一种高铁信号系统工程测试平台

本发明涉及高铁信号系统测试，特别涉及一种高铁信号系统工程测试平台。

背景技术：

1、信号系统已经成为我国运营时速200km/h及以上高速铁路的标准配置，在高寒冻土、戈壁风沙、沿海高盐、地震山区等多种自然环境得到了成功实践。在实际工程应用中，由于站场、线路参数以及速度等级等因素的不同，信号系统需要结合具体工程数据进行复杂的数据配置，不同车站、子系统和厂家设备间也要根据具体的工程数据进行相应的数据接口协议配置。作为一种对安全性和可靠性要求极高的工程应用，信号系统若存在设计与数据配置缺陷，将可能引发重大安全事故，导致严重的生命与财产损失。因此在线路正式投入运营之前，必须对信号工程进行全面的测试，充分验证各项数据配置及系统行为关系是否满足规范与运行需求。随着高铁工程建设的不断深入和高速铁路网的逐步完善，我国高铁已形成以铁路车站、线路所、正线、联络线和出入段动车走行线等部分构成的高速铁路复杂枢纽，需要反复的插入试验，有时需要几十的天窗，给现场运营带来了巨大的工作量和运营安全压力，产生一定的安全隐患。

2、目前，高铁信号系统测试主要集中在设备功能测试，测试环境搭建成本较高，系统性的工程测试方法研究较少，缺少系统化的工程测试平台，不能满足日益发展的高铁信号工程测试的要求。因此需要对高铁信号工程室内仿真测试方法和平台进行深入研究，研究涵盖计算机联锁、列控中心、无线闭塞中心和调度集中等关键设备的综合测试平台，加强设备间的测试验证，优化现场工程测试方案，大力降低信号工程中的安全风险，构造一种能够在室内完全反映现场工程条件，且测试全面，具备通用性、高效性、成本相对较低的高铁信号工程测试平台。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够保证信号系统室内仿真测试环境与现场工程环境之间的一致性，安全可靠、测试效率高、通用性强、成本低且适用范围广的高铁信号系统工程测试方法及测试平台。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种高铁信号系统工程测试平台，包括数据管理子系统、线路环境仿真子系统、测试执行子系统、列车仿真子系统及gsm-r网络仿真子系统。

4、所述数据管理子系统实现测试数据全过程的自动生成和管理，包括测试过程中原始数据的校核、基础线路数据生成、测试用例生成及测试平台环境数据生成。

5、所述线路环境仿真子系统通过计算机仿真的方式在室内模拟现场工程线路环境，模拟继电器接口架至轨道的信号设备；向tcc、cbi提供标准接口架接口，tc接口及leu接口；提供与列车仿真子系统的接口，根据列车的位置控制轨道电路的占用、出清，向车载设备提供轨道电路低频、载频及应答器报文。

6、所述测试执行子系统完成测试用例的自动执行和测试结果的判断。测试执行子系统采集被测设备及相关信号设备的接口数据，根据测试用例自动判断测试结果，将相关结果保存至对应的测试用例中，自动生成测试报告，对未通过的测试用例进行报警提示。

7、所述列车仿真子系统建立atp与车辆的接口模型，向atp提供行车过程中所需的数据，模拟列车在工程线路上运行。列车仿真子系统根据车辆参数，建立车辆模型，匹配牵引、制动等级，计算列车控制速度，向atp车载设备提供速传信号；结合实际工程线路条件和列车运行速度计算列车的位置，将tcc发送的轨道电路码序和应答器报文转发至atp车载设备。

8、所述gsm-r网络仿真子系统构建室内atp与rbc无线通信的gsm-r网通信通道，用于室内ctcs-3级列控系统的工程测试。

9、进一步的：

10、所述数据管理子系统根据人员角色按管理过程实现工程数据的加载、分析、生成、保存、下载和记录。

11、所述数据管理子系统将复杂站场拆解至行车区间，自动生成被测车站集中区管辖范围内所有交路的行车序列，每条行车路径包括区间接车、接车进路、股道、发车进路和区间发车等行车区间。行车路径对上行正向、上行反向、下行正向、下行反向、跨线运行等所有情况进行全覆盖。

12、所述线路环境仿真子系统以继电器接口架为边界，模拟接口架至轨道上的线路设备，包括轨道电路、信号机、道岔、方向电路及应答器等线路设备。

13、所述线路环境仿真子系统模拟继电器接口架至室外的工程线路，依据信号设备的驱动信息提供对应采集点位，接收测试执行子系统的命令，模拟列车占用、设置线路设备状态；向列车仿真子系统提供行车过程中的码序、报文。

14、所述测试执行子系统根据测试用例的内容，将测试用例转换成对应接口的通信数据包或存储记录的设备接口数据，发送至各个系统，实时接收并记录被测设备反馈的数据。

15、所述测试执行子系统通过线路环境仿真子系统管理线路状态，向信号设备提供io信息和tc通信信息，配合执行测试用例。

16、所述测试执行子系统实时监测被测设备在不同设备接口间的信息的一致性，采用接口数据全监测的方式，解决信号设备测试过程中，只关注测试相关内容，忽视不相关信息变化的问题。

17、所述测试执行子系统对设备间的通信数据进行数据镜像，获取抓包数据。信号设备间采用网络接口通信时，采用交换机配置端口镜像的方式，将通信数据映射至其它空闲的物理端口进行数据抓取。信号设备间采用串行接口通信时，采用物理转接接口的方式，将通信数据同时发送至新增的物理端口进行数据抓取。

18、所述测试执行子系统接收信号设备的通信输出，通过线路环境仿真子系统接收信号设备的io输出，及应答器报文、轨道区段编码信息，结合测试用例对信号设备的输出数据进行分析，自动判断测试用例的执行结果。

19、所述测试执行子系统向线路环境仿真子系统发送行车路径、设置工程线路状态命令；线路环境仿真子系统向测试执行子系统发送工程线路状态、tcc发送的码序、有源应答器报文信息。

20、所述列车仿真子系统提供人工模拟驾驶和自动驾驶两种方式进行测试。

21、所述列车仿真子系统设置机械手臂，自动驾驶模式下其根据测试用例的要求，自动驱动机械手臂操作dmi按键完成som流程，执行测试相关按键操作。

22、所述列车仿真子系统使用计算机视觉、图像识别技术，监控dmi显示界面，识别列车的实际运行速度、atp允许速度和运行模式等关键信息，自动操作牵引和制动手柄，控制列车运行进行自动驾驶。

23、所述列车仿真子系统向线路环境仿真子系统反馈列车位置信息。

24、本发明具有以下优点和有益效果：

25、本发明提供工程数据镜像和自动驾驶测试技术，保证信号系统室内仿真测试环境与现场工程环境之间的一致性，能够提高信号工程室内仿真测试的测试范围，提高信号工程测试的安全性、正确性、完备性和效率，降低工程测试环境对真实设备的依赖，降低测试环境的搭建成本。

26、本发明满足高铁信号系统在新建工程、改造工程和设备缺陷修改的应用场景下的工程测试，降低工程现场反复插入测试引入的安全隐患。

27、本发明实施例提供的高铁信号系统工程测试方法及测试平台具备通用性，设备接口均为基于标准化的可见接口，依据中国国家铁路集团有限公司颁布的标准规范展开测试，同时满足ctcs-2级列控系统和ctcs-3级列控系统的工程测试，满足独立第三方的测试需要。