CN102608991A

CN102608991A - C3列控系统rbc互联互通测试平台

Info

Publication number: CN102608991A
Application number: CN2012100522214A
Authority: CN
Inventors: 王淳; 郑伟; 马琳; 唐涛; 李开成
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: CN102608991B

Abstract

本发明公开了道路交通安全测控技术领域中的一种C3列控系统RBC互联互通测试平台。该测试平台用于测量RBC的功能是否完备，包括：场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器、事件记录器和数据库；事件记录器分别与场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器和数据库相连；车载消息发生器和相邻RBC消息发生器分别通过GSM-R无线方式与RBC相连。本发明将数据记录从各器件集中到一起并引入全局时钟，提高数据源的精度，为测试结果自动分析提供了可能。

Description

C3列控系统RBC互联互通测试平台

技术领域

本发明属于道路交通安全测控技术领域，尤其涉及一种C3列控系统RBC互联互通测试平台。

背景技术

无线闭塞中心(RBC，Radio Block Center)是C3列控系统(CTCS-3级列车运行控制系统)的地面核心子系统，其各项功能的完备和控车能力是确保行车安全的重要保障，亦是目前列控系统发展中的关键问题。在RBC国产化进程中，验证设备能否在不同技术平台下的地面线路上正常运行成为产品上线把关的重点环节。

目前，C3列控系统RBC互联互通测试借助系统仿真，通过人为经验得出结论。系统仿真利用搭建的仿真环境进行测试，测试并不关心数据流，只关心测试是否完成，难以利用实际数据客观地得出分析结果。所以C3列控系统RBC互联互通测试平台应运而生。该平台根据C3列控系统需求规范制定的测试规范和测试案例，用测试案例库来指导实际的测试工作。由于采用的是第三方互联互通测试平台，因此需要在对被测设备的内部状态不可见的情况下，只根据其可见接口的数据的收集和分析，最终得出测试结论。

对于被测RBC设备是否具备互联互通特性的判断，目前基本采用人工方法，利用测试阶段记录下的部分关键消息对测试中出现的现象进行分析，由专家依靠经验做出被测设备是否具备互联互通特性的测试结论。

在线测试阶段中，RBC设备需要与众多子系统建立信道并进行数据交互。传统的人工数据记录工作因为数据量大一般只针对个别的关键功能消息，对绝大多数的过程消息弃之不顾，这样给离线分析带来相当程度的局限性；目前的自动数据记录将文件保存在各自机器本地，缺乏精确的全局时钟控制将无可避免的给消息戳带来影响，分散的记录文件使得后期难以对庞大的测试数据进行有效管理，还是得依靠人为的经验做出测试结论。

以上两种情况都污染了测试现象分析的数据源，迫使分析依靠人工进行，影响了整个测试的自动化程度，并且使得测试结果没有严格的数据支撑，显得不够严谨。

发明内容

本发明的目的在于，针对提供一种C3列控系统RBC互联互通测试平台，为测试过程中产生的交互数据配发全局时钟，并将交互数据进行集中存储，从而为提供测试分析的准确性。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是，一种C3列控系统RBC互联互通测试平台，用于测量RBC的功能是否完备，其特征是所述平台包括：场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器、事件记录器和数据库；

所述事件记录器分别与场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器和数据库相连；

所述车载消息发生器和相邻RBC消息发生器分别通过GSM-R无线方式与RBC相连；

所述场景控制器用于向联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器发送测试指令；向事件记录器发送命令字；在测试准备阶段，向联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器发送配置数据，同时将发送的配置数据按照场景控制器与事件记录器数据接口报文格式组包后抄送事件记录器；

所述联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器分别用于接收场景控制器发送的测试指令；在测试准备阶段，接收场景控制器发送的配置数据；在测试阶段根据配置数据产生交互数据，并从事件记录器中提取全局时钟加入交互数据中，再将交互数据分别按照联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器与事件记录器数据接口报文格式组包后抄送到事件记录器；

所述交互数据包括发送交互数据和接收交互数据；

所述事件记录器用于接收场景控制器发送的命令字，设定全局时钟；在测试准备阶段接收场景控制器组包的配置数据，再将组包的配置数据解包后保存到数据库；在测试阶段接收联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器组包的交互数据，并对组包的交互数据解包，且当交互数据是发送交互数据或者当交互数据是联锁消息发生器、调度集中模拟器、临时限速消息发生器和速度位置发生器的接收交互数据时，直接将交互数据保存到数据库；当交互数据是车载消息发生器或相邻RBC消息发生器的接收交互数据时，将其解码后再保存到数据库；

所述数据库用于保存配置数据、发送交互数据、联锁消息发生器、调度集中模拟器、临时限速消息发生器和速度位置发生器的接收交互数据以及解码后的车载消息发生器和相邻RBC消息发生器的接收交互数据。

所述场景控制器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、数据标识、测试序列号、测试步骤编号、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、对应接口和配置数据。

所述联锁消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状、错误信息、联锁消息发生器标识、在线发送信息的RBC标识号、在线收发信息长度和交互数据。

所述车载消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号报文总长度、列车ID、测试步骤、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、在线发送信息RBC标识号、在线发送信息的标识号、收发标识、在线收发信息长度、TMGS在线收发信息、在线收发信息长度和交互数据。

所述调度集中模拟器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、在线发送信息RBC标识号、收发标识、在线发送信息的标识号、在线收发信息长度和交互数据。

所述相邻RBC消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、收发标识、收发信息的RBC的标识信息、在线收发信息长度和交互数据。

所述临时限速消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、在线发送信息RBC标识号、收发标识、在线发送信息的标识号、在线收发信息长度和交互数据。

所述速度位置发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、列车数量、事件发生时间和交互数据。

本发明的效果在于，将数据记录从各器件集中到一起并引入全局时钟，提高数据源的精度，为测试结果自动分析提供了可能，也降低了人工分析可能产生的判定结果错误的概率。

附图说明

图1是C3列控系统RBC互联互通测试平台结构图；

图2是车载消息发生器交互数据处理流程图；

图3是场景控制器与事件记录器数据接口报文格式表；

图4是联锁消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表；

图5是车载消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表；

图6是调度集中模拟器与事件记录器数据接口报文格式表；

图7是相邻RBC消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表；

图8是临时限速消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表；

图9是速度位置发生器与事件记录器数据接口报文格式表；

图10是场景控制器数据表；

图11是联锁消息发生器数据表；

图12是车载消息发生器数据表；

图13是调度集中模拟器数据表；

图14是相邻RBC消息发生器数据表；

图15是临时限速消息发生器数据表；

图16是速度位置发生器数据表；

图17是公共数据数据表。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

C3列控系统RBC互联互通测试平台根据列控需求规范(FRS)制定测试规范和测试案例，利用实际线路信息模拟出吻合案例的测试配置数据，采用数据驱动的方法模拟外部环境，在被测RBC设备内部不可见的情况下，只根据其可见接口的数据的收集和分析。图1是C3列控系统RBC互联互通测试平台结构图。图1中，C3列控系统RBC互联互通测试平台包括：场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器、事件记录器和数据库。

事件记录器分别与场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器和数据库相连。

其中，场景控制器(SC)负责所有子系统下达自动测试指令，包括“开始”、“结束”、“暂停”等；负责向除事件记录器(MER)外的各子系统下发测试序列配置数据。速度位置发生器(TMS)负责向车载消息发生器(TMGS)和联锁消息发生器(CBJGS)提供列车速度位置信息。其余除事件记录器(MER)的器件在测试准备阶段接收场景控制器(SC)下发的序列配置数据；测试阶段依据配置数据按照自身逻辑和RBC完成相应的数据交互，抄送测试阶段所有发送和接收数据至场景控制器(SC)。除车载消息发生器(TMGS)和相邻RBC消息发生器(NRBCGS)与被测RBC设备之间以GSM-R(GSMforRailways，专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统)的无线连接外，其余连接均以有线标准以太网完成。

场景控制器用于向联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器发送测试指令；向事件记录器发送命令字；在测试准备阶段，向联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器发送配置数据，同时将发送的配置数据按照场景控制器与事件记录器数据接口报文格式组包后抄送事件记录器。

所述联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器分别用于接收场景控制器发送的测试指令；在测试准备阶段，接收场景控制器发送的配置数据；在测试阶段根据配置数据产生交互数据，并从事件记录器中提取全局时钟加入交互数据中，再将交互数据分别按照联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器与事件记录器数据接口报文格式组包后抄送到事件记录器。

所述交互数据包括发送交互数据和接收交互数据。

所述事件记录器用于接收场景控制器发送的命令字，设定全局时钟；在测试准备阶段接收场景控制器组包的配置数据，再将组包的配置数据解包后保存到数据库；在测试阶段接收联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器和速度位置发生器组包的交互数据，并对组包的交互数据解包，且当交互数据是发送交互数据或者当交互数据是联锁消息发生器、调度集中模拟器、临时限速消息发生器和速度位置发生器的接收交互数据时，直接将交互数据保存到数据库；当交互数据是车载消息发生器或相邻RBC消息发生器的接收交互数据时，将其解码后再保存到数据库。

事件记录器(MER)数据处理原则是：

原则1：事件记录器(MER)的状态转移不同于其他器件，事件记录器(MER)只有在线状态，没有测试准备阶段。

原则2：事件记录器(MER)只接收来自场景控制器(SC)的命令字，只有场景控制器(SC)能够授权新一轮测试。

原则3：事件记录器(MER)和场景控制器(SC)的有效数据流仅存在于平台的配置阶段。即在平台配置阶段，场景控制器(SC)需要将下发给其他各器件的配置数据抄送事件记录器(MER)，并由后者录入数据库备份；平台测试在线阶段中，事件记录器(MER)不接收来自场景控制器(SC)的命令字外的其他数据流。

原则4：来自车载消息发生器(TMGS)和相邻RBC消息发生器(NRBCGS)的部分数据流需要另外解码以采集信息包等关键信息。

事件记录器(MER)数据处理策略

事件记录器(MER)自启动时起到程序关闭一直保持监听场景控制器(SC)的命令字。场景控制器(SC)的命令字有“开始”、“暂停”、“终止”三种，事件记录器(MER)只对“开始”有反应机制，因为在线测试阶段的事件记录器(MER)被动接收来自各器件的交互数据，暂停和终止并不会对事件记录器(MER)的消息处理逻辑有影响。当收到“开始”命令后即对关键变量初始化，清空窗体，在数据库相应表格中新建测试记录，包括测试序列号、测试总编号、测试开始时间等，然后等待接收场景控制器(SC)抄送的配置数据并存入数据库中。

车载消息发生器(TMGS)和相邻RBC消息发生器(NRBCGS)和被测RBC设备之间以GSM-R连接，数据以比特流形式交互，所以必须将比特流解码为字节流，这样才能采集到消息中信息包个数、信息包号等关键信息。图1中标注出了测试平台中所有以GSM-R链接的通信线路。以车载消息发生器(TMGS)和被测RBC设备的交互为例分析，当车载消息发生器(TMGS)收到来自RBC的数据即接收交互数据，抄送给事件记录器(MER)，数据为比特流格式，需要单独解码；当车载消息发生器(TMGS)组包完毕准备发送给RBC时，即发送交互数据，抄送给事件记录器(MER)的数据则是未编码前的字节流，所以不需要单独解码，只需要按照C3无线报文规范解包。同理，只需要对RBC发送给相邻RBC消息发生器(NRBCGS)的数据(即相邻RBC消息发生器(NRBCGS)接收交互数据)解码。流程之别参考图2。

现行的CTCS-3列控系统中，RBC发送给车载消息发生器(TMGS)的数据不存在捆绑发送的情况，而车载消息发生器(TMGS)发送给RBC的数据则存在这种情况。这就需要按照C3无线报文规范，从第一个字节(此方向的消息为字节流，详见上一自然段)开始解包第一条消息，在一条完整的消息解包后尚有富余数据，说明存在捆绑消息，则依上述循环直至数据全部解包完毕。

平台采用.Net Remoting的双向分布式处理思想，数据接收方不再关心数据包的格式，只关心通道类型和端口号。

整个平台的Remoting通道分为两层，第一层(参考图1)：以事件记录器(MER)为服务器，所有其他器件为客户端，事件记录器(MER)为他们建立本地变量供器件远程访问读写；第二层：以场景控制器(SC)为服务器，除事件记录器(MER)外的器件为客户端，场景控制器(SC)通过这一层向其他器件提供配置数据和命令字。

利用Remoting通道，事件记录器(MER)不仅和各器件完成数据交互，同时还向整个平台提供全局时钟信息，校准子系统时间，提高消息中时间戳的精度。

互联互通测试平台的设计为对被测设备可见接口进行数据传输，达到执行测试序列的目的，可见接口上传输的信息包含数据信息、开关量信息、速度距离信息等多种关键量。不论是以字节流或以比特流的形式，平台子系统间的交互数据都是按照接口规格组包制作的，为了使测试人员在测试阶段能够对整体有一定掌握，为了后期离线自动分析时的需要，同时也为了及时获得关键变量供在线展示模块提取，必须定义事件记录器(MER)和各器件的数据接口规范。

事件记录器(MER)和各器件的数据接口规范有若干公用的关键字段，它们是：报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生事件、测试执行状态、收发数据等。

报文序列号：标识其接口进出的所有数据的先后顺序，各子系统单独管理这个关键字段。

报文总长度：标识当前报文的总长度，此字段方便MER解报文提取关键信息。

事件发生地点：标识接收/发送当前消息的绝对距离。

事件发生时间：标识接收/发送当前消息的绝对时间。

测试执行状态：标识子系统的工作状态。共存在三种状态：初始化状态(包括接收/发送的配置数据和个别子系统于测试开始之前的内部数据准备，例CBI交予CTC的线路数据)、在线运行、测试正常完成(子系统在完成期望的最后一条消息的发送时，将此消息标识为“测试正常完成”)。

收发数据：实际交互的数据。除了SC外，此项包涵接收和发送数据，SC只有发送数据。对于TMGS和NRBCGS，因为存在数据格式(字节流和比特流)之分，将接收和发送的数据分开。

除了上述共有的关键字段，各子系统还有根据其特点制定的特有字段。以TMGS和MER接口数据规范为例：

列车ID：标识列车ID，为区别列车的唯一字段。

测试步骤：作为期望结果的索引，按照发生的先后顺序进行排列。

在线发送信息RBC标识号：序列中存在RBC交接的情况，导致列车要先后和多个RBC交互，此标识号为区别RBC的唯一字段。

收发标识：取值为0x01(在线接收消息)和0x02(在线发送消息)。

事件记录器(MER)和各器件数据接口的报文格式见图3-图9。其中，图3是场景控制器与事件记录器数据接口报文格式表，图4是联锁消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表，图5是车载消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表，图6是调度集中模拟器与事件记录器数据接口报文格式表，图7是相邻RBC消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表，图8是临时限速消息发生器与事件记录器数据接口报文格式表，图9是速度位置发生器与事件记录器数据接口报文格式表。

数据库用于保存配置数据、发送交互数据、联锁消息发生器、调度集中模拟器、临时限速消息发生器和速度位置发生器的接收交互数据以及解码后的车载消息发生器和相邻RBC消息发生器的接收交互数据。

被测设备在测试平台上进行测试时，事件记录器(MER)对测试中传输的全部数据进行了记录。记录时，要求测试平台采用与期望结果数据库类似的结构进行记录到数据库中，即生成测试序列执行结果数据库，记录格式应对应事件记录器(MER)与各器件数据交互规范，包含测试关键步骤、发生接口、输入或输出，传输消息编号(含义)，以及传输消息的具体内容。为了方便离线自动分析并能够很好的管理庞大的在线数据，还需要设计公共数据相关表(data_record_whole，见图17)用来帮助索引所有的测试，依靠主键drw_id(测试总记录计数)和其他表关联。

本发明在C3列控系统RBC互联互通测试平台中引入了统一记录并分类管理在线测试数据的思路，使互联互通测试结果有据可查。根据平台各器件的特点，分别制定了接口数据规范，并根据接口规范建立了在线测试数据库，这样便于管理和数据操作，并且使得测试结果分析独立于测试平台的运行成为可行。引入全局时钟，各器件在收发消息时，都能从平台的唯一时间标准获取在线测试运行的绝对时间组包，大大提高了时间戳的准确性，更进一步使得自动生成测试结果分析成为可能。提出在线测试序列关键步骤检查的实现思路，依靠MER独立跟踪序列走行过程，通过在线地和期望关键步骤比较，直观的显示序列执行是否遇到阻塞点，检查序列的执行情况。

本发明将数据记录从各器件集中到一起，使能够对后期庞大的测试数据记录文件进行有效的规范管理，为测试结果自动分析提供了可能，降低了人工分析可能造成的判定结果出错的概率。引入全局时钟，提高数据源的精度，提高了测试结果分析的严谨和准确性。引入新的在线测试数据存储方式，使得对测试结果的管理具备独立性和灵活性，同时测试结果比对也不对测试平台提出具体的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种C3列控系统RBC互联互通测试平台，用于测量RBC的功能是否完备，其特征是所述平台包括：场景控制器、联锁消息发生器、车载消息发生器、调度集中模拟器、相邻RBC消息发生器、临时限速消息发生器、速度位置发生器、事件记录器和数据库；

所述交互数据包括发送交互数据和接收交互数据；

2.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述场景控制器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、数据标识、测试序列号、测试步骤编号、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、对应接口和配置数据。

3.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述联锁消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状、错误信息、联锁消息发生器标识、在线发送信息的RBC标识号、在线收发信息长度和交互数据。

4.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述车载消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号报文总长度、列车ID、测试步骤、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、在线发送信息RBC标识号、在线发送信息的标识号、收发标识、在线收发信息长度、TMGS在线收发信息、在线收发信息长度和交互数据。

5.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述调度集中模拟器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、在线发送信息RBC标识号、收发标识、在线发送信息的标识号、在线收发信息长度和交互数据。

6.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述相邻RBC消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、收发标识、收发信息的RBC的标识信息、在线收发信息长度和交互数据。

7.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述临时限速消息发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、事件发生地点、事件发生时间、测试执行状态、错误信息、在线发送信息RBC标识号、收发标识、在线发送信息的标识号、在线收发信息长度和交互数据。

8.根据权利要求1所述的测试平台，其特征是所述速度位置发生器与事件记录器数据接口报文格式是报文序列号、报文总长度、列车数量、事件发生时间和交互数据。