CN104699069A - 一种列控系统车载设备仿真测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CTCS-3级列控系统车载设备仿真测试系统和测试方法。该系统通过提供用户界面，用于测试脚本的选择和执行，通过模拟列车在线路上的运行，对车载设备进行测试，并记录测试过程中的数据用于后续分析。该仿真测试系统包括：场景控制器模块，用于读取和分发测试脚本和测试数据，并对测试过程进行控制；列车动力学仿真模块，用于计算列车在线路上运行的速度与距离；地面设备仿真模块，用于向被测车载设备发送轨道电路信息，应答器报文和无线消息；数据记录模块，用于记录各种测试结果数据；站场图绘制模块，用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置；GUI界面模块，用于为测试人员提供输入测试初始信息、对列车进行模拟驾驶以及复示测试过程中列车运行状态的图形化界面。

Description

一种列控系统车载设备仿真测试系统

技术领域

本发明涉及列车运行控制系统领域，涉及一种列控系统车载设备仿真测试系统。

背景技术

中国列车运行控制系统(CTCS，Chinese Train Control System，本文中也简称为列控系统)的发展步伐日益加强，国内对列车运行控制系统的研究除进行了系统原型的开发外，也对一些控制算法及城市轨道交通中的列车运行控制进行过相关的建模和仿真工作，但目前尚不具备全面测试手段，相应的系统理论和方法均有许多有待研究和完善的地方，迫切需要采用先进的高可信度的仿真技术来为列车运行控制系统从选型设计、方案评价、产品的测试、系统的优化等系统的全生命周期进行服务，铁路相关决策、设计、应用部门也在不同的场合提出了对列车运行控制仿真系统进行系统的研究和开发的急切需求。因此，无论是进行具有自主知识产权的列车运行控制系统的开发，还是对引进的国外系统进行测试验证，都必须对列车运行控制系统的仿真基础理论和方法进行深入的研究。本项目申请正是基于这一国家铁路建设的实际需求而提出的，通过列车运行控制系统的仿真理论和方法的研究，对解决铁路建设中的实际问题，提升我国在该领域的自主创新能力、掌握列车运行控制系统的关键技术等均具有重大意义。

目前，适用于客运专线的CTCS-3技术规范和关键技术正在研究之中，建立CTCS-3列控系统综合仿真测试平台可以为系统的设计研究及设备集成提供良好的辅助设计、研发平台、验证测试平台，用于CTCS-3列车运行控制系统的系统研究、方案比较、设备测试评估等。对解决铁路建设中的实际问题、提升我国在该领域的自主创新能力、掌握列车运行控制系统的关键技术等均具有重大意义。

发明内容

本发明申请为一种CTCS-3列控系统车载设备仿真测试系统，该系统通过提供用户界面，用于测试脚本的选择和执行，对车载设备进行自动测试，记录测试过程中的数据后续分析。

系统功能包括测试脚本的选择与读取、测试过程的自动执行、测试线路以及列车位置的实时显示、列车驾驶台的操作、测试结果的记录等。

具体地，本发明提供一种列控系统车载设备仿真测试系统，该仿真测试系统包括，

场景控制器模块，用于读取和分发测试脚本和测试数据，并对根据测试脚本控制测试过程；

列车动力学仿真模块，用于根据牵引和制动命令计算列车在线路上运行的速度与距离，并将计算的速度和距离输出至所述场景控制器模块；

地面设备仿真模块，根据来自场景控制器的命令向被测车载设备发送所需的信息；

数据记录模块，用于收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据；

站场图绘制模块，用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置；以及

图形用户界面模块，用于提供输入测试信息以及列车初始信息、对列车进行模拟驾驶，并在测试过程中显示列车运行状态的界面；

接口适配模块，用于完成各模块之间的数据交换。

优选地，该仿真测试系统进一步包括数据结构模块，用于定义并保存该仿真测试系统的数据结构、各模块之间的接口定义，以便该仿真测试系统共享信息。

优选地，所述测试脚本包含在测试过程中各个具体位置应该发送的数据，采用XML脚本形式描述，测试数据包括线路数据、轨道电路信息、无线消息以及应答器报文。

优选地，所述场景控制器模块进一步包括：测试脚本管理模块，用于读取测试脚本并允许用户进行编辑；测试流程控制模块，用于根据测试脚本以及来自列车动力学仿真模块的数据控制测试的开始、结束以及各仿真模块的状态；和配置数据分发模块，用于将测试数据分发给各仿真模块。

优选地，所述列车动力学仿真模块进一步包括：速度计算模块，用于根据来自图形用户界面模块和被测车载设备的牵引与制动命令或指令以及线路数据，计算列车当前运行速度；和

距离计算模块，用于根据计算得到的列车当前运行速度计算列车当前运行距离。优选地，轨道电路仿真模块，用于向被测车载设备发送与列车位置对应的轨道电路信息；

应答器仿真模块，用于向被测车载设备发送与列车位置对应的应答报文；和

无线闭塞中心仿真模块，用于根据来自被测车载设备的列车位置并向被测车载设备发送包括行车许可信息的信息。

优选地，该仿真测试系统适用于CTCS-3级列控系统车载设备的测试。

根据本发明的另一方面，提供一种列控系统车载设备仿真测试系统的仿真测试方法，该方法包括以下步骤：

用户选择测试脚本；

仿真测试系统读入所述测试脚本和对应的测试数据，该测试数据包括线路数据、轨道电路信息、应答器报文以及无线消息；

用户输入列车的发车位置以及测试信息，配置列车的初始状态；

根据线路数据绘制测试线路的站场图，并根据用户的输入显示列车的发车位置；

场景控制器将读入的测试数据作为配置数据分发给地面设备仿真模块；

执行测试，仿真测试系统通过仿真列车在测试线路上的运行，控制地面设备仿真模块向被测车载设备发送相关信息，收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据，并在站场图上实时显示列车的当前位置，在图形用户界面上显示列车的运行状态。

优选地，所述系统仿真列车在测试线路上的运行过程进一步包括，

用户通过模拟驾驶界面对列车进行驾驶，

场景控制器根据列车动力学仿真模块输出的速度和距离信息模拟列车在线路上运行，

车载设备接收地面设备仿真模块发送的信息，包括轨道电路编码、应答器报文和无线消息，同时将包括列车位置、速度、运行状态信息的列车信息以无线消息的形式发送给地面设备仿真模块中的RBC仿真子模块，

列车动力学仿真模块根据所述用户驾驶和被测车载设备输出的牵引与制动命令计算得到列车当前的速度与位置信息。

GUI界面获取来自接口适配模块的列车运行状态信息，包括列车运行速度和位置、车载设备的等级和模式等信息，并进行显示。

优选地，所述测试脚本包含在测试过程中与位置对应的测试数据，测试数据采用XML格式。

优选地，测试结果数据包括来自包括输入的测试数据，来自被测车载设备的状态数据，各仿真模块的数据、轨道电路信息，应答器报文和无线消息等。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出CTCS-3级列控系统的结构示意图。

图2示出根据本发明的车载设备仿真测试系统应实现的功能示意图。

图3示出根据本发明的车载设备仿真测试系统模块关系图。

图4示出根据本发明的测试脚本格式。

图5示出根据本发明的应答器报文格式。

图6示出根据本发明的无线消息格式。

图7示出根据本发明的列车动力学仿真模块结构示意图。

图8示出根据本发明的地面仿真设备模块结构示意图。

图9示出根据本发明的测试结果数据库模型。

图10示意性示出根据本发明的车载设备自动测试过程流程图。

图11示意性示出根据本发明实例的测试脚本内容。

图12示意性示出根据本发明实例的测试信息界面。

图13示意性示出根据本发明实例的列车初始信息界面。

图14示意性示出根据本发明实例的仿真驾驶界面。

图15示意性示出根据本发明实例的站场图界面。

图16示意性示出根据本发明实例的列车运行状态复示界面。

图17示意性示出根据本发明实例的测试结果数据。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

1、CTCS-3级列控系统概述

CTCS-3级列控系统由地面子系统和车载子系统组成，其中地面子系统包括：应答器、RBC(Radio Block Centre，即无线闭塞中心)、轨道电路等；车载子系统包括：VC(Vital Computer，车载安全计算机)、BTM(BaliseTransmission Module,应答器传输模块)、RTM(Radio Transmission Module,无线传输模块)、TIU(Train Interface Unit,列车接口单元)、TCR(Track CircuitReader,轨道电路信息读取器)、SDU(Speed&Distance Unit,测速测距单元)、JRU(Judicial Recording Unit,司法记录单元)、DMI(Driver Machine Interface，人机界面)等。CTCS-3级列控系统有别于传统的列控系统，它采用GSM-R无线网络通信技术，实现了列车与地面之间连续、双向的数据通信。同时，CTCS-3级列控系统通过线路上铺设的应答器实现列车定位；利用轨道电路实现列车的占用与完整性检查。RBC根据列车位置、轨道占用信息以及来自联锁的进路信息等，生成行车许可MA(Movement Authority)，并通过GSM-R无线通信网络传输到车载设备。车载设备通过接收RBC的行车许可、线路参数和临时限速等信息，生成目标距离连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行。CTCS-3级列控系统的结构如图1所示。

CTCS-3级列控系统的系统测试是一项综合的系统校核、确认、验证与完善的过程。系统测试的目的在于发现CTCS-3级列控系统设备在设计、施工中或者特殊条件下可能出现的潜在问题，并加以改进和完善。具体的测试内容包括如下几个方面：

1)实验室仿真测试，在结合实验室仿真测试环境下对CTCS-3级列控系统的关键设备、具体功能和系统接口进行的测试。可以用于实际设备运营前的完备测试，以及对运营设备的故障重现和故障查找等测试。

2)现场测试，在实验室仿真测试基础上，并且结合现场线路实际情况，在具体线路上进行的测试。这种测试方法可以通过对现场测试验证来优化所有系统接口之间的整体能力。现场测试主要包括：(1)调试并且优化系统的性能，验证是否符合设计要求；(2)测试并判断所有接口是否符合规定要求；(3)在故障的条件下对系统的性能进行试验等。

3)联调联试，主要是以CTCS-3级列控系统测试为主，辅以CTC(Central Traffic Control，调度集中控制)和联锁系统进行测试与验证，包括对列控系统功能的测试、故障安全功能测试和系统接口关系的测试等。联调联试的内容主要包括：(1)CTCS-3级列控系统功能测试；(2)CTCS-2级列控系统功能测试；(3)跨线运行时对CTCS-3级列控系统兼容性测试；(4)跨线运行时对CTCS-2级列控系统兼容性测试。

4)互联互通测试，即跨线运行，即装备了不同设备供应商的车载设备的列车，在装备其它设备供应商的地面设备的线路上安全地不间断运行。该测试的内容主要包括：(1)注册与启动设备上电、列车唤醒、列车注册、输入列车数据、启动列车；(2)注销：列车驾驶室关闭，RBC注销列车，结束任务；(3)CTCS-2/CTCS-3级间转换；(4)行车许可：接发车进路、通过进路、区间闭塞分区、反向运行、侧线(接、发、通过)、MA缩短和延长；(5)模式转换：包括待机模式(SB)、目视目视(OS)、完全监控模式(FS)、引导模式(CO)、冒进模式(TR)、冒进后模式(PT)、调车模式(SH)、隔离模式(IS)间的转换；(6)MA缩短和延长；(7)人工解锁进路；(8)自动过分相；(9)降级运行：自动从CTCS-3降级到CTCS-2运行；(10)临时限速：站内(正线和侧线)、区间、多处，以及临时限速的设置和撤销；(11)RBC切换，包括单电台和双电台条件下的切换。

CTCS-3级列控系统测试案例是依据黑盒测试的要求，并且结合中国铁路的客运专线和高速铁路运营和建设的需求进行编制的。

测试序列是一个用于指导现场测试的手册。它是测试人员按照既定的测试目的，以简便、高效为原则，根据测试案例之间的联系，将测试案例串联起来，成为一个可以使现场工作人员按照序列中的内容进行操作，完成测试的工具。最终达到将每一个测试案例在测试中都得到执行的目的。

测试脚本是一个根据测试序列和线路数据生成的XML格式的文件，它是利用系统对车载设备进行自动测试的依据。测试脚本中包含了在测试过程中各个具体位置应该发送的数据，包括应答器报文以及无线消息，这些数据需要在测试之前准备好。

2、CTCS-3列控系统车载设备仿真测试系统实现的功能，如图2所示。

本发明涉及的列控系统车载设备仿真测试系统，通过模拟列车在实际线路上的运行，为车载设备提供一个实验室仿真测试环境，实现对车载设备的功能测试。具体功能包括：

1)测试脚本以及测试数据的输入：用户选择测试脚本后，系统读取测试脚本以及相应的测试数据，并在GUI界面上显示测试脚本的内容；

2)列车动力学仿真：根据来自模拟驾驶台的牵引/制动指令和车载设备输出的牵引和制动命令，实时计算列车当前的速度和距离；

3)仿真测试：模拟列车在线路上的运行，根据列车的位置控制地面设备仿真模块向车载设备发送所需的数据；

4)站场图绘制：绘制测试线路对应的站场图；

5)列车位置显示：实时显示测试过程中列车在站场图中的位置；

6)数据记录：将测试过程中的各种数据记录到数据库中以便后续分析。

7)列车运行状态复示：将测试时列车的运行状态复示在GUI界面上。

3、本发明仿真测试系统的组成

为了实现列控系统车载设备仿真测试系统功能需求，图3示出了根据本发明的车载设备仿真测试系统模块组成和关系图。其中车载设备是被测设备，仿真测试系统的各模块为被测车载设备提供一个测试环境，具体包括数据结构模块、列车动力学仿真模块、地面设备仿真模块、场景控制器模块、数据收集与记录模块、站场图绘制模块和接口适配模块、GUI用户界面模块。下面将按照模块描述该仿真测试系统，各功能模块和所包含的各子模块的信息如表1所示。

表1功能模块描述

列控系统车载设备仿真测试系统的各个模块的功能详细描述如下：

A、数据结构模块

包含系统所定义的站场线路、测试脚本、车载设备、地面设备等实体类型以及系统运行所需的各类配置文件的数据结构。这些数据结构用来存储系统运行期间所需的各类数据。同时，为了方便数据的使用，根据各类数据的不同用处，结合C#语言的特点，为不同的结构编写的处理方法同样包含在其中。通过系统配置模块和数据结构模块，将系统全局使用的数据结构、模块之间的接口定义以及系统的全局信息保存起来，便于整个系统的共享。

1)测试脚本、线路数据、应答器报文和无线消息

测试脚本是一个根据测试序列和线路数据生成的XML格式的文件，它是利用测试系统对被测车载设备进行自动测试的依据。测试脚本中包含了在测试过程中对应列车各个具体位置应该向被测设备发送的测试数据，包括例如包括线路数据、轨道电路信息、应答器报文和无线消息等。测试脚本的格式如图4所示。测试脚本采用跨平台可用的XML脚本形式。脚本结构中定义与脚本内容对应的各字段。

应答器报文是指由一个应答器组发送的信息，即消息由一个或几个报文组成，这些报文根据应答器组中的应答器编号来分类。应答器报文包含报文头、编号和信息包。应答器报文的格式如图5所示。

无线消息包含一个报文头、编号、一组变量(如果需要)和信息包。无线消息的格式如图6所示。

2)站场图显示

系统根据站场线路数据，在站场图上同步显示出相关列车进路的设置情况、临时限速的设置情况、轨道占用的设置情况等，同时显示出分相区、RBC切换点等数据，为了方便查看，还可显示出在特定地点可能的测试项目等。

在测试过程中，还可以在站场图上实时地显示列车位置。

B、列车动力学仿真模块

列车动力学仿真模块模拟列车在线路上运行时的速度与距离，其主要功能包括：

列车动力学仿真模块的结构如图7所示，包括以下子模块：

1)速度计算模块

●接收接口模块发送的牵引制动命令，例如来自车载设备的牵引制动命令和来自模拟驾驶的牵引制动指令，结合列车自身制动特性、线路数据(如坡度)实时计算列车当前的运行速度；以及

●根据用户设置对空转、打滑等情况予以考虑。

2)距离计算模块

●根据列车运行速度计算列车运行距离；

C、地面仿真设备模块

地面仿真设备模块通过接口模块将测试数据发送给被测车载设备，并接收车载设备发送的列车数据，其结构图如图8所示，包括以下子模块：

1)轨道电路仿真模块

轨道电路仿真模块用于向车载设备发送与列车位置对应轨道电路区段的轨道电路信息例如载频信息和低频信息。

2)应答器仿真模块

应答器仿真模块用于向车载设备发送与列车位置对应的应答器报文。

3)无线闭塞中心仿真模块

无线闭塞中心仿真模块用于与被测车载设备双向的信息交互，它接收车载设备发送的位置报告，向车载设备发送行车许可，线路参数，临时限速等信息。

D、数据记录模块

数据记录模块在测试过程中记录车载设备的状态及各仿真模块的信息，并在测试完成后将测试结果保存到测试结果数据库中。测试结果数据包括输入的测试数据，来自被测车载设备的状态数据，各仿真模块的数据、轨道电路信息，应答器报文和无线消息等。测试结果数据库的结构如图9所示。

E、站场图绘制模块

站场图绘制模块实现站场图绘制以及列车位置显示的功能，具体功能如下：

●根据具体测试线路以及起点、终点站，绘制测试线路的站场图；

●在测试过程中，根据场景控制器发送的列车位置信息，实时显示列车当前位置

●通过鼠标操作在站场图中添加列车的发车位置

F、接口适配模块

用于接收仿真测试系统各模块发送的数据，并将数据发送给相应法目的模块。

G、GUI图形用户接口模块

该模块为是本系统和测试人员之间图形界面，用于测试人员与系统之间的输入、输出操作。该模块提供的界面例如包括测试信息输入界面、仿真驾驶界面以及列车运行状态复示界面。

●测试信息输入界面，用于输入测试信息以及列车初始信息，测试信息包括测试编号、测试人员信息、列车类型等，列车初始信息例如包括列车发车位置、列车长度、运行方向等。

●仿真驾驶界面上包含牵引制动手柄以及方向手柄，用于对列车进行例如加速和制动等操作。

●列车运行状态复示界面根据来自接口适配模块的列车运行状态信息，包括列车运行速度和位置、车载设备的等级和模式等信息，在显示设备上将这些信息复示出来，便于测试人员查看。

H、场景控制器模块

用于读取和分发测试脚本和测试数据，并根据测试脚本控制测试过程，所述测试数据包括线路数据、轨道电路信息、无线消息以及应答器报文；进一步，用于根据测试脚本和列车动力学仿真模块输出的速度和距离信息模拟列车在测试线路上运行。

场景控制器模块包括：

管理测试脚本模块，用于读取测试脚本并允许用户进行编辑；

控制测试流程模块，用于根据测试脚本以及来自列车动力学仿真模块的数据控制测试的开始、结束以及各仿真模块的状态；和

分发配置数据模块，用于将测试数据分发给各仿真模块。

下面参考图10所示的测试流程和图3所示的车载设备仿真测试系统，描述根据本发明的仿真测试流程。仿真测试流程包括以下步骤：

步骤1：用户选择测试脚本。

通过统一的用户界面，选择要执行的测试脚本。

步骤2：系统读入对应的测试数据。

根据用户的选择，仿真测试系统读入测试脚本以及相应的线路数据和测试数据，包括应答器报文和无线消息以及线路数据。线路数据用于绘制站场图，测试数据用于在测试过程中通过地面设备仿真模块发送给车载设备。

测试脚本包括的内容例如有：

●步骤编号：对每个步骤进行编号，用来确定测试步骤的顺序

●公里标：标明动作的里程信息

●轨道电路载频：公里标对应的轨道电路载频信息。

●轨道电路低频：公里标对应的轨道电路低频信息。

●应答器报文：该步骤应发送的应答器报文的文件名。应答器仿真模块将根据文件名找到文件并读取其中的报文数据。

●无线消息：该步骤应该发送的无线消息的文件名。无线闭塞中心仿真模块将根据文件名找到文件并读取其中的无线消息数据。

●司机操作：该步骤司机应进行的操作

●期望结果：该步骤执行完成后，车载设备的反应，该项主要用于后续的测试结果分析。

●测试案例编号：该步骤对应的测试案例编号，该项主要用于后续的测试结果分析。

测试数据包括应答器报文和无线消息的编码文件。

步骤3：用户输入测试信息，配置列车的初始状态。

测试信息包括测试编号、测试人员、列车类型等信息。

列车的初始状态包括列车的发车位置、列车长度等信息，主要用于在站场图中显示列车位置，发车位置用公里标和具体的车站名和股道号表示表示。

步骤4：绘制站场图以及列车。

站场图绘制模块根据线路数据绘制测试线路的站场图，并根据用户的设置显示列车的发车位置。

根据读入的线路数据绘制站场图，及本次测试列车运行的线路图。根据用户输入的信息显示列车位置状态等。通过站场图可以直观地看到当前测试的具体情况。

在测试开始后，站场图中还需要根据列车的实时位置更新显示。

步骤5：场景控制器将读入的数据作为配置数据分发给地面设备仿真模块中的各个子模块。

其中将轨道电路编码信息发送给轨道电路仿真模块，将应答器报文发送给应答器仿真模块，将无线消息发送给RBC仿真模块。

测试开始后，场景控制器需要实时地判断列车的当前位置，当列车位置与测试脚本中某个条目的公里标位置相同时，场景控制器就会控制地面设备将该条目中的信息发送给车载设备。

步骤6：用户选择开始执行测试，系统仿真列车在测试线路上的运行过程，同时站场图上实时显示列车的当前位置。

仿真测试的过程模拟列车在测试线路上的运行，场景控制器模块根据列车动力学仿真模块输出的速度和距离信息模拟列车在线路上运行，车载设备接收地面设备发送的信息，同时将列车信息以无线消息的形式发送给地面设备。车载设备输出的以及由模拟驾驶提供的牵引与制动命令经过列车动力学仿真模块计算后得到列车当前的速度与距离信息。

步骤7：测试结束，仿真测试系统将测试结果数据保存到数据库中。

根据上述对于仿真测试系统的分析，仿真测试系统应实现的功能如图4所示。

仿真测试系统采用C#语言进行开发，包含一个可执行文件及若干动态链接库文件，为了方便开发人员区分各个模块，系统dll文件采用与开发时工程名相同的方式进行命名。

系统开发时结构为一个解决方案下包含若干个工程的方式进行，具体参见系统文件组是形式一节，工程文件的命名采用工程中C#源文件包含的namespace的名称。

各个源代码文件的名称采用与其中包含的类名一致的原则，尽量保证一个源文件中只声明一个类。若干个功能上没有交叉的类禁止声明在同一个源文件中。若一个源文件中声明了若干了类，则类文件的命名与其中实现主要功能的类的名称相同。

声明的类的namespace的设置应属于所属工程的namespace，不可出现与所属工程namespace不同的现象。声明的类的namespace放在所属工程的namespace下的声明层中，这样就可以将同一个工程中的代码组织起来。

系统中各个类以及类中各个成员的命名采用微软推荐的方式进行，此处不再赘述。

下面采用一个具体的实施例进行相应的过程说明和描述：

1.选择测试脚本

根据需求，通过界面选择具体的测试测试脚本，同时也就选择相应线路数据。

1)选择，测试脚本->加载测试脚本，弹出打开文件对话框；

2)在打开文件对话框中选择测试脚本文件；

3)确定，系统加载并显示测试脚本内容，如图11。

2.设置测试初始信息

1)选择，测试->开始测试，弹出测试信息对话框，如图12；

2)在测试信息对话框中输入测试编号、测试人员、列车类型、备注等测试信息。

3)在列车初始信息对话框(如图13)中填写列车初始信息，包括列车的初始公里标、发车站、发车股道、列车长度等信息；

4)列车初始信息填写完成后，确定，DMI启动，进入正常的测试过程；

5)选择，查看->显示线路图，弹出站场图界面，如图14，站场图中可以查看当前测试的线路图，以及测试开始后列车的实时位置。

3.开始测试

测试人员在被测车载设备的DMI上完成列车数据输入，并通过仿真驾驶界面以及DMI执行测试过程，仿真驾驶界面如图15所示，在测试过程中列车的运行状态同步复示在显示界面上，如图16所示：

4.测试结束，保存测试结果

1)测试完成后，选择，测试->停止测试，系统自动将测试结果保存到数据库中，测试结果数据如图17所示；

通过上述技术方案的论述，可以将仿真测试的流程做以下小结：

1)用户选择测试脚本。

2)根据用户的选择系统读入测试脚本以及相应的线路数据和测试数据，包括应答器报文和无线消息。

3)用户输入测试信息，设置列车的发车位置，配置列车的初始状态

4)站场图绘制模块根据线路数据绘制测试线路的站场图，并根据用户的设置显示列车的发车位置。

5)场景控制器将读入的数据作为配置数据分发给各个地面子模块。

6)用户选择开始执行测试，系统仿真列车在测试线路上的运行过程，同时站场图上实时显示列车的当前位置，在GUI界面上复示列车的运行状态。

7)测试结束，系统将测试结果数据保存到数据库中。

根据本发明的列控系统车载设备仿真测试系统和方法，适用于对正在研究中的CTCS-3的车载设备的测试。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种列控系统车载设备仿真测试系统，该系统包括：

场景控制器模块，用于读取和分发测试脚本和测试数据，并根据测试脚本控制测试过程，所述测试数据包括线路数据、无线消息以及应答器报文；

图形用户界面模块，用于提供输入测试信息以及列车初始信息、对列车进行模拟驾驶，并在测试过程中复示列车运行状态的界面；

列车动力学仿真模块，用于根据牵引和制动命令计算列车在线路上运行的速度与距离，并将计算的速度和距离输出至所述场景控制器模块；

地面设备仿真模块，根据来自场景控制器的命令向被测车载设备发送所需的信息；

站场图绘制模块，用于绘制站场图并显示列车在线路上的位置；以及

数据记录模块，用于收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据；以及

接口适配模块，用于在所述测试系统运行过程中各模块之间的数据交换。

2.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统，其特征在于，该仿真测试系统进一步包括数据结构模块，用于定义并保存该仿真测试系统的数据结构、各模块之间的接口定义，以便该仿真测试系统共享信息。

3.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统，其特征在于，所述场景控制器模块进一步包括：

测试脚本管理模块，用于读取测试脚本并允许用户进行编辑；

测试流程控制模块，用于根据测试脚本以及来自列车动力学仿真模块的数据控制测试的开始、结束以及各仿真模块的状态；

配置数据分发模块，用于将测试数据分发给各仿真模块。

4.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统，其特征在于，所述列车动力学仿真模块进一步包括：

速度计算模块，用于根据来自图形用户界面模块和被测车载设备的牵引与制动命令或指令以及线路数据，计算列车当前运行速度；和

距离计算模块，用于根据计算得到的列车当前运行速度计算列车当前运行距离。

5.如权利要求1所述的列控系统车载设备仿真测试系统，其特征在于，所述地面设备仿真模块进一步包括：

轨道电路仿真模块，用于向被测车载设备发送与列车位置对应的轨道电路信息；

应答器仿真模块，用于向被测车载设备发送与列车位置对应的应答报文；和

无线闭塞中心仿真模块，用于根据来自被测车载设备的列车位置并向被测车载设备发送包括行车许可信息的信息。

6.一种列控系统车载设备的仿真测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

用户选择测试脚本；

仿真测试系统读入所述测试脚本和对应的测试数据，该测试数据包括线路数据、应答器报文以及无线消息；

用户输入列车的发车位置以及测试信息，配置列车的初始状态；

根据线路数据绘制测试线路的站场图，并根据用户的输入显示列车的发车位置；

场景控制器将读入的测试数据作为配置数据分发给地面设备仿真模块；

执行测试，仿真测试系统通过仿真列车在测试线路上的运行，控制地面设备仿真模块向被测车载设备发送相关信息，收集和记录测试过程中的各种数据以得到测试结果数据，并在站场图上实时显示列车的当前位置，在图形用户界面上显示列车的运行状态。

7.如权利要求6所述的列控系统车载设备仿真测试系统的仿真测试方法，其特征在于，所述系统仿真列车在测试线路上的运行过程进一步包括，

用户通过图形用户界面模块模拟对列车的驾驶，

场景控制器模块根据测试脚本和列车动力学仿真模块输出的速度和距离信息模拟列车在测试线路上运行，

被测车载设备接收地面设备仿真模块发送的包括应答器报文、轨道电路信息和无线消息，将包括列车位置、速度、运行状态信息的列车信息以无线消息的形式发送给地面设备仿真模块，

列车动力学仿真模块根据所述用户驾驶和被测车载设备输出的牵引与制动命令计算得到列车当前的速度与位置信息。

8.如权利要求6所述的列控系统车载设备仿真测试系统的仿真测试方法，其特征在于，所述测试脚本包含在测试过程中与位置对应的测试数据，该测试数据为XML格式。

9.如权利要求6所述的列控系统车载设备仿真测试系统的仿真测试方法，其特征在于，所述测试结果数据包括测试数据，来自被测车载设备的状态数据，各仿真模块的数据、轨道电路信息，应答器报文和无线消息等。