CN102156052A - 高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台 - Google Patents

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李国平
崔凤钊
殷培强
王伟
张鹏
张志文
孙国斌
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Abstract

本发明涉及一种高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，所述的半实物仿真试验台包括模型管理单元，与模型管理单元通讯的真实设备和模型单元；通过半实物仿真试验台进行列车控制算法与控制逻辑验证和优化的优点是显而易见的。降低研发成本：建立高速型动车组TCMS系统半实物仿真试验台可以减少实物列车验证时间，减少研发周期，从而降低研发成本。缩短研制周期：建立高速型动车组TCMS系统半实物仿真试验台有助于缩短车上调试时间。

Description

高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台
技术领域
本发明涉及一种高速动车组列车网络控制系统半仿真试验台，特别是一种验证控制逻辑、测试分析设备和系统性能，支持网络控制系统的联调联试工作的测试平台。
背景技术
在高速铁路网络控制系统研究中，除了对关键技术，如软硬件环境研究、通信研究和控制逻辑研究之外，需要一个综合性工作平台来验证控制逻辑、测试分析设备和系统性能，支持网络控制系统的联调联试工作。本专利申请为设计的需要：高速动车组网络控制系统TCMS是一个复杂的大系统，涉及列车各子系统，如牵引、制动、信号、供电、车门、空调等。而TCMS系统的设计过程往往与列车的设计过程是并行的，因此在TCMS系统设计、调试过程中往往不具备采用实物设备进行调试和验证的环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种符合中国国情的自主设计的列车网络控制系统的人机接口单元。
本发明的技术方案为：一种高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，所述的半实物仿真试验台包括模型管理单元，与模型管理单元通讯的真实设备和模型单元；其中，真实设备包括列车中央控制单元(CCU)、网关(GW)、显示屏(MMI)、牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、空调控制器(HVAC)以及旅客信息系统(PIDS)；模型单元包括牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、制动控制单元(ECU)、空调控制器(HVAC)以及厕所控制器(WC)；上述真实设备和模型单元通过MVB网络总线并通过以太网/MVB网关与模型管理单元通讯。
优选的是：所述的模型管理单元中设有显示器。
优选的是：所述的真实设备中牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、空调控制器(HVAC)各设置有一台。
优选的是：所述的模型管理单元预留MVB网络接口或以太网接口。
本发明的有益效果为：通过半实物仿真试验台进行列车控制算法与控制逻辑验证和优化的优点是显而易见的。降低研发成本：建立高速型动车组TCMS系统半实物仿真试验台可以减少实物列车验证时间，减少研发周期，从而降低研发成本。缩短研制周期：建立高速型动车组TCMS系统半实物仿真试验台有助于缩短车上调试时间。因此当新设计一个列车的网络系统，搭建相应的半实物仿真实验台对网络系统的软件开发尤为重要，可在列车设计的过程中同步开发网络控制系统软件和半实物仿真软件，从而大大缩短了研发周期；并降低控制软件直接上车调试可能损害重要器件的风险；并可在实验台的软件界面上输入特定的故障从而测试网络控制软件功能的正确性和健壮性。
附图说明
图1为本发明的仿真试验台结构图
图2为半实物仿真平台工作流程
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
一种高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，所述的半实物仿真试验台包括模型管理单元，与模型管理单元通讯的真实设备和模型单元；其中，真实设备包括列车中央控制单元(CCU)、网关(GW)、显示屏(MMI)、牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、空调控制器(HVAC)以及旅客信息系统(PIDS)；模型单元包括牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、制动控制单元(ECU)、空调控制器(HVAC)以及厕所控制器(WC)；上述真实设备和模型单元通过MVB网络总线并通过以太网/MVB网关与模型管理单元通讯。所述的模型管理单元中设有显示器。所述的真实设备中牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、空调控制器(HVAC)各设置有一台。所述的模型管理单元预留MVB网络接口或以太网接口。
模型管理单元负责对列车网络控制系统的控制对象模拟仿真，模拟被控设备的功能及通信，建立虚拟的控制对象。Eth/MVB网关负责实现车辆总线与以太网之间的双向信息交换。模型管理单元建立的虚拟设备模型，通过Eth/MVB网关与MPU、TCU等真实设备进行通信。模型管理单元还具有虚实互换的能力，可为牵引试验台、制动试验台和空调试验台预留网络接口(MVB网络接口或以太网接口)，从而实现与牵引试验台、制动试验台和空调试验台相互配合进行试验。
整个半实物仿真平台模拟的是一个高度逼真的列车。
在模型管理单元虚拟的司机台中可以对列车进行各种真实列车能够进行的所有操作，比如插入司机钥匙，升弓，合主断，选择方向手柄，选择牵引、制动还是紧急制动，设定自动运行的速度值。模型管理单元会采集这些输入信号，并将这些输入信号传给虚拟设备/系统和真实设备，虚拟设备/系统和真实设备把这些输入信号进行逻辑判断，分析，决定是否进行该项操作，并将最终结果通过显示屏，或者模型管理单元反馈给操作者。

Claims (4)

1.一种高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，其特征在于：所述的半实物仿真试验台包括模型管理单元，与模型管理单元通讯的真实设备和模型单元；其中，真实设备包括列车中央控制单元(CCU)、网关(GW)、显示屏(MMI)、牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、空调控制器(HVAC)以及旅客信息系统(PIDS)；模型单元包括牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、制动控制单元(ECU)、空调控制器(HVAC)以及厕所控制器(WC)；上述真实设备和模型单元通过MVB网络总线并通过以太网/MVB网关与模型管理单元通讯。
2.如权利要求1所述的高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，其特征在于：所述的模型管理单元中设有显示器。
3.如权利要求1所述的高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，其特征在于：所述的真实设备中牵引控制单元(DCU)、辅助控制单元(ACU)、空调控制器(HVAC)各设置有一台。
4.如权利要求1所述的高速动车组列车网络控制系统半实物仿真试验台，其特征在于：所述的模型管理单元预留MVB网络接口或以太网接口。
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