第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42的列車信息，並將與指定列車ID對應的列車信息轉發給地面綜合仿真系統10。CTC接口仿真系統20主要模擬真實CTC的主系功能，與無線閉塞中心(RBC)設備的主備雙系建立雙網通信連接。TSRS接口仿真系統60主要與車載仿真系統30、第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42建立通信，通信內容包括向第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42下發臨時限速信息，接收並顯示第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42回傳的限速狀態；接收來自車載仿真系統30的臨時限速腳本命令，TSRS接口仿真系統60接收到該時限速腳本命令後，校驗命令是否正確，校驗正確後轉發給第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42，並且顯示第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42回傳的限速狀態。TSRS接口仿真系統60主要模擬真實TSRS設備的主系，並與無線閉塞中心設備的主備雙系建立雙網通信連接。聯鎖接口仿真系統70與車載仿真系統30進行單向通信，接收進路和區段命令；與第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42建立雙網通信，進行軌道電路信息、 閉塞方向、閉塞區間、進路信息的控制與交互。並提供模擬故障佔用、辦理進路、顯示通信狀態、通信數據等功能。聯鎖接口仿真系統70還支持第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42連接管理的操作及日誌記錄功能。車載仿真系統30主要用來模擬車載系統的速度信號、制動信號、手柄位置、應答器信號、實時記錄車地通信狀態等。實現對車載設備的控制。GSM-R網絡50主要由基站控制器(BSC)、移動交換中心(MSC)、基站收發臺(BTS)、 光傳輸設備、ISDN傳輸通道、信號發射調節設備等設備組成。使用了與鐵路信號無線通信線路實際使用的GSM-R網絡具有相同的功能和類似的結構。第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42是CTCS-3級列控系統中地面系統的核心組成部分，第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42的功能主要是進行全線列車的運行管理與控制。無線閉塞中心設備系統在管理列車過程中，首先接收來自聯鎖接口仿真系統70的站內軌道電路狀態、區間佔用/空閒狀態、區間閉塞方向、列車進路等信息，實時計算線路運行條件，將移動授權指令通過GSM-R網絡50發送到列控車載設備(圖中未示出)，從而替代常規信號系統中的軌旁信號。在本發明的CTCS-3級列控系統仿真測試系統中，第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42既作為主要的被測設備又作為輔測的設備。列控車載設備(未示出)負責接收地面信息，生成速度模式曲線，監控列車運行， 保證列車運行安全。在本發明的CTCS-3級列控系統仿真測試系統中，車載設備既作為主要被測設備又作為了輔測的設備。本實施方式的CTCS-3級列控仿真測試系統上進行的功能及系統測試，主要包括-測試CTCS-3級第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42、聯鎖接口仿真系統70、車載仿真系統30、CTC接口仿真系統20、TSRS接口仿真系統60的大部分功能；-系統地測試驗證CTCS-3系統各種功能場景。包括上/下行線的正/反向拉通試驗、MA延伸縮短、正/側臨時限速、無線閉塞中心設備切換、無線閉塞中心設備切換區的臨時限速、越行、區間/站內和交權時的臨時限速、單電臺運行、控制模式切換、自動過分相等；-進行第一無線閉塞中心設備41、第二無線閉塞中心設備42、聯鎖接口仿真系統 70、車載仿真系統30、CTC接口仿真系統20、TSRS接口仿真系統60之間的通信接口測試。-測試驗證線路數據的完備性。通過本實施方式的列車控制系統仿真測試系統，測試人員能夠靈活配置測試腳本和線路數據，並裝載到該仿真平臺上，從而可完成線路的切換。操作簡單便捷。大大提高了 CTCS-3級列控系統的測試效率，節省了大量的人力、物力。圖2示出圖1中的列車控制系統仿真測試系統100的執行流程圖。下面結合圖2 對圖1所示出的列車控制系統仿真測試系統100作進一步的說明。如圖2所示，首先由測試人員根據實際的需求製作測試腳本；然後在步驟SlOO中開始測試。在SlOl中進行第一無線閉塞中心設備41和第二無線閉塞中心設備42、聯鎖接口仿真系統70、CTC接口仿真系統20以及TSRS接口仿真系統60開啟，並進行初始化。然後在步驟S102中對地面綜合仿真系統10進行初始化。在步驟S103中車載仿真系統30讀取測試人員之前製作的腳本。在步驟S104中對列控車載設備/DMI進行初始化。在步驟S105中在DMI上輸入設備編號、第一無線閉塞中心設備41和第二無線閉塞中心設備42電話號碼以及車次號。然後在步驟S106中呼入GSM-R網絡50。如果步驟S107中呼叫無線閉塞中心設備41和42失敗，例如連續3個周期無法建立連接，則在步驟S115中掛斷G網連接，關閉列控車載設備，返回至步驟S104。如果在步驟 S107中呼叫第一無線閉塞中心設備41和第二無線閉塞中心設備42成功，則在步驟S108中與第一無線閉塞中心設備41和第二無線閉塞中心設備42建立連接，成功進行註冊。在步驟S109中已知了列車的位置，在步驟SllO中地面綜合仿真系統10實時地顯示該列車的狀態。在步驟Slll中列車進行加速或減速操作。則在步驟S112中車載仿真系統30能夠實時地讀取腳本信息。並在步驟S113中監視並記錄列車的運行軌跡。在步驟S114中腳本文件運行完畢。至此結束了測試。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種列車控制系統仿真測試系統，包括地面綜合仿真系統、CTC接口仿真系統、臨時限速伺服器接口仿真系統、車載仿真系統、 列控車載設備、無線閉塞中心設備和GSM-R網絡；其中，所述地面綜合仿真系統接收來自所述車載仿真系統的列車運行關聯信息，以及接收來自所述CTC接口仿真系統的與列車ID對應的列車信息；所述CTC接口仿真系統與所述無線閉塞中心設備、所述地面綜合仿真系統及所述車載仿真系統之間進行數據通信；所述臨時限速伺服器接口仿真系統與所述車載仿真系統、所述無線閉塞中心設備之間進行通信；所述車載仿真系統用於模擬車載系統的速度信號、制動信號、手柄位置、應答器信號， 以及實時記錄列車的通信狀態；所述列控車載設備接收地面信息，生成速度模式曲線，監控所述列車的運行；所述無線閉塞中心設備對所述列車的運行進行管理與控制。
2.根據權利要求1所述的列車控制系統仿真測試系統，還包括聯鎖接口仿真系統，用於與所述車載仿真系統單向通信，接收進路以及區段命令，並與所述無線閉塞中心設備進行雙網通信；以及所述無線閉塞中心設備還用於接收來自所述聯鎖接口仿真系統的站內軌道電路狀態信息、區間佔用/空閒狀態信息、區間閉塞方向信息、列車進路信息，實時計算線路運行條件，將移動授權指令通過所述GSM-R網絡發送到所述列控車載設備，從而替代常規信號系統中的軌旁信號。
3.根據權利要求1所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述列車控制系統仿真測試系統為基於CTCS-3級列控系統的仿真測試系統。
4.根據權利要求1所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述列車運行關聯信息包括試驗狀態、列車位置、列車速度、列車行走距離或軌道電路佔用腳本信息塊。
5.根據權利要求1所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述地面綜合仿真系統還用於列車腳本文件處理、全線線路圖動態顯示、列車運行狀態實時顯示、區段佔用、列車進路、行車許可、信號燈狀態顯示、應答器顯示、列車速度距離曲線顯示以及速度距離坐標軸顯示、存儲和查詢。
6.根據權利要求1所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述CTC接口仿真系統還用於接收所述車載仿真系統向所述無線閉塞中心設備下發的文本信息和緊急信息腳本命令，並將所述緊急信息腳本命令下發給所述無線閉塞中心設備；以及接收所述無線閉塞中心設備發送的列車信息，並將與指定列車ID對應的列車信息轉發給所述地面綜合仿真系統。
7.根據權利要求1所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述臨時限速伺服器接口仿真系統還用於，向所述無線閉塞中心設備下發臨時限速信息，接收並顯示所述無線閉塞中心設備回傳的限速狀態；接收來自所述車載仿真系統的臨時限速腳本命令，並且在接收到所述臨時限速命令且校驗命令正確後將其轉發給所述無線閉塞中心設備，顯示所述無線閉塞中心設備回傳的限速狀態。
8.根據權利要求2所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述聯鎖接口仿真系統還用於與所述車載仿真系統進行軌道電路信息、閉塞方向、閉塞區間、進路信息的控制與交互，並提供模擬故障佔用、辦理進路、顯示通信狀態和通信數據。
9.根據權利要求3所述的列車控制系統仿真測試系統，其中，所述列車控制系統仿真測試系統為基於腳本文件處理技術的CTCS-3級列控系統仿真測試系統。
10.根據權利要求3所述的列車控制系統仿真測試系統，其中所述GSM-R網絡是真實 GSM-R網絡。
全文摘要
本發明公開一種列車控制系統仿真測試系統，地面綜合仿真系統接收來自車載仿真系統的列車運行關聯信息，和接收來自CTC接口仿真系統的與列車ID對應的列車信息；CTC接口仿真系統與無線閉塞中心設備、地面綜合仿真系統及車載仿真系統之間進行數據通信；TSRS接口仿真系統與車載仿真系統、無線閉塞中心設備之間進行通信；車載仿真系統用於模擬車載系統的速度信號、制動信號、手柄位置、應答器信號，和實時記錄列車地通信狀態；列控車載設備接收地面信息，生成速度模式曲線，監控列車的運行；無線閉塞中心設備對列車的運行進行管理與控制。
文檔編號G05B23/02GK102279597SQ20111012510
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者於磊, 劉基全, 方嶽, 祁鵬, 趙利斌 申請人:北京和利時系統工程有限公司