CN102323813A - 基于ctcs2级列车控制系统的仿真测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统及方法。该仿真测试系统包括列控地面仿真子系统、列控车载仿真子系统和数据库，列控地面仿真子系统包括：联锁仿真模块，获取进路信息和区间方向控制信息；轨道电路仿真模块，获取轨道电路占用信息；列控中心，生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息并存至数据库；LEU仿真模块，将应答器数据信息转发至数据库；列控车载仿真子系统包括：车载仿真模块，获取轨道电路载频低频信息、应答器数据信息和列车运行控制信号；车载设备，根据上述信息显示仿真列车运行状态；数据库实现两子系统的信息交互。列控地面仿真子系统还可包括用于提供临时限速命令的CTC仿真模块和TSRS。

Description

基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统及方法

技术领域

本发明涉及仿真系统及方法，尤其涉及基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统及方法。

背景技术

随着中国铁路的不断发展，为满足高速、高密度的运输需要，制定了中国列车运行控制系统(China Train Control System，以下简称CTCS)。CTCS根据功能要求和设备配置共分为五个应用等级，即CTCS0级～CTCS4级。

CTCS2级是基于轨道传输信息并采用车地一体化系统设计的列车运行控制系统。CTCS2级列车控制系统包括CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统。其中，CTCS2级列车控制地面系统主要包括应答器、轨道电路和列车控制中心(TCC)；CTCS2级列车控制车载系统主要包括CTCS2车载设备和无线系统车载模块。为确保CTCS2级列车控制系统的安全性及可靠性，需通过大量的测试来对其进行评估。

现有技术中，存在一些用于进行CTCS2级列车控制系统车载设备测试的车载仿真系统，其通过仿真设备向被测试的车载设备发送信息以实现仿真测试。这种车载仿真系统仅能够对车载设备进行测试，而无法实现对CTCS2级列车控制地面系统和车载系统之间的兼容性与支持性进行测试，从而无法准确评估整个CTCS2级列车控制系统的正确性及稳定性等。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统及方法。

本发明提供的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，包括列控地面仿真子系统、列控车载仿真子系统和数据库，其中：

所述列控地面仿真子系统包括：

联锁仿真模块，用于获取进路信息和区间方向控制信息；

轨道电路仿真模块，用于获取轨道电路占用信息；

列控中心，用于根据所述进路信息、区间方向控制信息和所述轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，并通过所述轨道电路仿真模块将所述轨道电路载频低频信息存储至所述数据库、通过轨旁电子单元LEU仿真模块将所述应答器数据信息存储至所述数据库；

所述LEU仿真模块，用于从所述列控中心获取应答器数据信息并转发至所述数据库；

所述列控车载仿真子系统包括：

车载仿真模块，用于获取列车运行控制信号、所述轨道电路载频低频信息和所述应答器数据信息，以执行仿真列车运行；

车载设备，用于从所述车载仿真模块获取所述轨道电路载频低频信息、所述应答器数据信息和所述列车运行控制信号以显示所述仿真列车的运行状态；

所述数据库分别连接于所述列控地面仿真子系统和所述列控车载仿真子系统，用于实现所述列控地面仿真子系统与所述列控车载仿真子系统之间的信息交互。

本发明提供的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法，包括：

列控地面仿真子系统的联锁仿真模块获取进路信息和区间方向控制信息，并通过轨道电路仿真模块获取轨道电路占用信息；

列控地面仿真子系统的列控中心根据所述进路信息、所述区间方向控制信息和所述轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，并通过所述轨道电路仿真模块将所述轨道电路载频低频信息存储至所述数据库、通过LEU仿真模块将所述应答器数据信息存储至数据库；

列控车载仿真子系统的车载仿真模块从所述数据库获取所述轨道电路载频低频信息和所述应答器数据信息、并获取输入的列车运行控制信号，以执行仿真列车运行，并将所述轨道电路载频低频信息、所述应答器数据信息和所述列车运行控制信号发送至所述车载设备，以使所述车载设备显示所述仿真列车的运行状态。

根据本发明的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统及方法，能够通过系统中的列控地面仿真子系统的仿真模块设置仿真信息，依据这些仿真信息来仿真列控中心的工作，并将列控中心依据这些仿真信息所获取的相应的信息存放至数据库。由数据库作为连接CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统的通道，将两个系统紧密联系在一起，以使得车载仿真模块能够根据列控地面仿真子系统所提供的仿真信息(测试场景文件)执行仿真列车运行，因此同时实现了对于CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统的检测，从而对CTCS2级列列车控制系统进行了稳定性、功能性的全面检测。

附图说明

图1为本发明基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统。

图2为本发明基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统的仿真流程图。

图3为本发明基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本发明基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统。如图1所示，该基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统包括列控地面仿真子系统10、列控车载仿真子系统20和数据库30，其中：

列控地面仿真子系统10包括：

联锁仿真模块11，用于获取进路信息和区间方向控制命令；

轨道电路仿真模块12，用于获取轨道电路占用信息；

列控中心13，用于根据进路信息和轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，并通过轨道电路仿真模块将轨道电路载频低频信息存储至数据库30、通过轨旁电子单元LEU仿真模块14将应答器数据信息存储至数据库30。

其中，列控中心13(Train Control Center，TCC)为待测试的真实列控中心，其能够根据周边各种数据接口的通信数据，实时生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息。具体地，在该基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统中，该列控中心13通过数据接口与联锁仿真模块11、轨道电路仿真模块12和轨旁电子单元(Line Side Electronic Unit，LEU)仿真模块14进行数据通信。下面对各仿真模块进行详细说明。

联锁仿真模块11，通过人机交互界面获取测试人员设置的进路信息和区间方向控制命令，并发送至列控中心13，以对车载设备的进路状态进行设置。该联锁仿真模块11还从列控中心13获取返回的区间方向表示、闭塞状态和信号降级信息，使得可根据该闭塞状态和信号降级信息调整设置的进路信息和区间方向控制命令，从而使设置更为合理。

轨道电路仿真模块12，实时读取数据库30中的轨道电路占用信息，并显示在界面上；也可通过人机交互界面获取测试人员设置的轨道电路模块占用操作，即模拟的轨道电路占用信息。该轨道电路仿真模块12将获取的轨道电路占用信息发送至列控中心13；该轨道电路仿真模块12还从列控中心13接收生成的轨道电路载频低频信息，并将其存储至数据库30中。

LEU仿真模块14，接收列控中心13生成的应答器数据信息，对该应答器数据信息进行处理并存储至数据库30中。

列控车载仿真子系统20包括：

车载仿真模块21，用于获取轨道电路载频低频信息、应答器数据信息和列车运行控制信号；

车载设备22，用于根据轨道电路载频低频信息、应答器数据信息和列车运行控制信号运行。

车载仿真模块21的主要功能是执行测试场景文件，即根据预置信息执行仿真列车运行。具体地，车载仿真模块21实时读取数据库30中的轨道电路载频低频信息和应答器数据信息、通过人机交互界面获取输入的驾驶台仿真信号和速度仿真信号，执行仿真列车运行，向数据库30实时写入轨道电路占用信息；并将这些数据发送至车载设备，以使车载设备22显示仿真列车的运行状态。此外，车载仿真模块21还接收车载设备22输出的制动信息，并根据制动信号来调节速度仿真信号。

数据库30例如为SQL Server线路数据库。该SQL Server线路数据库作为列控地面仿真子系统10与列控车载仿真子系统20之间的数据通道，其关联存储有线路、车站、进路、闭塞、轨道电路和应答器等多种数据表，用于供列控地面仿真子系统10和列控车载仿真子系统20进行实时的读写操作。

利用上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其中联锁仿真模块、轨道电路仿真模块、LEU仿真模块与列控中心的仿真通信接口，是与真实设备完全相同的通信接口。由于这些仿真通信接口和仿真设备在真实系统中均存在，从而使列控地面仿真子系统能够模拟出真实的CTCS2级列车控制地面系统。通过将输入信息与数据库中的信息进行比较、以及与车载设备上设置的监视软件所显示出的行车曲线及应答状态等进行比较，则可获知该CTCS2级列车控制系统是否为正常工作状态。

根据上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，能够通过该系统中的列控地面仿真子系统的仿真模块设置仿真信息，依据这些仿真信息来仿真列控中心的工作，并将列控中心依据这些仿真信息所获取的相应的信息存放至数据库。由数据库作为连接CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统的通道，将两个系统紧密联系在一起，以使得车载仿真模块能够根据列控地面仿真子系统所提供的仿真信息(测试场景文件)执行仿真列车运行，因此同时实现了对于CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统的检测，从而对CTCS2级列列车控制系统进行了稳定性、功能性的全面检测。

进一步地，在上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统中，列控地面仿真子系统还包括：

调度集中(Centralized Traffic Control，CTC)仿真模块15，用于获取临时限速信息；

临时限速服务器(Temporary Speed Restriction Server，TSRS)16，用于根据临时限速信息生成临时限速命令并发送至列控中心，以使列控中心根据进路信息、轨道电路占用信息和临时限速命令生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息。

具体地，CTC仿真模块15通过操作界面生成临时限速信息，并将该临时限速信息发送给TSRS 16；同时，还接收TSRS 16的临时限速执行状态，并在界面上显示出来。

该TSRS 16为真实的临时限速服务器，其CTC仿真模块15的临时限速信息，进行处理后，发送给TCC 13(当存在多个TCC 13时，将处理后的临时限速信息分发给相应的TCC 13)，同时，接收TCC 13的临时限速执行状态，并转发给CTC仿真模块15。

进一步地，在上述实施例中，列控地面仿真子系统的数量为多个。

具体地，分别存在对应于各站的列控地面仿真子系统，例如为图1中的A站和B站，该多个列控地面仿真子系统之间相互传递线路边界信息和线路改方信息。

图2为本发明基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统的仿真流程图。下面结合图2对该仿真测试系统的仿真流程进行说明。如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1，车载仿真模块开始执行测试场景文件，初始化仿真列车位置，将仿真列车的轨道电路占有用信息写入数据库；执行步骤S2～S5；

步骤S2，联锁仿真模块办理进路，将进路信息和区间方向控制信息发送给列控中心；

步骤S3，轨道电路仿真模块从数据库读取轨道电路占用信息或从操作界面获取输入的模拟的轨道电路占用信息，并将轨道电路占用信息发送给列控中心；

步骤S4，邻站列控中心发送邻站信息给本站列控中心；

步骤S5，CTC仿真模块办理临时限速，将临时限速信号发送给TSRS，以使TSRS接收CTC仿真模块的临时限速信息、处理该临时限速信息生成临时限速命令并发送至列控中心；执行步骤S2～S5后执行步骤S6；

步骤S6，列控中心接收进路信息、区间方向控制信息、邻站信息和临时限速命令，生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，将轨道电路载频低频信息发送至轨道电路仿真模块、将应答器数据信息发送至LEU仿真模块，并向TSRS返回临时限速状态；执行步骤S7～S9；

步骤S7，轨道电路仿真模块将接收的轨道电路载频低频信息写入数据库；

步骤S8，LEU仿真模块将接收的应答器数据信息写入数据库；执行步骤S7～S8后执行步骤S10；

步骤S9，TSRS将接收的临时限速状态发送至CTC仿真模块，以由CTC仿真模块接收该临时限速状态、并在显示界面上显示该临时限速状态，由LEU仿真模块和TSRS参与的流程至此结束；

步骤S10，车载仿真模块从数据库读取轨道电路载频低频信息、模拟轨道电路载频低频信息并输出给车载设备；输入驾驶台仿真信号和速度仿真信息并输出给车载设备；根据仿真列车位置执行测试场景文件；根据仿真列车位置从数据库读取应答数据信息、模拟应答数据信息并输出给车载设备；接收来自车载设备的制动信号并控制速度仿真信号；实时计算仿真列车的轨道电路占用信息，并写入数据库；至此，结束一次仿真测试流程，该写入数据库的轨道电路信息用于再次执行仿真测试。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法。图3为本发明基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法的流程图。如图3所示，该仿真测试方法包括：

步骤S100，列控地面仿真子系统的联锁仿真模块获取进路信息和区间方向控制信息，并通过轨道电路仿真模块获取轨道电路占用信息；

步骤S200，列控地面仿真子系统的列控中心根据进路信息、区间方向控制信息和轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，并通过轨道电路仿真模块将轨道电路载频低频信息存储至数据库、通过LEU仿真模块将应答器数据信息存储至数据库；

步骤S300，列控车载仿真子系统的车载仿真模块从数据库获取轨道电路载频低频信息和应答器数据信息、并获取输入的列车运行控制信号，以执行仿真列车运行，并将轨道电路载频低频信息、应答器数据信息和列车运行控制信号发送至车载设备，以使车载设备显示仿真列车的运行状态。

上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法的仿真测试流程与上述实施例基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统相同，故此处不再赘述。

根据上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法，能够通过在列控地面仿真子系统中设置仿真信息，依据这些仿真信息来仿真列控中心的工作，并将列控中心依据这些仿真信息所获取的相应的信息存放至数据库。由数据库作为连接CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统的通道，将两个系统紧密联系在一起，以使得车载仿真模块能够根据列控地面仿真子系统所提供的仿真信息(测试场景文件)执行仿真列车运行，因此同时实现了对于CTCS2级列车控制地面系统和CTCS2级列车控制车载系统的检测，从而对CTCS2级列列车控制系统进行了稳定性、功能性的全面检测。

进一步地，在上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法中，列控地面仿真子系统根据进路信息和轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息的步骤包括：

通过CTC仿真模块获取临时限速信息；

TSRS根据临时限速信息生成临时限速命令并发送至列控中心，以使列控中心根据进路信息、轨道电路占用信息和临时限速命令生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息。

进一步地，在上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法中，列控地面仿真子系统的联锁仿真模块获取进路信息的步骤包括：

联锁仿真模块从列控中心获取闭塞状态信息和信号降级信息，并根据闭塞状态信息和信号降级信息设置进路信息。

进一步地，在上述实施例的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法中，列车运行控制信号包括驾驶台仿真信号和速度仿真信号。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其特征在于，包括列控地面仿真子系统、列控车载仿真子系统和数据库，其中：

所述列控地面仿真子系统包括：

联锁仿真模块，用于获取进路信息和区间方向控制信息；

轨道电路仿真模块，用于获取轨道电路占用信息；

列控中心，用于根据所述进路信息、区间方向控制信息和所述轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，并通过所述轨道电路仿真模块将所述轨道电路载频低频信息存储至所述数据库、通过轨旁电子单元LEU仿真模块将所述应答器数据信息存储至所述数据库；

所述LEU仿真模块，用于从所述列控中心获取应答器数据信息并转发至所述数据库；

所述列控车载仿真子系统包括：

车载仿真模块，用于获取列车运行控制信号、所述轨道电路载频低频信息和所述应答器数据信息，以执行仿真列车运行；

车载设备，用于从所述车载仿真模块获取所述轨道电路载频低频信息、所述应答器数据信息和所述列车运行控制信号以显示所述仿真列车的运行状态；

所述数据库分别连接于所述列控地面仿真子系统和所述列控车载仿真子系统，用于实现所述列控地面仿真子系统与所述列控车载仿真子系统之间的信息交互。

2.根据权利要求1所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其特征在于，所述列控地面仿真子系统还包括：

调度集中CTC仿真模块，用于获取临时限速信息；

临时限速服务器TSRS，用于根据所述临时限速信息生成临时限速命令并发送至所述列控中心，以使所述列控中心根据所述进路信息、所述轨道电路占用信息和所述临时限速命令生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息。

3.根据权利要求1或2所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其特征在于，所述联锁仿真模块还用于从所述列控中心获取闭塞状态信息和信号降级信息，以根据所述闭塞状态信息和信号降级信息设置所述进路信息和所述区间方向控制信息。

4.根据权利要求1或2所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其特征在于，所述轨道电路仿真模块用于通过人机交互界面的输入获取所述轨道电路占用信息或从所述数据库获取所述车载仿真模块根据所述仿真列车运行生成的轨道电路占用信息。

5.根据权利要求1或2所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其特征在于，所述列控地面仿真子系统的数量为多个。

6.根据权利要求1或2所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试系统，其特征在于，所述列车运行控制信号包括驾驶台仿真信号和速度仿真信号。

7.一种基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法，其特征在于，包括：

列控地面仿真子系统的联锁仿真模块获取进路信息和区间方向控制信息，并通过轨道电路仿真模块获取轨道电路占用信息；

列控地面仿真子系统的列控中心根据所述进路信息、所述区间方向控制信息和所述轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息，并通过所述轨道电路仿真模块将所述轨道电路载频低频信息存储至所述数据库、通过LEU仿真模块将所述应答器数据信息存储至数据库；

列控车载仿真子系统的车载仿真模块从所述数据库获取所述轨道电路载频低频信息和所述应答器数据信息、并获取输入的列车运行控制信号，以执行仿真列车运行，并将所述轨道电路载频低频信息、所述应答器数据信息和所述列车运行控制信号发送至所述车载设备，以使所述车载设备显示所述仿真列车的运行状态。

8.根据权利要求7所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法，其特征在于，所述列控地面仿真子系统根据所述进路信息、所述区间方向控制信息和所述轨道电路占用信息生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息的步骤包括：

通过CTC仿真模块获取临时限速信息；

TSRS根据所述临时限速信息生成临时限速命令并发送至所述列控中心，以使所述列控中心根据所述进路信息、所述区间方向控制信息、所述轨道电路占用信息和所述临时限速命令生成轨道电路载频低频信息和应答器数据信息。

9.根据权利要求7或8所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法，其特征在于，所述列控地面仿真子系统的联锁仿真模块获取进路信息的步骤包括：

所述联锁仿真模块从所述列控中心获取闭塞状态信息和信号降级信息，并根据所述闭塞状态信息和信号降级信息设置所述进路信息和。

10.根据权利要求7或8所述的基于CTCS2级列车控制系统的仿真测试方法，其特征在于，所述列车运行控制信号包括驾驶台仿真信号和速度仿真信号。

Images