CN106895982A - 牵引制动性能综合测试系统 - Google Patents

Abstract

牵引制动性能综合测试系统，包括数据采集装置和数据处理终端，还包括传感器组；数据采集装置包括用于采集传感器组数据的传感器数据采集装置和用于采集热电偶数据的热电偶数据采集装置；数据处理终端包括，数据接口卡：与传感器数据采集装置通信，用于获取其反馈的传感器组的数据信息，接收用以控制传感器组工作的同步指令信号；车辆信号解析卡：与列车网络总线相接，用于获取列车指令信号；主控制器：获取数据接口卡和车辆信号解析卡的数据信息，并进行测试指标计算。本发明不依赖牵引系统和制动系统自带的传感器，具备第三方数据获取能力，做到准确、客观、同步测量，并严格按照标准规定的试验方法和计算方法进行采集的集成化软硬件测试平台。

Description

牵引制动性能综合测试系统

技术领域

本发明属于轨道车辆测试技术领域，涉及一种便携式轨道车辆牵引制动性能综合测试系统。

背景技术

轨道车辆在交付使用前需要通过一系列性能试验以确保列车的各项指标能够满足设计要求；其中，牵引制动性能测试包括各种工况下的启动和加速能力测试、调速能力测试、制动能力测试以及列车在各特殊工况下的运行性能测试，是整车交付前试验项目中最重要也是最复杂的试验项目，直接关系到列车的运行能力和运行安全。

目前对轨道车辆整车牵引制动性能的测量主要有两种方式：

第一种方式是在整车调试完成后，由牵引系统和制动系统的供应商利用牵引系统或制动系统内部的传感器数据或运行参数进行试验，这种方法存在以下不足：一方面牵引、制动系统自身传感数据会结合其自身的参数经过一系列运算、处理，不能保证获取数据的准确性和客观性；另外，由于整车牵引系统和制动系统的供应商可能会不同，牵引系统供应商和制动系统供应商仅能各自单独测量牵引系统或制动系统内部相关的参数，而不能将牵引、制动性能参数进行同步采集，因此无法准确衡量牵引系统和制动系统之间的配合性能。

第二种方式是采用通用试验仪器如数据记录仪、功率分析仪、电能质量分析仪、示波器组合成采集系统进行牵引制动性能试验，该种方法能够保证数据来自被测系统外部传感器或检测设备，但由于设备众多，各项参数分别测量且采样速率不同，无法很好的做到数据的同步，不便于各系统数据的同步分析，缺乏结合专用测量方法和计算方法的专用数据采集及后处理软件，各采集仪器分别需要进行供电、布线等工作，采集系统庞大、价格昂贵、便携性差。

不管采用以上哪一种方法，均不能进行轨道车辆牵引系统和制动系统的综合性能测试，也就是说，如果想要获得某个牵引系统和制动系统关联性指标的计算，需要将各种独立仪器获取的数据人为的进行整合分析，再做出性能评价；并且，上述方法均不能实现牵引信号和制动信号的同步采集和分析，从而导致测试结果仅能从趋势上反应待测试系统的性能，影响测试精度。目前市场上还没有专门针对轨道车辆牵引制动系统性能测试的便携式综合测试系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测试轨道车辆牵引系统和制动系统性能的测试系统，采用独立于牵引制动系统之外的独立的传感系统，可进行单独牵引系统性能测试、单独制动性能测试，还可以进行牵引系统和制动系统配合性综合性测试，并且，由于采用集成化设计，本系统还具有很好的便携性，应用方便。

本发明的技术方案为：牵引制动性能综合测试系统，包括电源模块、数据采集装置和数据处理终端，还包括独立于列车牵引系统和制动系统之外的用于采集牵引系统和制动系统性能数据的传感器组；

数据采集装置包括用于采集传感器组数据的传感器数据采集装置和用于采集热电偶数据的热电偶数据采集装置；

数据处理终端包括，数据接口卡：与传感器数据采集装置通信，用于获取其反馈的传感器组的数据信息，同时接收用以控制传感器组工作的同步指令信号；车辆信号解析卡：与列车网络总线相接，用于获取列车指令信号；主控制器：获取数据接口卡和车辆信号解析卡的数据信息，并进行测试指标计算。

更进一步，电源模块集成于电源模块板，传感器数据采集装置集成于传感器数据采集与供电板，热电偶数据采集装置集成于热电偶数据采集与供电板，车辆信号解析卡集成于控制信号模块板。

更进一步，电源模块板包括滤波保护主电路、多条电压转换电路和多条滤波保护分电路，滤波保护主电路的输入端接外部电源，每条电压转换电路的输入端均连接至滤波保护主电路，输出端分别连接各自的滤波保护分电路。

更进一步，传感器数据采集与供电板包括电源转换单元、多路信号调理电路和AD转换电路；传感器数据采集与供电板与电源模块板相连，一路滤波保护支电路的输出端与传感器组中的一个传感器相连，用于为传感器供电；一个传感器组中的传感器与一路信号调理电路相连，反馈传感信号至信号调理电路；各路信号调理电路均与AD转换电路相连；AD转换电路的输出数据传输至主控器；电源转换单元获取电能并转换为传感器数据采集与供电板所需电能。

更进一步，每一传感器匹配连接有多芯航插，每个航插均设置有防差错销；多芯航插包括传感器输出引脚和供电引脚，传感器输出引脚与AD转换电路连接，供电引脚与滤波保护支电路的输出端连接。

更进一步，热电偶数据采集与供电板包括电源转换单元、热电偶信号调理电路和AD转换电路，电偶数据采集与供电板与电源模块板相连，电源转换单元获取电能并转换为热电偶数据采集与供电板所需电能，热电偶数据采集与供电板获取热电偶数据经热电偶信号调理电路输出至AD转换电路，AD转换电路的输出数据传输至主控器。

更进一步，控制信号模块板包括用以采集列车硬线指令信号的隔离数字量采集端口、用以采集列车司控器指令信号的共地数字量采集端口和用于采集脉冲控制信号的测频数字量采集端口。

更进一步，包括机箱，机箱背板上设置有插槽，包括电源模块插槽、控制信号模块插槽、热电偶模块插槽和至少一个传感器模块插槽；电源模块板插入电源模块插槽，控制信号模块板插入控制信号模块插槽，热电偶数据采集与供电板插入热电偶模块插槽，传感器数据采集与供电板插入传感器模块插槽。

更进一步，机箱一面侧板或两面相对的侧板上设置有把手；未设置机箱把手的一个侧面设置有散热结构，机箱的上端盖为可拆卸盖板，机箱的顶角设置护角。

更进一步，主控器包括多线程测试性能计算系统，包括用于进行牵引系统和制动系统性能指标计算的多个性能计算模块，用于识别列车指令的指令识别模块和用于存储测传感器组、热电偶数据、测试计算数据的数据存储单元；进一步包括：

中断响应线程：用于在获得中断指令时执行中断响应，中断指令包括测试性能计算切换指令、采集数据切换指令、存储指令和退出指令；

程序处理线程：在测试性能指令引起终端响应后，调用相应的性能计算模块，用以完成相应指标所需数据的接收、计算和结果显示。

更进一步，主控器还包括，与每一性能计算模块对应的相应的离线分析模块，用于识别分析指令并调取存储模块中所需的数据以进行指标的离线计算分析。

本发明的有益效果为：

(1)本发明是一套能够同时测量牵引系统数据和制动系统数据并进行专业计算的的便携式集成设备，不依赖牵引系统和制动系统自带的传感器，具备第三方数据获取能力，做到准确、客观、同步测量，并严格按照标准规定的试验方法和计算方法进行采集的集成化软硬件测试平台。

(2)采用机箱化结构的设计，一方面，提高测试系统集成化程度，系统更便携，也更利于在各种工况下使用；另一方面，机箱为模块化插拔的设计，利于板卡的扩展，从而也利于测试系统功能的扩展，满足不同的测试需求。

(3)与传统方式相比，数据做到准确、实时存储，具有在线测量和离线分析的功能。

(4)电源模块为整个测量系统供电，每个板卡都具有各自的电源制式转换模块，可将背板电源转换为自身所需的电源制式；电源模块可将接入电源转换为传感器所需的电源制式，为现场传感器供电。

(5)由于传感器组的传感器种类和数量多，针对不同传感器接口类型不同，设计防插错航插，每个采集通道面板上设置有多个多芯航插，每个航插适用于传感器组中的一个或多个型号的传感器，这种结构也可以实现多型号传感器复用一个通道。为防止插错，航插采用防插错插销，保证使用安全。

附图说明

图1为牵引制动性能综合测试系统结构示意图；

图2为机箱结构示意图；

图3为机箱结构示意图；

图4为背板信号传输结构示意图；

图5为电源模块板结构示意图；

图6为控制信号模块板结构示意图；

图7为传感器数据采集与供电板结构示意图；

图8为热电偶数据采集与供电板结构示意图；

图9为系统软件功能示意图；

图10为中断响应线程流程图；

图11为程序处理线程流程图；

图12为数据保存线程流程图。

其中：1-传感器组，2-多普勒雷达，3-多通道数据采集装置，4-数据处理终端，401-数据接口卡，402-MVB通信解析卡，403-CAN通信解析卡，404-显示屏，405-主控制器，405-外设，5-机箱，501-把手，502-散热结构，503-机箱盖板，504-螺栓，505-护角，6-电源模块板，601-滤波保护主电路，602-电压转换电路，603-滤波保护分电路，7-控制信号模块板，701-隔离数字量采集端口，702-共地数字量端口，703-测频数字量端口，8-热电偶数据采集与供电板，9-传感器数据采集与供电板，901-电源转换单元，902-调理电路，903-AD转换电路，904-传感器，10-电源模块插槽，11-控制信号模块插槽，12-热电偶模块插槽，13-传感器模块插槽，14-普通插槽，15-多芯航插，16-传感器指示灯

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种应用于轨道车辆的牵引制动性能综合测试系统，该系统集成度高、携带方便，可进行单独牵引系统性能测试、单独制动性能测试，还可以进行牵引系统和制动系统综合性测试。

如图1所示，轨道车辆牵引制动性能综合测试系统，包括电源模块、数据采集装置、数据处理终端和传感器组。

传感器组1采用独立于牵引系统和制动系统之外的独立第三方传感器，包括牵引系统性能测试所需的各类专用电压传感器、各类专用电流传感器、加速度传感器、热电偶传感器等；还包括制动性能测试所需的各类介质压力传感器、夹紧力传感器、多普勒雷达传感器等。采用第三方传感器，而不依赖于牵引系统和制动系统自带传感器的数据，实现数据经由车端到测试系统的直接反馈，采集数据不经过处理，可真实反应系统性能。

更具体的说，传感器组1包括但不限于：多普勒雷达2、电机电压传感器、电机电流开口传感器、电机电流闭口传感器、辅助系统输出电压传感器、辅助系统输出电流开口传感器、辅助系统输出电流闭口传感器、充电机输出电压传感器、充电机输出电流开口传感器、充电机输出电流闭口传感器、网侧电压传感器、网侧电流开口传感器、空气压力传感器、液压压力传感器、夹紧力传感器、加速度传感器、热电偶等。具体测试过程中，可根据测试需求配置相应的传感器组，安装在车辆牵引系统、制动系统的测试点，以获取牵引系统和制动系统的实时测试参数，相应的传感器将对物理信号转换为电信号传输给数据采集装置。

以多普勒雷达2的安装为例，其通过专用的工装安装于轨道车辆的下方，在车辆运行时接收轨道的反射信号，获取列车的实施速度和运行距离，并传输给数据处理终端。

数据采集装置为多通道数据采集装置3，用于采集传感器组和热电偶的检测数据，包括传感器数据采集装置、热电偶数据采集装置。

数据处理终端4包括：

数据接口卡401：与传感器数据采集装置相接，用于获取其反馈的传感器组的采集信号，本实施例中，传感器数据采集装置与数据接口卡之间通过光纤通信；进一步还与多普勒雷达2相接，获取多普勒雷达2反馈的数据，本实施例中数据接口卡通过RS485接口与多普勒雷达2相接；更进一步数据接口卡还通过同步信号接口接收同步信号，用以保证接收传感信号的同步性。

车辆信号解析卡：与列车网络总线相接，用于或车辆网络指令信号，具体的说，也就是车辆通过网络下发的牵引系统和制动系统的控制信号。目前，列车控制总线主要采用的为MVB总线和CAN总线，因此本实施例中，车辆信号解析卡包括MVB通信解析卡402、CAN通信解析卡403，相应的，数据处理终端上配置MVB接口和CAN接口。

主控制器405：主控制器内嵌专用算法，可自动计算测试指标。主控制器与数据接口卡及车辆信号解析卡通信，获取数据接口卡数据并结合车辆指令数据，进行测试指标的计算。

此外，数据处理终端还包括显示屏404、触摸板和键盘等外部设备406。其中，显示屏404作为人机界面，用于显示主控制器405关于牵引系统和制动系统性能的测试计算结果，可通过曲线、图表、数值等多种显示方式；触摸板和键盘作为用户接口，用户可通过触摸板和键盘输入指令。

为了实现便携性，多通道数据采集装置和数据处理终端集成设计在机箱5内，机箱5外壳采用铝制材料加工，具有较高的强度、较轻的质量和良好的抗干扰性能。

如图2和图3所示，机箱5的具体结构如下：

至少一个机箱侧面上设置有把手501，用以机箱5的取用和搬运；为了更方便搬运，可在机箱5相对的两个侧面上设置把手501，这样更省力和便携。没有设置机箱把手501的一个侧面设置有散热结构502，数据采集装置的散热。机箱5的上端盖为可拆卸的机箱盖板503，机箱顶面和机箱盖板503上设置有互为配合的螺栓孔，二者之间通过螺栓504连接；机箱盖板503采用铝制或塑料材质加工，起到防尘和保护的作用。机箱的8个顶角设置8个塑料护角505，对机箱5起到保护作用，防止机箱5使用时磕碰损坏。

数据背板通过螺栓固定在机箱外壳的底部，背板上有与各模块配合的插槽，负责各模块之间的电源信号、数据信号的传输。

具体的说，如图5所示，背板上的插槽包括电源模块插槽10、控制信号模块插槽11、热电偶模块插槽12和至少一个传感器模块插槽13，同时还具有若干个普通插槽14用于板卡扩展。

其中，电源模块插槽上插装电源模块板6，电源模块板上集成电源模块。

如图5所示，电源模块板用于对输入电压进行不同制式电压的转换，电源模块板上集成滤波保护主电路601、多条不同制式的电压转换电路602和多条滤波保护分电路603，滤波保护主电路601的输入端接外部电源，其中每条电压转换电路602的输入端均连接至滤波保护主电路601，输出端分别连接各自的滤波保护分电路603。其中电压转换电路602的转换制式与其所要驱动的部件有关，在本发明中，即其所驱动的主控模块、热电偶、传感器等所需的电压有关。例如，本实施例中，电压转换电路包括+12V电压转换电路、+24V电压转换电路、-24V电压转换电路、+15V电压转换电路和-15V电压转换电路，每个电压转换电路的输出均连接一条滤波保护支电路，经其分别输出稳定的+12V、+24V、-24V、+15V和-15V的电压。实际电压转换电路不限于以上几种制式，可根据需要设置其他的电压转换电路。采用这种结构，各种电压制式之间相互隔离，互补干扰。

其中，控制信号模块插槽上插装有控制信号模块板7。

如图6所示，该模块板用于接收来自列车的各种指令信号；控制信号模块板7上设置有用以采集列车硬线指令信号的隔离数字量采集端口701、用以采集列车司控器指令信号的共地数字量采集端口702和用于采集脉冲控制信号的测频数字量采集端口703，此外控制信号模块板上还设置有状态指示灯，用以表明其数据接收状态。车辆指令即牵引系统和控制系统所执行的指令，结合车辆指令和牵引系统及控制系统的反馈，来测试其性能。控制信号模块板接收电源模块板的电源信号，经自身电源转换单元转换为其所需的电压制式，为其供电。

其中，传感器模块插槽上插装传感器数据采集与供电板9，传感器数据采集装置集成于传感器数据采集与供电板9。

传感器数据采集与供电板7包括电源接口、传感器接口、电源转换单元901，多条信号调理电路902和AD转换电路903。对机箱5壳体内，传感器数据采集与供电板7经电源接口与电源模块板6相连，一方面，使背板电源输入经其自身的电源转换单元901转换为其所需的电压制式，通过背板获取所需电能，另一方面，使滤波保护分电路603的输出端与传感器组中的每一个工作传感器904相接；对机箱壳5体外，其通过传感器接口与相应的传感器相接，一方面系统的电源模块板为各个传感器供电；另一方面，实现传感器数据向主控模块采集数据的反馈，反馈数据线经信号调理电路进行信号调理，调理后传递至AD转换电路903，将模拟量转变为数字量，并传递至数据处理终端处理。具体的说，由于传感器904不同，其所需要的驱动电压也不同，根据传感器904所需的驱动电压，其中相应制式的电压转换电路的输出端与具有相应电压需求的传感器相接。

由于传感器904的种类较多，为防止插错，设计了防错插设计。采用多芯航插15，每个多芯航插15旁有一个传感器指示灯16显示传感器供电状态，内部采用多通道模数转换芯片实现传感器信号的同步采集，每个采集通道均与一个航插对应，每个航插为与传感器信号线类型适配的航插。多线航插的引脚包括传感器输出引脚、供电引脚；其中传感器输出引脚与AD转换电路903连接，经航插接入的数据传递至AD转换电路903进行模数转换；供电引脚与相应的滤波保护分电路603的输出端相接，位其供电。

其中，热电偶模块插槽上插装有热电偶数据采集与供电板8，热电偶数据采集装置集成于电偶数据采集与供电板。

如图7所示，热电偶数据采集与供电板包括电源接口、电源转换单元，热电偶接口、热电偶信号调理电路和AD转换电路。对机箱壳体内，热电偶数据采集与供电板经电源接口与电源模块板相连，将背板电能信号经其自身的电源转换单元转换为其所需的电压制式；对机箱壳体外，其通过热电偶接口与热电偶采集电路相连，采集热电偶数据信息并反馈会热电偶数据采集与供电板，经信号调理电路进行信号调理后，传递至AD转换电路，将模拟量转变为数字量，并传递至数据处理终端。具体的说，热电偶数据采集与供电板采用3个4通道压接式连接器，使用时将热电偶两极直接插入即可实现温度的采集。

控制信号模块板、传感器数据采集与供电板和热电偶数据采集与供电板的数据均反馈到主控器。

此外，机箱壳体上还设置有接地接口、电源开关、电源指示灯、电源输入插座等辅助结构和功能部件。其中接地接口用于机箱整体接地；电源指示灯用于表明电源模块的工作状态，电源开关用于控制多通道数据采集装置整体供电的通断，电源输出插座用于输入适配的直流电源。例如，本实施例中，即输入24VDC的电源。

这种机箱化结构的设计，一方面，提高测试系统集成化程度，系统更便携，也更利于在各种工况下使用；另一方面，机箱为模块化插拔的设计，利于板卡的扩展，从而也利于测试系统功能的扩展，满足不同的测试需求。

便携式牵引制动性能综合测试系统的硬件结构如上。若要实现测试指标的自动计算，还需要依靠主控制器的数据算法。

解析交互程序运行在数据处理终端的主控制器上，完成数据通信、数据解析、数据处理、用户交互、储存及磁盘管理以及所有用户交互工作。

具体的说，数据处理终端的数据接口卡利用DMA技术高速接收来自多通道采集装置主的数据包并储存于数据接口卡自带缓存区，数据处理终端的主控制器通过PXI总线利用DMA技术接收数据接口卡内接收的数据，并采用这些数据进行牵引系统和制动系统测试指标的计算。

如图9所示，软件为搭载在主控器上的多线程测试性能计算系统，包括用于进行牵引系统和制动系统性能指标计算的多个性能计算模块，用于识别列车指令的指令识别模块和用于存储测传感器组、热电偶数据、测试计算数据的数据存储单元。其中，性能计算模块为牵引系统性能、制动系统性能指标的计算模块，例如，在本实施例中，包括辅助系统性能计算模块、混合制动性能计算模块、电池充电性能计算模块、空转滑行性能计算模块、启动和牵引特性性能计算模块、故障运行及救援性能计算模块、惰性阻力性能计算模块、气密性及静态性能计算模块、系统温升性能计算模块、网压变化性能计算模块、典型线路图即能耗性能计算模块。

输入相应的计算指令，则调用相应的计算模块进行相应性能的计算，这为整个测试系统的核心。

为了实现稳定有序的测试功能，多线程测试性能计算系统进一步还包括：

中断响应线程：用于在获得中断指令时执行中断响应，所述中断指令包括测试性能计算切换指令、采集数据切换指令、存储指令和退出指令；

程序处理线程：在测试性能指令引起终端响应后，调用相应的性能计算模块，用以完成相应指标所需数据的接收、计算和结果显示。

除了实时测试功能外，测试系统还具有离线分析的功能，因此，多线程测试性能计算系统进一步包括与每一性能计算模块对应的相应的离线分析模块，用于识别分析指令并调取存储模块中所需的数据以进行指标的离线计算分析。

软件的具体操作流程如下：

用户通过数据处理终端上的显示器、键盘等外设操作解析交互程序。用户进入程序后首先弹出登录界面，采用许可的用户名和账号组合即可登入系统进入主配置界面。主配置界面完成轨道车辆牵引制动测试所需的各项通用设置，主配置界面包括MVB通信配置界面、CAN通信配置界面、硬线解析配置界面、车辆信息配置界面等子界面，其中，MVB和CAN通信协议配置界面可以根据车辆网络协议配置需要解析的车辆网络参数，设置完成后软件可以实时解析车辆网络参数并显示保存，硬线解析配置界面可以根据车辆硬线或司控器逻辑，实现司控器级位或车辆指令识别，车辆信息配置用来配置车辆参数用于后台计算。主配置界面还设置系统自检界面按钮，点击后进入系统自检界面，系统自检界面可以实现所有通道数据的同步采集、显示，用于系统硬件连接完成后的校验工作。主配置界面还设置用户管理界面按钮，点击进入用户管理界面，可以进行用户增删、密码修改等用户管理工作，整个软件设置用户权限分级功能。

主配置界面设置开始试验界面按钮，在完成各项设置后即可点击进入开始试验界面，开始试验界面根据轨道车辆牵引制动型式试验测试需求设置不同试验界面的跳转按钮，分别为辅助系统试验界面、电池充电试验界面、启动和牵引特性试验界面、惰行阻力试验界面、系统温升试验界面、网压变化试验界面、混合动力试验界面、空转滑行试验界面、故障运行及救援试验界面、气密性及静态制动试验界面、典型线路图及能耗试验界面；开始试验界面上还设置了各试验界面的离线分析界面跳转按钮，点击进入对应离线分析界面。各试验界面和离线分析界面均按照不同试验项目的采集要去和数据处理要求定制界面，试验所用通道、触发逻辑均按照试验需求定制，结合后台处理算法进行轨道车辆牵引制动性能专用参数计算，同时预留通用自主配置通道供用户增加个性化试验通道。模块化的编程方式减小了软件的学习和使用难度，能够实现全自动采集、计算、数据处理、保存、离线分析。

各试验界面采用3个线程并行程序结构，第1线程为中断响应线程，响应用户在界面的操作、程序中断和计算逻辑触发；第2线程为程序处理线程，完成数据接收、解析、显示、计算等工作；第3线程为数据保存线程，用于原始数据和计算数据的实时保存。3各并行程序能够更好的利用硬件计算能力，提高用户交互、数据采集、处理、保存等操作的执行速率。

第1线程和第2线程之间采用事件队列交互，第2线程和第3线程，第1线程和第3线程之间采用带数据的事件队列进行数据通信，采用事件队列的方式执行程序能够防止用户操作的丢失，保证所有数据和操作均能按照先后顺序传输和执行，避免数据丢失和用户响应无法响应。

第1线程：

如图10所示，作为中断响应线程，实时响应用户操作和程序中断并执行响应操作。程序开始后循环等待中断发生，如没有中断发生则，每50ms产生一次超时，超时发生时判断是否发生“报错事件”，如果发生“报错事件”，则将“错误处理事件”压入第2线程的【事件队列】和第3线程的【数据队列】，之后结束第1线程；如果没有发生“报错事件”，则继续循环等待中断。有中断事件发生时，首先判断是否为“通道设置按钮按下”，如果是则将“通道设置时间”压入第2线程的【事件队列】；如不是则继续判断是否为“采集按钮值改变”中断，如果是且采集按钮值为真，则将“开始采集事件”压入第2线程的【事件队列】，如为假则将“停止采集事件”压入第2线程的【事件队列】；如不是则继续判断是否为“保存按钮值改变”中断，如果是且保存按钮值为真，则将“开始保存事件”压入第2线程的【事件队列】，如为假则将“停止保存事件”压入第2线程的【事件队列】；如不是则继续判断是否为“时间标记按钮按下”时间，如果是则将当前时间写入时间戳序列已标记时间发生时的时间，如不是则继续判断是否为“各种专用算法触发事件”，如果是则执行专用算法并保存结果，各专用算法用来计算各试验项目需要与用户操作关联或依靠数据改变触发的固定算法；如不是则继续判断是否是“退出按钮按下”中断，如果是则将“退出事件”压入第2线程的【事件队列】和第3线程的【数据队列】并结束线程，如不是则继续等待中断发生或50ms超时。

第2线程：

如图11所示，第1线程和第2线程之间采用【事件队列】交互，第2线程按照【事件队列】里的事件元素依照先进先出原则逐个执行。程序开始后首先执行初始化操作，将程序读取、储存用到的文件路径，各变量初始值以及程序交互变量上的各控件状态进行初始化，初始化完成后程序面板上的通道设置、退出按钮为可用状态，开始采集按钮、开始保存按钮按钮为禁用状态。初始化完成后等待【事件队列】为非空状态然后执行元素出队列操作，判断出队列的事件内容，如果为“错误处理事件”，则显示错误详细信息并弹出对话框供用户处理错误，然后重新执行元素出队列操作；如果为“通道设置事件”，则运行通道配置子程序，等待用户对试验的通道、采样率、计算方法等参数进行配置，配置完成后根据用户配置结果刷新界面，同时将配置信息储存并执行，之后使能采集按钮，然后重新执行元素出队列操作；如果为“开始采集事件”，则清空程序中间变量，按照配置结果启动硬件采集，然后将“采集处理事件”入【事件队列】，之后使能保存按钮，然后重新执行元素出队列操作；如果为“采集处理事件”则执行根据各试验项目专门定制的算法并将采集和计算数据实时显示，然后判断保存状态位的值，如果为真则将实时数据以及“保存数据事件”一同存入【数据队列】，然后将“采集处理事件”入【事件队列】，然后重新执行元素出队列操作；如果为“开始保存事件”则根据试验配置创建对应数据文件，将“文件创建完成事件”存入【数据队列】，将保存状态置位为真然后禁用采集按钮，然后重新执行元素出队列操作；如果为“停止保存事件”则将试验结果存入数据文件，将保存状态置位为假然后禁用保存按钮，然后重新执行元素出队列操作；如果为“停止采集事件”则停止硬件采集，清空【事件队列】里的所有元素，然后重新执行元素出队列操作；如果为“退出事件”，则结束线程。

第3线程：

如图12所示，因为试验平台数据量大、采样率高，需要将采样原始数据和计算数据同时实时保存，因此设置第3线程专门用于将实时数据进行保存。第2线程和第3线程，第1线程和第3线程之间采用带数据的事件队列进行数据通信。程序开始后等待【数据队列】为非空状态然后执行元素出队列操作，判断出队列的事件内容，如果为“错误处理事件”，则显示错误详细信息并弹出对话框供用户处理错误，然后重新执行元素出队列操作；如果为“文件创建完成事件”则获取在第2线程建立的数据文件的句柄以供数据写入，然后重新执行元素出队列操作；如果为“保存事件”，则将队列里的实时数据存入数据文件，然后重新执行元素出队列操作；如果为“退出事件”，则结束线程。

Claims (10)

1.牵引制动性能综合测试系统，包括电源模块、数据采集装置和数据处理终端，其特征在于：还包括独立于列车牵引系统和制动系统之外的用于采集牵引系统和制动系统性能数据的传感器组；

所述数据采集装置包括用于采集传感器组数据的传感器数据采集装置和用于采集热电偶数据的热电偶数据采集装置；

所述数据处理终端包括，数据接口卡：与传感器数据采集装置通信，用于获取其反馈的传感器组的数据信息，同时接收用以控制传感器组工作的同步指令信号；车辆信号解析卡：与列车网络总线相接，用于获取列车指令信号；主控制器：获取数据接口卡和车辆信号解析卡的数据信息，并进行测试指标计算。

2.如权利要求1所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：电源模块集成于电源模块板，传感器数据采集装置集成于传感器数据采集与供电板，热电偶数据采集装置集成于热电偶数据采集与供电板，车辆信号解析卡集成于控制信号模块板。

3.如权利要求2所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：电源模块板包括滤波保护主电路、多条电压转换电路和多条滤波保护分电路，滤波保护主电路的输入端接外部电源，每条电压转换电路的输入端均连接至滤波保护主电路，输出端分别连接各自的滤波保护分电路。

4.如权利要求2所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：传感器数据采集与供电板包括电源转换单元、多路信号调理电路和AD转换电路；传感器数据采集与供电板与电源模块板相连，一路滤波保护支电路的输出端与传感器组中的一个传感器相连，用于为传感器供电；一个传感器组中的传感器与一路信号调理电路相连，反馈传感信号至信号调理电路；各路信号调理电路均与AD转换电路相连；AD转换电路的输出数据传输至主控器；所述电源转换单元获取电能并转换为传感器数据采集与供电板所需电能。

5.如权利要求4所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：每一传感器匹配连接有多芯航插，每个航插均设置有防差错销；所述多芯航插包括传感器输出引脚和供电引脚，传感器输出引脚与AD转换电路连接，供电引脚与滤波保护支电路的输出端连接。

6.如权利要求2所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：热电偶数据采集与供电板包括电源转换单元、热电偶信号调理电路和AD转换电路，电偶数据采集与供电板与电源模块板相连，电源转换单元获取电能并转换为热电偶数据采集与供电板所需电能，热电偶数据采集与供电板获取热电偶数据经热电偶信号调理电路输出至AD转换电路，AD转换电路的输出数据传输至主控器。

7.如权利要求2所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：控制信号模块板包括用以采集列车硬线指令信号的隔离数字量采集端口、用以采集列车司控器指令信号的共地数字量采集端口和用于采集脉冲控制信号的测频数字量采集端口。

8.如权利要求2-7所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：进一步包括机箱，所述机箱背板上设置有插槽，包括电源模块插槽、控制信号模块插槽、热电偶模块插槽和至少一个传感器模块插槽；电源模块板插入电源模块插槽，控制信号模块板插入控制信号模块插槽，热电偶数据采集与供电板插入热电偶模块插槽，传感器数据采集与供电板插入传感器模块插槽。

9.如权利要求1所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：所述主控器包括多线程测试性能计算系统，包括用于进行牵引系统和制动系统性能指标计算的多个性能计算模块，用于识别列车指令的指令识别模块和用于存储测传感器组、热电偶数据、测试计算数据的数据存储单元；进一步包括：

中断响应线程：用于在获得中断指令时执行中断响应，所述中断指令包括测试性能计算切换指令、采集数据切换指令、存储指令和退出指令；

程序处理线程：在测试性能指令引起终端响应后，调用相应的性能计算模块，用以完成相应指标所需数据的接收、计算和结果显示。

10.如权利要求9所述的牵引制动性能综合测试系统，其特征在于：主控器还包括，与每一性能计算模块对应的相应的离线分析模块，用于识别分析指令并调取存储模块中所需的数据以进行指标的离线计算分析。