[發明專利]列車多功能虛擬測試平臺

有效

• 申請號: 202110494287.8
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113219950B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 王偉;李桂虎;李志偉;韓坤;高常君;徐東超
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 徐艷艷

1.一種列車多功能虛擬測試平臺，其特征在于，包括：

模擬駕駛臺模塊，用于發送控制命令與狀態回采信號；

車輛電氣模塊，用于將控制指令、狀態回采信號及實車電氣信號圖形化；

TRDP/MVB網關模塊，用于將仿真線路數據轉換為實車TRDP總線數據和MVB總線數據；

車輛子系統模塊，用于模擬車輛子系統設備及功能，與車輛電氣模塊、CCU進行數據交互，所述車輛子系統模塊包括牽引模塊、制動模塊和車門模塊；

RIOM模塊，用于同步車輛電氣狀態數據并顯示，通過TRDP/MVB網關模塊將該數據發送至CCU；

IO網關模塊，用于將實車電氣信號轉換為車輛電氣模塊所需的數字輸入信號，并通過真實RIOM模塊與CCU進行數據交互；

通用接口模塊，與車輛電氣模塊連接，用于與外部仿真設備進行數據交互；所述外部仿真設備包括與實車控制器TCU連接的牽引半實物仿真系統、與實車控制器BCU連接的制動半實物仿真系統、與實車控制器OBC連接的信號半實物仿真系統；

部分車輛子系統模塊內部包含兩部分：虛擬模塊和實物接入代理，當車輛子系統模塊不接實物設備時，運行虛擬模塊；當車輛子系統模塊接實物設備時，運行實物接入代理與真實設備實現通信，進行激勵并相應；不論是否接入實物設備，車輛子系統模塊與其他模塊對象之間的交互以及功能流程是完全一致的；

還包括動力學模塊，所述動力學模塊與所述牽引模塊和制動模塊連接，還與所述牽引半實物仿真系統、所述制動半實物仿真系統連接，并通過所述IO網關模塊與所述實車控制器TCU、所述實車控制器BCU、所述實車控制器OBC進行數據交互；動力學模塊包括設有單質點動力學模型、多質點動力學模型和三維動力學模型；

根據是否接入牽引半實物仿真系統、制動半實物仿真系統、信號半實物仿真系統所述列車多功能測試平臺分為工作模式一、工作模式二、工作模式三和工作模式四種工作模式，其中，工作模式一為:通用接口模塊不接入半實物仿真系統、制動半實物仿真系統、信號半實物仿真系統，運行牽引模塊和制動模塊，用于網絡半實物測試，測試網絡系統CCU功能，該工作模式中，車輛電氣信號通過全局變量形式與牽引模塊、制動模塊、動力學模塊進行交互，使系統間車輛電氣信號同步，同時牽引模塊、制動模塊、車門模塊通過TRDP/MVB網關模塊與CCU進行數據交互，動力學模塊通過接收來自牽引模塊的牽引力、制動模塊的制動力，結合列車各種阻力，計算出加速度、速度、行走里程，通過全局變量的形式反饋給牽引模塊、制動模塊；工作模式二為：通用接口模塊接入牽引半實物仿真系統、制動半實物仿真系統，不接入信號半實物仿真系統，用于進行實車牽引系統、實車制動系統、實車網絡系統間的耦合功能測試，該工作模式中，車輛電氣信號通過仿真線路與牽引半實物仿真系統的牽引仿真機、制動半實物仿真系統的制動仿真機、動力學模塊進行交互，使系統間車輛電氣信號同步，同時實車控制器TCU、實車控制器BCU通過實車線路與CCU進行數據交互，車門模塊通過TRDP/MVB網關模塊與CCU進行數據交互，動力學模塊通過接收來自牽引半實物仿真系統中牽引仿真機的牽引力、制動半實物仿真系統中制動仿真機的制動力，結合列車各種阻力，計算出加速度、速度、行走里程，通過電信號由IO網關模塊反饋給牽引實車控制器TCU、制動實車控制器BCU；工作模式三為：通用接口模塊接入牽引半實物仿真系統、制動半實物仿真系統、信號半實物仿真系統，用于實車信號系統控車測試以及實車信號系統、牽引系統、制動系統、網絡系統間的耦合功能測試，該工作模式中，車輛電氣信號通過仿真線路與與牽引半實物仿真系統的牽引仿真機、制動半實物仿真系統的制動仿真機、信號半實物仿真系統的信號仿真機、動力學模塊進行交互，使系統間車輛電氣信號同步，同時實車控制器TCU、實車控制器BCU、實車控制器OBC通過實車線路與CCU進行數據交互，車門模塊通過TRDP/MVB網關模塊與CCU、實車控制器OBC進行數據交互，動力學模塊通過接收來自牽引半實物仿真系統中牽引仿真機的牽引力、制動半實物仿真系統中制動仿真機的制動力，結合列車各種阻力，計算出加速度、速度、行走里程，通過電信號由IO網關模塊反饋給牽引實車控制器TCU、制動實車控制器BCU；工作模式四為：通用接口模塊接入牽引模塊、制動模塊、信號半實物仿真系統，用于可進行信號系統控車測試，車輛電氣信號通過仿真線路與信號半實物仿真系統的信號仿真機進行狀態同步，通過全局變量的形式與牽引模塊、制動模塊進行狀態同步，同時實車控制器OBC通過實車線路與CCU進行數據交互，車門模塊通過TRDP/MVB網關模塊與CCU、實車控制器OBC進行數據交互，動力學模塊通過接收來自牽引模塊的牽引力、制動模塊的制動力，結合列車各種阻力，計算出加速度、速度、行走里程，通過電信號由IO網關模塊反饋給信號實車控制器OBC，通過全局變量的形式由IO網關模塊反饋給牽引模塊、制動模塊；其中，列車阻力包括空氣阻力、坡道彎道阻力、動摩擦力、靜摩擦力、鉤緩力。