CN103412992B - 一种用于仿真测试的随机筛选调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于仿真测试的随机筛选调度方法，包括以下步骤：仿真测试平台初始化时，将所有仿真设备的仿真节点加权值定义为1，每次轮询过程中将未反馈的仿真节点加权值加1，将反馈的加权值重置为1；当某一个仿真节点的加权值升到阈值N时，此仿真节点必须在下一次轮询过程中将最新的状态信息发送出去，其中加权值为N的队列是优先级仅次于报警队列的队列，会被仿真系统优先服务，从而保证了该节点的信息被及时的发送。与现有技术相比，本发明具有在满足运控系统仿真要求的前提下，有选择性的主动筛选非必要数据，确保性能测试能够在仿真测试平台上顺利执行。

Description

一种用于仿真测试的随机筛选调度方法

技术领域

本发明涉及一种轨道交通的仿真测试技术，尤其是涉及一种用于仿真测试的随机筛选调度方法。

背景技术

城市轨道交通列车运行控制系统(也称信号系统，简称运控系统)是城市轨道交通的核心组成部分之一，它通过运用技术手段保证列车运行的安全。随着新技术的不断应用，运控系统发展很快，功能越来越复杂，性能要求越来越高，对运控系统本身的功能和性能评估也随之变得越来越困难。

当前运控系统场内集成测试，主要通过计算机仿真为主，结合真实的设备来进行故障模拟和功能、性能测试。通过向运控系统输入模拟的激励、监测其响应来完成运控系统的测试评估和故障诊断。而采用仿真测试技术来搭建测试平台，通常会面临性能瓶颈问题(即有限的硬件及网络环境下，尽可能的满足仿真容量要求)。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于仿真测试的随机筛选调度方法，在满足运控系统仿真要求的前提下，有选择性的主动筛选非必要数据，确保性能测试能够在仿真测试平台上顺利执行。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于仿真测试的随机筛选调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

仿真测试平台初始化时，将所有仿真设备的仿真节点加权值定义为1，每次轮询过程中将未反馈的仿真节点加权值加1，将反馈的加权值重置为1；当某一个仿真节点的加权值升到阈值N时，此仿真节点必须在下一次轮询过程中将最新的状态信息发送出去，其中加权值为N的队列是优先级仅次于报警队列的队列，会被仿真系统优先服务，从而保证了该节点的信息被及时的发送。

该方法具体步骤如下：

1)初始化各仿真节点的加权值为1；

2)在每个轮询周期内，发送报警队列信息，并初始化报警队列节点数量s；

3)判断报警队列节点数量s加上队列N的节点数量是否大于T，其中T为一个轮询周期内最多同时相应的仿真节点数量，若为否，执行步骤4)，否则，超出当前仿真系统的容量限制；

4)按照从高优先级开始依次到低优先级，对每个队列n判断其节点数量是否小于等于T-s，其中队列n中是加权值为n的状态量组合，n≤N，若为是，执行步骤5)，否则，执行步骤6)

5)将队列n中节点的最新状态量全部发送出去，同时将队列n的所有节点加权值重置为1，并放入队列1中，将s＝s+队列n节点数量，并返回步骤4)，对下一优先级的队列进行处理，直至所有队列处理后返回步骤3)；

6)从队列n中随机抽取T-s个节点的最新状态量发送出去，将随机抽取T-s个节点的加权值重置为1，并放入队列1中，同时将队列n中未被抽取到的节点加权值做加1操作，并放入队列n+1中，将s＝T，并返回步骤4)，对下一优先级的队列进行处理，直至所有队列处理后返回步骤3)。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

由于运控系统中状态信息的多样性，以及紧急程度不同，有一些信息较为重要，例如运控系统设备主动上报的报警，不能随意丢弃。而对于设备运行实时状态，运控系统会定期向运控系统设备进行轮询，当轮询超时的情况下会有限次的尝试再次发出轮询请求，直到收到有效答复。否则，会判断设备已经失去连接。因此，运控系统可以容忍仿真测试平台对运控系统设备状态轮询请求的主动筛选。

典型场景下，运控系统允许单个运控系统设备的任一状态量连续丢失2次，此时在不改变既有仿真系统的前提下，仅仅通过使用本方法，系统的整个仿真容量得到了3倍以上的提高。

附图说明

图1为本发明调度示意图；

图2为本发明的硬件示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明涉及的随机筛选调度方法，其主要工作原理是针对不同的等级的信息，随机筛选掉不影响仿真系统运行的信息。

具体来讲，假设运控系统允许单个运控系统设备的某一状态量连续丢失N次，即运控系统连续N次轮询设备状态信息而没有得到反馈，到第N+1次轮询还是没有得到反馈，则认为该设备已失去连接，即单一设备状态信息的丢失次数的容忍度是N次。

为了避免仿真测试平台对运控系统设备状态信息进行随机筛选的过程中对运控系统测试产生影响，随机筛选调度方法应确保运控系统对单个运控系统设备的某一状态量进行N+1次轮询请求过程中，至少得到一次请求响应。

为此，随机筛选调度方法维护一个优先级递减的队列，并且只有当更高优先级的队列为空时才服务低优先级的队列。当仿真系统需要仿真的运控系统设备数量超过仿真系统的容量时，该调度方法主动筛选低优先级信息的同时，还能够确保某一状态量在N+1次轮询请求过程中，至少得到一次请求响应，如图1所示。

具体方法是，仿真测试平台初始化时，将所有仿真设备的仿真节点加权值定义为1，每次轮询过程中将未反馈的仿真节点加权值加1，将反馈的加权值重置为1。当某一个仿真节点的加权值升到N时，表明此仿真节点必须在下一次轮询过程中将最新的状态信息发送出去，而加权值为N的队列是优先级仅次于报警队列的队列，会被仿真系统优先服务，从而保证了该节点的信息被及时的发送，避免被运控系统误认为该节点失去连接。

假设仿真测试平台在一个轮询周期内，最多同时响应T个仿真节点消息，运控系统允许单个运控系统设备的某一状态量连续丢失N次，那么该方法将维护队列N、队列N-1……队列2、队列1以及报警队列共N+1个队列。其中队列n(n≤N)中是加权值为n的状态量组合，该方法的详细描述如下：

对于报警队列和优先级为N的队列，是本次必须要发送出去的信息，只要此两者的信息数量之和不超过系统的仿真容量，那么该方法就能保证单个运控系统设备的某一节点进行N+1次轮询请求过程中，至少得到一次请求响应。

本发明方法已经在上海市科技攻关重点项目中得到应用。

课题名称：《轨道交通列车运行控制系统集成测试平台》

课题编号：09511502602

该上海市科技攻关重点项目的实地验证工作，以对自主化CBTC模式运控系统(CommunicationBasedTrainControl，基于通信的列车运行控制)为实验对象，基于上海地铁10号线的线路配置及环境，进行系统功能、性能及故障模仿测试，见示意图2。

从现场试验效果看，引入仿真测试的随机筛选调度方法，非常好的解决了运控系统仿真测试平台的性能瓶颈，确保包括上海地铁10号线无人驾驶等复杂系统功能、性能测试的顺利进行。

Claims (1)

1.一种用于仿真测试的随机筛选调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

仿真测试平台初始化时，将所有仿真设备的仿真节点加权值定义为1，每次轮询过程中将未反馈的仿真节点加权值加1，将反馈的加权值重置为1；当某一个仿真节点的加权值升到阈值N时，此仿真节点必须在下一次轮询过程中将最新的状态信息发送出去，其中加权值为N的队列是优先级仅次于报警队列的队列，会被仿真系统优先服务，从而保证了该节点的信息被及时的发送；

该方法具体步骤如下：

1)初始化各仿真节点的加权值为1；

2)在每个轮询周期内，发送报警队列信息，并初始化报警队列节点数量s；

3)判断报警队列节点数量s加上队列N的节点数量是否大于T，其中T为一个轮询周期内最多同时相应的仿真节点数量，若为否，执行步骤4)，否则，超出当前仿真系统的容量限制；

4)按照从高优先级开始依次到低优先级，对每个队列n判断其节点数量是否小于等于T-s，其中队列n中是加权值为n的状态量组合，n≤N，若为是，执行步骤5)，否则，执行步骤6)

5)将队列n中节点的最新状态量全部发送出去，同时将队列n的所有节点加权值重置为1，并放入队列1中，将s＝s+队列n节点数量，并返回步骤4)，对下一优先级的队列进行处理，直至所有队列处理后返回步骤3)；

6)从队列n中随机抽取T-s个节点的最新状态量发送出去，将随机抽取T-s个节点的加权值重置为1，并放入队列1中，同时将队列n中未被抽取到的节点加权值做加1操作，并放入队列n+1中，将s＝T，并返回步骤4)，对下一优先级的队列进行处理，直至所有队列处理后返回步骤3)。