CN103257650A

CN103257650A - 一种用于列车控制系统功能测试的校验系统

Info

Publication number: CN103257650A
Application number: CN2013101341691A
Authority: CN
Inventors: 张毅楠; 吴昊; 燕翔; 李达明
Original assignee: Beijing Quanlu Communication Signals Research And Design Institute Co Ltd
Current assignee: CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: CN103257650B

Abstract

本发明公开了一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，包括：规则库、推理机、数据预处理机和显示界面；数据预处理机与推理机连接，将接收到的动态监测数据进行统一化和格式化描述后，生成供推理机使用的监测数据；推理机与规则库连接，接收线路数据和规则库中的规则，并根据监测数据对规则库中的规则进行模式匹配，将匹配成功的规则的输出作为预期结果，将预期结果与已到达或将到达的动态监测数据进行对比，生成校验结果；显示界面与推理机连接，存储并显示校验结果。本发明能够实时的发现列车控制系统在功能上的缺陷，避免了人工测试由于经验缺乏等造成的漏检，且可以省去在测试完成后逐一分析系统的运行日志的过程，节约了大量的人力资源。

Description

一种用于列车控制系统功能测试的校验系统

技术领域

本发明涉及列车控制系统的功能测试技术领域，更具体地说，涉及一种用于列车控制系统功能测试的校验系统。

背景技术

目前，高速铁路的列车控制系统在投入使用前，需要在实验室进行线路级的集成测试。其中，集成测试中一项重要的测试就是系统功能测试（SFT，System Funtion Test）。

目前系统功能测试的开展方法为：通过将列车控制系统中的各个设备与实物或模型进行相连，搭建一个模拟真实线路运行场景的仿真测试环境。这个仿真测试环境可以模拟出线路的坡度、限速等施工条件，也可以模拟列车进站、出站、追踪运行等实际运营的场景，为测试列车控制系统设备的功能是否符合要求提供了平台。

目前在进行列车控制系统集成测试时，由测试人员驾驶列车在虚拟的轨道上行驶，此时列车控制系统向列车发送控制命令保障列车的安全行驶。通过测试人员对仿真运行界面的输出和列车控制设备的显示界面中的输出来初步判断列车控制系统的功能是否正常，通过对各个设备生成的日志记录文件进行事后的分析来进一步判断列车控制系统的功能符合度。

在上述测试的过程中，通过测试者人工观测相关界面的输出来确认列车控制系统功能的正确性。由于人的注意力无法保证长时间高度集中，所以对于某些短时间出现的故障或非预期输出，靠人眼无法保证准确识别。在测试的最后阶段通过人工分析设备运行日志的方式对设备的功能符合度进行确认，由于设备种类众多，生成的运行日志也很多，而且各个设备之间的通信逻辑比较复杂，靠人工分析需要耗费大量的人力资源，也对相关测试人员的业务能力提出了较高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，系统集成了由高速铁路列车控制系统的相关标准和规范建立的规则库，能够根据列车控制系统的静态工程数据以及仿真运行过程中监测到的动态数据进行推理，通过将推理过程得出的期望输出结果与列车控制系统的实际输出结果进行比较，实现了对列车控制系统功能测试的校验。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，包括：规则库、推理机、数据预处理机和显示界面；其中：

所述数据预处理机与所述推理机连接，将接收到的动态监测数据进行统一化和格式化描述后，生成供所述推理机使用的监测数据；

所述推理机与所述规则库连接，接收线路数据和所述规则库中的规则，并根据所述监测数据对所述规则库中的规则进行模式匹配，将匹配成功的规则的输出作为预期结果，将所述预期结果与已到达或将到达的动态监测数据进行对比，生成校验结果；

所述显示界面与所述推理机连接，存储并显示所述校验结果。

优选地，所述规则库是技术规范和行业相关标准的形式化表示，包含了所述推理机使用的全部规则。

优选地，所述线路数据包括：轨道区段信息、轨旁设备信息、站内区段信息、坡度信息和限速信息。

优选地，所述系统还包括与所述数据预处理机相连的综合监测系统；

所述综合监测系统监测列车控制系统输出的所述动态监测数据，并将监测到的所述动态监测数据发送至所述数据预处理机。

优选地，所述系统还包括与所述推理机相连的线路数据库；

所述线路数据库将所述线路数据发送至所述推理机。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，通过数据预处理机将接收到的动态监测数据进行统一化和格式化描述后，生成供推理机使用的监测数据，推理机接收线路数据和规则库中的规则，并根据监测数据对规则库中的规则进行模式匹配，将匹配成功的规则的输出作为预期结果，将与其结果与已到达或将到达的动态监测数据进行对比，生成校验结果，通过显示界面对校验结果进行存储和显示。能够实时的发现列车控制系统在功能上的不正确性，避免了人工测试由于疲劳、经验缺乏等原因造成的漏检，且可以省去在测试完成后逐一分析系统的运行日志的过程，节约了大量的人力资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种用于列车控制系统功能测试的校验系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例公开的一种用于列车控制系统功能测试的校验系统的结构示意图；

图3为消息定义的示意图；

图4为消息间组织形式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，系统集成了由高速铁路列车控制系统的相关标准和规范建立的规则库，能够根据列车控制系统的静态工程数据以及仿真运行过程中监测到的动态数据进行推理，通过将推理过程得出的期望输出结果与列车控制系统的实际输出结果进行比较，实现了对列车控制系统功能测试的校验。

如图1所示，一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，包括：规则库11、推理机12、数据预处理机13和显示界面14；其中：

数据预处理机13与推理机12连接，将接收到的动态监测数据进行统一化和格式化描述后，生成供推理机12使用的监测数据；

推理机12与规则库11连接，接收线路数据和规则库11中的规则，并根据所述监测数据对规则库11中的规则进行模式匹配，将匹配成功的规则的输出作为预期结果，将所述预期结果与已到达或将到达的动态监测数据进行对比，生成校验结果；

显示界面14与推理机12连接，存储并显示所述校验结果。

具体的，规则库是技术规范和行业相关标准的形式化表示，包含了推理机使用的全部规则。

具体的，线路数据包括：轨道区段信息、轨旁设备信息、站内区段信息、坡度信息和限速信息。

在上述实施例中，通过数据预处理机将接收到的动态监测数据进行统一化和格式化描述后，生成供推理机使用的监测数据，推理机接收线路数据和规则库中的规则，并根据监测数据对规则库中的规则进行模式匹配，将匹配成功的规则的输出作为预期结果，将与其结果与已到达或将到达的动态监测数据进行对比，生成校验结果，通过显示界面对校验结果进行存储和显示。能够实时的发现列车控制系统在功能上的不正确性，避免了人工测试由于疲劳、经验缺乏等原因造成的漏检，且可以省去在测试完成后逐一分析系统的运行日志的过程，节约了大量的人力资源。

本发明的另一实施例还公开了一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，如图2所示，包括：规则库21、推理机22、数据预处理机23、显示界面24、综合监测系统25和线路数据库26；其中：

综合检测系统25监测列车控制系统输出的动态监测数据，并将监测到的动态监测数据发送至数据预处理机23；

数据预处理机23与推理机22连接，将接收到的动态监测数据进行统一化和格式化描述后，生成供推理机22使用的监测数据；

推理机22分别与线路数据库26和规则库21连接，接收线路数据库26发送的线路数据和规则库21中的规则，并根据检测数据对规则库21中的规则进行模式匹配，将匹配成功的规则的输出作为预期结果，将预期结果与已到达或将到达的动态监测数据进行对比，生成校验结果；

显示界面24与推理机22连接，存储并显示校验结果。

具体的，规则库是技术规范和行业相关标准的形式化表示，包含了所述推理机使用的全部规则。

在上述实施例中，规则库需满足计算机能够存储、读取和识别，且能够覆盖高铁运营过程中列控系统的相关标准。

由于列车控制系统的功能测试主要针对的是各子系统或设备协同工作的情况，要求各子系统在建立连接后在规定的时间内向对方发送正确的数据，这个过程中的时间间隔和发送的数据等是由相关的标准和规范所规定的。因此可以将相关的标准或规范形式化表示为消息序列，亦即将两个子系统或设备之间的通信过程转化为消息发送的时间、消息的内容等能够量化表示的对象属性，并将不同的消息组成成为序列，从而完成从标准和规范到计算机中对象的转化。

对于每个消息，由以下几部分组成：1、发送方（sender），描述消息的发送方；2、接收方（receiver），描述消息的接收方；3、消息类型（type），描述消息的来源，包括设备的名称及网络分层的名称。如：联锁和RBC（RadioBlock Center，无线闭塞中心）之间应用层通信的消息的类型为：CBI_RBC_APP。4、消息标识（id），用于区分同一消息类型中的不同消息。如：ATP（Automatic Train Control，自动列车防护）和RBC之间的应用层通信的消息的类型均为PRI_APP，但不同的消息具有不同的id。如：ATP发送给RBC的列车位置报告消息的id为M136，RBC发送给ATP的行车许可消息的ID为M3。5、时间戳（timestamp），描述消息产生的时间；6、变量（variable），在消息中使用“变量名—变量值”的有序对描述的一个属性；7、信息包（packet），在消息中表示信息的结构。例如消息类型为PRI_APP的行车许可消息（M3），包含信息包P27（静态速度曲线）。在信息包P27中，还可以包含变量V_STATIC（线路最大允许列车行驶速度）等变量。一个消息的示意图如图3所示。

消息之间的组织方式如图4所示，若干个消息组成一个消息组（group），同一个消息组中的消息是有先后顺序要求的；若干个消息组组成一个测试阶段（phase），同一个阶段中的各个消息组间是没有先后顺序的，亦即是并行推进的；阶段之间的消息是有先后顺序的，亦即只有前一个阶段结束，后一个阶段中的消息才允许出现不同；不同的阶段对于列控系统实现一个特定的功能的重要程度不同。在实现一个功能时，有些消息必须出现，有些消息则可有可无，而有些消息不允许出现。为了体现这些消息的不同，可将某一阶段（phase）中涉及的消息分为3类：1、必须出现的消息（required message）：这类消息在系统完成特定功能时必须在指定的时机出现；2、可以出现的消息（optional message）：这类消息为可选的消息，可以在完成特定功能的过程中出现，也可以不出现；3、不允许出现的消息（not allowed message）：这类消息不应在完成特定功能时出现，如果出现了这类的消息，则可判定系统的功能不符合标准和规范。

将列车控制系统中各子系统间的消息按图4所示的形式进行组织，即可覆盖标准和规范中规定的消息之间的时序和逻辑关系，这样就完成了与系统功能测试有关的标准和规范的形式化表示。

在进行校验的过程中，推理机不断扫描外部消息和内部定时器，当有外部新消息输入或内部状态存储里有定时事件产生时，便将其作为输入事件，发送给规则库，规则库根据内部的状态和输入产生预期结果，放入预期结果存储区，然后推理机不断扫描预期结果存储区，对比预期结果和已有的监测数据或将要到达的检测数据，得出功能是否符合的校验结果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种用于列车控制系统功能测试的校验系统，其特征在于，包括：规则库、推理机、数据预处理机和显示界面；其中：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述规则库是技术规范和行业相关标准的形式化表示，包含了所述推理机使用的全部规则。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线路数据包括：轨道区段信息、轨旁设备信息、站内区段信息、坡度信息和限速信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述数据预处理机相连的综合监测系统；

5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，还包括与所述推理机相连的线路数据库；

所述线路数据库将所述线路数据发送至所述推理机。