[发明专利]一种地铁列车信号系统自动化测试的方法及系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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：

1）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：

1）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。

发明人在进行发明创造时，发现上述现有技术主要存在如下缺陷：

1）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。

发明内容

本发明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。

本发明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。