[發明專利]列車控制網絡半實物仿真測試平臺

有效

• 申請號: 201110201210.3
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102323761A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 趙紅衛;王立文;朱廣超;張順廣;鄭雪洋;高楓;姚放;夏菲;黃根生;陳為雄
• 申請（專利權）人: 鐵道部運輸局;中國鐵道科學研究院機車車輛研究所;北京縱橫機電技術開發公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及測試平臺技術，尤其是涉及一種列車控制網絡半實物仿真測試平臺。

背景技術

列車控制網絡用于控制和管理列車的牽引系統、制動系統、高壓系統、輔助供電、空調、行車安全設備、車門和照明等幾乎所有子系統，在列車運行和維護中，具有極其重要的作用，而諸多子系統涉及多個專業領域，不但各個子系統之間的網絡通訊協議十分復雜，更重要的是基于網絡通訊的邏輯控制算法和故障診斷策略也十分復雜。

設計和實現如此復雜和龐大的系統，并且確保列車的安全可靠運行，無論是在設計和實現系統的網絡通訊協議和內部邏輯控制算法時，還是在列車運行后期維護中的故障診斷時，都迫切需要一個地面仿真試驗平臺。

目前的列車控制網絡系統的仿真平臺有兩種，一種是以開關量為主要模擬對象的硬件仿真平臺，另一種是軟件仿真平臺。

硬件仿真平臺主要包括中央控制單元、司機室輸入輸出設備，車輛輸入輸出設備，另外還包括輸入輸出設備所連接的開關和接觸器等，其它復雜智能控制單元，如牽引控制單元、制動控制單元、輔助控制單元、車門控制單元以及空調控制單元均不具有設備實物，也不具備仿真模型，只是通過開關輸入模擬故障節點。硬件仿真平臺可以測試中央控制單元的部分控制功能以及中央診斷系統的部分診斷功能，驗證司機室輸入輸出設備或車輛輸入輸出設備的應用控制軟件、固件和通信協議。

但是，現有的硬件仿真平臺也具有如下缺點：

第一，需要輸入開關和輸出指示燈等部件來模擬外圍輸入條件和執行機構的響應；

第二，對智能控制單元只能模擬部分輸入輸出信息和診斷故障，對于復雜控制邏輯和連鎖反應，只能靠人工操作按鈕或開關制造故障連鎖和延時，硬件仿真平臺的仿真輸出結果與實際故障情況具有較大差異，對控制系統的評估和驗證不全面。

純軟件仿真平臺，需要完全靠軟件程序來實現對網絡終端輸入輸出的模擬和對復雜控制單元的模擬。仿真系統軟件不僅需要對輸入輸出開關、按鈕、接觸器、繼電器、指示燈和司機控制器等簡單功能設備進行模擬，還需要對牽引控制單元、制動控制單元、輔助控制單元以及車門、空調控制單元及其執行機構進行模擬。

仿真系統模型建立得越接近真實設備，對控制系統的控制響應和診斷性能測試得越全面。但純軟件仿真平臺需要對被控對象的特性和行為非常了解，由于缺乏實物做參照當仿真模型與實際設備不符或模型參數不正確時，可能使整個仿真平臺的控制輸出與實際結果有很大偏差，并且，軟件仿真平臺無法實現對硬件設備的程序(包括固件、數據庫、應用軟件)等進行裝載和驗證，對控制系統的評估和驗證不全面。

發明內容

本發明提供一種列車控制網絡半實物仿真測試平臺，用以解決現有技術中的缺陷，能夠全面地對列車網絡控制系統的設計實施評估和驗證，排除可能的設計錯誤，快速定位故障查找原因，降低實車的生產調試成本和技術風險。

本發明提供了一種列車控制網絡半實物仿真測試平臺，包括：

車載電氣控制系統；用于發布控制指令并接收狀態反饋；

軟件仿真控制系統和/或實物控制系統；與所述車載電氣控制系統連接，為列車控制網絡提供運行環境和信號激勵；

數據采集交互系統；與所述車載電氣控制系統連接，將所述車載電氣控制系統輸出的信號轉換為數字信號，或將數字信號轉換為車載電氣控制系統需要的輸入信號；與所述軟件仿真控制系統和/或實物控制系統連接，將所述軟件仿真控制系統和/或實物控制系統連接輸出的數字信號轉換為開關量信號，或將開關量信號轉換為軟件仿真控制系統和/或實物控制系統需要的數字信號。

本發明提供的列車控制網絡半實物仿真測試平臺，所述車載電氣控制系統通與實車相同的硬件；所述軟件仿真控制系統具有與實物設備完全相同的電氣接口與通信接口，軟件仿真控制系統能夠輸出具有與實際控制器和被控制對象相同的控制信號和反饋信息；所述數據采集交互系統既可以分別接入所述軟件仿真控制系統和實物控制系統進行通信接口及功能測試。

本發明提供的列車網絡控制半實物仿真測試系統可以直接接入網絡控制設備，可方便地進行控制系統實物的軟硬件系統聯合調試；能夠全面地對列車網絡控制系統實施評估和驗證，排除可能的設計錯誤，快速定位故障查找原因，降低實車的生產成本和技術風險。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例提供的列車控制網絡半實物仿真測試平臺的示意圖；

圖2為圖1中車載電氣控制系統的示意圖；

圖3為圖1中軟件仿真控制系統的示意圖；

圖4為圖1中數據采集交互系統的示意圖；