CN110928197A - 列车自动控制的仿真测试方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了列车自动控制的仿真测试方法和系统，该列车自动控制的仿真测试方法包括：提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置，其中，虚拟装置可被选定，且虚拟装置具有满足互联互通规范的虚拟接口；为至少一个被选出的虚拟装置与待测试目标之间建立起互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；在仿真测试环境中对所述待测试目标进行测试。本方案能够有效地降低列车自动控制测试的成本。

Description

列车自动控制的仿真测试方法和系统

技术领域

本发明涉及轨道交通测试领域，尤其涉及轨道交通测试领域中用于轨道交通仿真测试的列车自动控制的仿真测试方法和系统。

背景技术

列车自动控制系统(Automatic Train Control，ATC)是城市轨道交通信号系统的重要组成部分，其可包括：列车自动防护子系统(Automatic TrainProtection，ATP)、列车自动运行子系统(Automatic Train Operation，ATO)、列车自动监控子系统(AutomaticTrainSupervision，ATS)以及计算机联锁子系统。为了保证列车自动控制系统运行的安全性，往往需要对子系统如ATP、ATO或ATS等，或者搭载于子系统上的应用程序进行测试。

目前针对列车自动控制系统中的子系统或者应用程序的测试方式主要是，为不同的测试专门选用对应的测试设备，并搭建对应的测试环境。而为了满足对不同的子系统或者应用程序测试的需求，一般需要为测试环境选择特定的硬件。导致现有的列车自动控制的测试方式存在成本高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了列车自动控制的仿真测试方法和系统，实现了利用虚拟装置对列车自动控制中的待测试目标进行测试，能够有效地降低列车自动控制测试的成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种列车自动控制的仿真测试方法，该仿真测试方法包括：

提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置，其中，虚拟装置可被选定，且虚拟装置具有满足互联互通规范的虚拟接口；

为至少一个被选出的虚拟装置与待测试目标之间建立起互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；

在仿真测试环境中对待测试目标进行测试。

在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，待测试目标包括与列车自动控制相关的应用程序，

被选出的虚拟装置包括：为应用程序选出的虚拟处理器、虚拟存储器以及虚拟硬件。

在第二种可能的实现方式中，根据第一种可能的实现方式，至少一个被选出的虚拟装置与待测试目标之间建立起互联互通连接关系的步骤包括：

将应用程序以及用于承载应用程序的操作系统加载到被选定的虚拟处理器、被选定的虚拟存储器以及被选定的虚拟硬件所组成的虚拟装置中。

在第三种可能的实现方式中，根据第一方面，至少两个虚拟装置包括：虚拟车载单元、虚拟轨旁单元、虚拟计算机联锁子系统、至少一个虚拟区域控制器以及虚拟列车自动监控子系统中的任意两个或多个，以使待测试目标与至少一个被选出的虚拟装置组成一个列车自动控制仿真系统。

在第四种可能的实现方式中，结合第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式中的任意一个，测试目标还包括：

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备，

和/或，

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备。

在第五种可能的实现方式中，结合第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式中的任意一个，仿真测试方法还包括：利用QEMU和KVM构建出基于计算机系统的虚拟空间，其中，虚拟空间被用于部署至少一个被选出的虚拟装置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种列车自动控制的仿真测试系统，包括：

处理器、与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置、待测试目标以及测试装置，其中，

处理器配置成提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置，为至少一个被选出的虚拟装置与待测试目标之间建立起互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；

每一个虚拟装置可被选定，且具有满足互联互通规范的虚拟接口；

测试装置与待测试目标和至少一个被选出的虚拟装置互联互通连接，配置成在仿真测试环境中对待测试目标进行测试。

在第一种可能的实现方式中，根据第二方面所提供的列车自动控制的仿真测试系统，

虚拟装置包括：虚拟处理器、虚拟存储器以及虚拟硬件。

在第二种可能的实现方式中，根据第一种可能的实现方式所提供的列车自动控制的仿真测试系统，待测试目标包括与列车自动控制相关的应用程序，

处理器进一步配置成将应用程序以及用于承载应用程序的操作系统加载到被选定的虚拟处理器、被选定的虚拟存储器以及被选定的虚拟硬件所组成的虚拟装置中。

在第三种可能的实现方式中，结合第二方面所提供的任一种列车自动控制的仿真测试系统，

至少两个虚拟装置包括：

虚拟车载单元、虚拟轨旁单元、虚拟计算机联锁子系统、虚拟区域控制器以及虚拟列车自动监控子系统中的任意两个或多个。

在第四种可能的实现方式中，结合第二方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式所提供的任一种列车自动控制的仿真测试系统，

待测试目标还包括：

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备，

和/或，

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备。

在第五种可能的实现方式中，结合第二方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式以及第三种可能的实现方式所提供的任一种列车自动控制的仿真测试系统，

处理器进一步配置成利用QEMU和KVM构建出基于计算机系统的虚拟空间，其中，虚拟空间被用于部署至少一个被选出的虚拟装置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，计算机可读介质上存储有计算机指令，计算机指令在被处理器执行时，使处理器执行上述第一方面以及第一方面的任意一种可能的实现方式所提供的方法。

由上述技术方案可知，以提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置为基础，其中，通过至少一个被选出的虚拟装置和待测试目标建立起互联互通连接关系，能够形成用于列车自动控制的仿真测试环境，那么，可在仿真测试环境中对待测试目标进行测试。该测试过程只需要通过虚拟装置即可完成，与实体的测试设备相比，该虚拟装置能够有效地降低列车自动控制的仿真测试成本。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的一种列车自动控制仿真系统的结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的模拟车载单元的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的部分仿真测试环境的结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的一种列车自动控制的仿真测试方法的流程图；

图5是本发明一个实施例提供的一种虚拟装置的结构示意图；

图6是本发明一个实施例提供的列车自动控制仿真系统的部分结构示意图；

图7是本发明一个实施例提供的一种列车自动控制的仿真测试系统的结构示意图。

附图标记列表：

10：列车自动控制仿真系统 101：车载单元 101A：厂商A生产出的车载单元

102：计算机联锁子系统 103：区域控制器/ZC 1031：ZC上的应用程序

103B：厂商B生产出的ZC 103C：厂商C生产出的ZC

104：列车自动监控子系统 1041：ATS上的应用程序 105：局域网

20：仿真测试环境 201：待测试目标 2011：车载单元的应用程序

202：虚拟装置 2020：被选出的虚拟装置 2021：虚拟车载单元

20211：车载单元的虚拟处理器 20212：车载单元的虚拟内存

20213：车载单元的虚拟的车载硬件 20214：车载单元的模拟应用

2022：虚拟轨旁单元 2023：虚拟计算机联锁子系统

2024：虚拟ZC 2025虚拟列车自动监控子系统/虚拟ATS

2026：第一硬件层的模拟 20261：第一虚拟硬件 20262：第一虚拟处理器

20263：第一虚拟存储器 2027：第二硬件层模拟 20271：第二虚拟硬件

20272：第二虚拟处理器 20273：第二虚拟存储器 2028：第三硬件层模拟

20281：第三虚拟硬件 20282：第三虚拟处理器 20283：第三虚拟存储器

203：用户提供的设备 204：测试装置

2031：ATS的非待测试应用程序 2032：ZC的非待测试应用程序

401：提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置

402：被选出的虚拟装置与待测试目标形成用于列车自动控制的仿真测试环境

403：在仿真测试环境中对待测试目标进行测试

501：硬件设备 502：运行系统 503：QEMU

504：KVM 5041：虚拟处理器/虚拟CPU 5042：虚拟存储器

5043：虚拟硬件 505：与列车自动控制相关的应用程序

601：PC机 6011：QEMU-KVM 6012：PC机的硬件

6013：PC机的操作系统 701：处理器

具体实施方式

对于列车自动控制系统中的各种设备如区域控制器(ZC)、车载单元、计算机联锁子系统等来说，第一方面，在设计出设备中的应用程序之后，正式投入使用该应用程序之前，往往需要对应用程序进行测试；第二方面，在设计出模拟的设备之后，并在正式生产该模拟的设备之前，一般也需要对设计出的模拟的设备进行测试，以尽可能减少生产出的设备的缺陷；第三方面，在列车自动控制系统中应用程序出现漏洞修复之后，也需要进行测试。通过上述一系列的测试能够尽可能的保证列车自动控制系统运行的安全性和稳定性。另外，由于有不同的厂商或企业研发或生产这些应用程序、模拟设备或者实际设备，而不同厂商或企业研发或生产这些应用程序、模拟设备或者实际设备之间存在一定的差异，现有的测试应用程序、模拟的设备或者实际的设备均需要专门的测试设备，甚至不同厂商或企业也需要不同的测试设备。而这些专门的测试设备对硬件要求较高，使得其生产成本较高。导致测试列车自动控制系统中的应用程序、列车自动控制系统中的模拟设备或者列车自动控制系统中的实际设备等均需要较高的测试成本。

另外，一个列车自动控制系统中的各个设备或者应用程序往往来自于不同的厂商或者企业，为了能够保证列车自动控制系统中的各个设备中的应用程序、模拟设备或者实际生产出的设备能够与列车自动控制系统中其他设备协同工作，需要将应用程序、模拟设备或者实际生产出的设备置于列车自动控制系统中进行测试。

而随着通信技术特别是无线电技术飞速发展，人们开始研究以通信技术为基础的列车运行控制系统，以满足日益发展的出行需求。该类系统我们称之为基于通信的列车自动控制系统(Communication Based Train Control System，CBTC)。CBTC互联互通是指：装备不同厂家车载信号设备的列车可以在装备不同厂家轨旁信号设备的多条轨道交通线路上支持以点式列车控制级别和连续式列车控制级别无缝安全可靠运营，其作为保证城市轨道交通行车安全的系统，是实现互联互通的瓶颈与突破点，使列车能够网络化运营，实现建设和运营资源共享，以提高更高的线路和设备利用率，同时降低建设和运维成本，成为迫切需要解决的难题。而列车自动控制系统中的子系统或者应用程序的测试也是降低建设和运维成本中重要的一个环节。

本发明实施例提及的轨道交通仿真测试系统基于CBTC互联互通，可通过虚拟装置模拟列车自动控制系统中的设备或者为应用程序提供能够承载应用程序的虚拟硬件包括虚拟处理器，则待测试目标和为待测试目标选出的至少一个虚拟装置组合，可模拟出用户所需要的列车自动控制系统，以实现列车自动控制系统仿真测试的目的。

该虚拟装置可以为模拟器，也可以为虚拟硬件。

图1为本发明一个实施例提供的一种列车自动控制仿真系统，该列车自动控制仿真系统10包括运行于轨道上的多个车载单元101；计算机联锁子系统102、多个区域控制器(ZC)103以及多个列车自动监控子系统(ATS)104。其中，多个车载单元101、计算机联锁子系统102、多个区域控制器(ZC)103以及多个列车自动监控子系统(ATS)104可来自于不同的厂商或企业，另外，它们中的一个或多个可为虚拟设备，也可为实体设备，它们中的任意一个或多个可作为待测试目标，只要它们均满足CBTC互联互通的规范即可。这样，多个车载单元101、计算机联锁子系统102、多个区域控制器(ZC)103以及多个列车自动监控子系统(ATS)104之间能够通过局域网105进行相互通信。

针对图1示出的例子，本发明实施例提供的仿真测试系统可提供多种虚拟化的模拟车载单元、多种虚拟化的模拟计算机联锁子系统、多种虚拟化的虚拟区域控制器以及多种虚拟化的模拟列车自动监控子系统。另外，还可提供虚拟硬件、虚拟处理器以及虚拟存储器，则待测试的应用程序可搭载在该虚拟硬件、虚拟处理器以及虚拟存储器，从而完成测试。

以车载单元为例，如图2所示。对车载单元101的模拟可包括：虚拟车载单元2021。其中虚拟车载单元2021可为对车载单元101中各个模块的模拟。

模块的模拟可包括硬件层的模拟、通用操作系统层、应用层/功能层的模拟，其中，硬件层的模拟包括车载单元的虚拟处理器(虚拟CPU)20211、车载单元的虚拟内存20212以及车载单元的虚拟的车载硬件20213(例如操作按钮、其他硬件等)。操作系统层为基于linux或者windows等的通用操作系统。应用层的模拟包括模拟应用20214(车载ATP)。这些层中操作系统层与应用层可根据用户需要单独选取。因此，用户在使用本实施例提供的仿真测试系统时，有两种选择，可以选择模拟硬件层，也可以选择完整的模拟器(完整的模拟器包括模拟硬件层+操作系统+模拟应用软件)。例如，用户需要一个完整的模拟车载单元，则可选择完整模拟器；又比如，用户需要模拟的硬件层，以搭载自己的应用程序和操作系统，则可选择硬件层的模拟，并对该模拟硬件层与用户的应用程序和操作系统组合。

列车自动控制系统中所涉及的其他子系统或设备的模拟与图2给出的模拟方式类似，在此不再赘述。

可以理解地，本发明实施例提及的虚拟装置可以为对整个设备的模拟如上述的虚拟车载单元2021，还可以为硬件层的模拟、搭载通用操作系统层以及应用层模拟的组合。

需要说明的是，本发明实施例中涉及的待测试目标是指用户所要测试的实体设备、应用程序以及模拟设备中的任一种或多种，这些实体设备、应用程序以及模拟设备可来自于不同的厂商或企业。比如待测试目标可以为列车自动控制系统中的一个模拟设备或者实体设备如车载单元、ZC、ATS等；可以为列车自动控制系统中的多个模拟设备的组合或多个实体设备的组合或者多个模拟设备与多个实体设备的组合如车载单元、ZC以及ATS组合等；可以为能够运行于列车自动控制系统中任意设备上的任意应用程序如运行于ZC上的应用程序。其中，测试模拟设备可为用户提供设备设计方面的指导。常见的一种场景是：企业研发完成新的系统之前，通常需要进行在仿真环境进行测试，通过仿真制作出或者利用计算机模拟出一个模拟设备，并在如图1所示的仿真系统上进行测试。另一个场景是上述实体设备可为企业新生产出的设备或者已经应用于列车自动控制系统中的设备，利用图1所示的仿真系统可对该实体设备进行测试。再一种场景是对企业新开发出的应用程序进行测试。待测试目标为组合时，该组合中的各个实体设备或模拟设备可以来自于不同厂家。因此，本发明实施例提供的仿真系统可与真实系统(软件+硬件)集成，用于测试真实系统的接口、动作；本发明实施例提供的仿真系统还可提供模拟硬件，以使软件和操作系统搭载在该模拟硬件上，此时属于白盒测试，本发明实施例的仿真系统提供相应的测试工具套件。

另外，用户提供的模拟设备或者实体设备如车载单元、ZC、ATS等以及应用程序也可以集成到本发明实施例提供的列车自动控制的仿真测试系统。该实体设备或模拟设备或应用程序可以来自于不同厂家。以结合待测试目标以及虚拟装置组成列车自动控制仿真环境，从而使整个仿真环境更真实，以更真实的对待测试目标进行测试。

基于图1示出的例子，本发明实施例给出的列车自动控制的仿真测试方法/仿真测试系统所形成的一个仿真测试实例在图3中示出，其也可视作一种仿真测试环境20。该仿真测试环境20包括：待测试目标201、多个被选出的虚拟装置2020以及多个用户提供的设备203。

其中，在图3中用斜线标示出了待测试目标201，待测试目标201包括有厂商A设计出的应用于车载单元的应用程序2011、厂商A生产出的车载单元101A、厂商B生产出的ZC103B以及厂商C生产出的ZC 103C。

多个被选出的虚拟装置2020包括有多个虚拟车载单元2021、虚拟轨旁单元2022、虚拟计算机联锁子系统2023、虚拟ZC 2024、虚拟列车自动监控子系统(虚拟ATS)2025、第一硬件层的模拟2026(搭载厂商A设计出的应用于车载单元的应用程序2011的虚拟硬件、虚拟处理器以及虚拟存储器)、第二硬件层模拟2027(搭载用户提供的ATS的非待测试应用程序2031的虚拟硬件、虚拟处理器以及虚拟存储器)以及第三硬件层模拟2028(搭载用户提供的ZC非待测试应用程序2032的虚拟硬件、虚拟处理器以及虚拟存储器)。

图3中网格标示出的为多个用户提供的设备203，多个包括有厂商B给出的ATS非待测试应用程序2031以及ZC的非待测试应用程序2032。该用户提供的设备203还可包括ATS和ZC等实体设备，由于篇幅限制在图中并未示出。另外，该多个用户提供的设备203可用仿真测试系统中对应的虚拟装置替换。另外，上述待测试目标201、多个被选出的虚拟装置2020以及用户提供的多个设备203之间可通过局域网105如以太网连通。

一般来说，在通过列车自动控制的仿真测试方法对如图3所构建出的列车自动控制仿真环境20中的待测试目标201进行测试时，可对待测试目标201中的厂商A设计出的车载单元应用程序2011、厂商A生产出的车载单元101’、厂商B生产出的ZC 103’以及厂商C生产出的ZC 103”分别进行测试；还可对厂商A设计出的车载单元的应用程序2011、厂商A生产出的车载单元101’、厂商B生产出的ZC 103’以及厂商C生产出的ZC 103”中的多个组合进行测试。

下面结合附图对本发明实施例提供的列车自动控制的仿真测试方法和列车自动控制的仿真测试系统进行详细说明。

如图4所示，本发明实施例提供了一种列车自动控制的仿真测试方法，该仿真测试方法可以包括以下步骤：

步骤401：提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置，其中，虚拟装置可被选定，且虚拟装置具有满足CBTC互联互通规范的虚拟接口；

步骤402：为至少一个被选出的虚拟装置与待测试目标之间建立起CBTC互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；

步骤403：在仿真测试环境中对待测试目标进行测试。

其中，虚拟装置的接口、待测试目标的接口均符合CBTC互联互通规范。上述步骤402主要是按照用户所需要的列车自动控制系统内的各个ZC、车载单元、ATS、联锁元件以及计算机联锁子系统，构建出选出的虚拟装置和待测试目标之间的CBTC互联互通连接关系，该CBTC互联互通连接关系构建可依赖局域网如以太网、其他局域网等完成。上述步骤403可采用仿真测试系统中测试装置完成，该测试装置可以由现有的一些测试程序或者测试组件等集成。

在图4所示的实施例中，至少一个选出的虚拟装置和待测试目标能够集合成一个如图1、图3所示列车自动控制仿真系统，形成用于列车自动控制的仿真测试环境。那么，通过测试装置可在仿真测试环境中对待测试目标进行测试。

另外，与实体的测试设备相比，该虚拟装置构建过程的成本几乎为零，那么，基于虚拟装置与待测试目标集成的列车自动控制仿真系统，对待测试目标进行测试，能够有效地降低列车自动控制的仿真测试成本。

另外，由于待测试目标与至少一个备用虚拟装置集成的仿真的列车自动控制系统，使得待测试目标相当于在其所属于的列车自动控制系统中运行，通过待测试目标与至少一个备用虚拟装置之间信息交互，能够更准确的测试待测试目标在所属于的列车自动控制系统中的运行情况。

由于企业可能只研发应用于ZC上的应用程序、有的企业可能研发ZC，有的企业则承接ZC的生产，则针对不同的企业，待测试目标是不同的。本发明实施例中，待测试目标可以包括应用程序；还可以包括至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备如模拟ZC等；也可以包括至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备如实际ZC等，以满足不同厂商的不同测试需求。

可选地，在本发明一个实施例中，如图3所示，至少两个虚拟装置202包括：虚拟车载单元2021、虚拟轨旁单元2022、虚拟计算机联锁子系统2023、至少一个虚拟区域控制器2024以及虚拟列车自动监控子系统2025中的任意两个或多个，以使待测试目标201与至少一个被选出的虚拟装置2020组成一个列车自动控制仿真系统。

特别地，针对待测试目标包括应用程序，被选出的虚拟装置2020包括：图5中示出的为应用程序选出的虚拟处理器5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043，以搭载待测试应用程序。

在本发明一个实施例中，针对待测试目标包括应用程序，可选地，上述至少一个被选出的虚拟装置与待测试目标之间建立起互联互通连接关系的步骤的具体实施方式可为，将应用程序以及用于承载应用程序的操作系统加载到被选定的虚拟硬件以及被选定的虚拟处理器所组成的虚拟装置中。该用于承载应用程序的操作系统可为lunix或x86或windows等。

在本发明一个实施例中，待测试目标还包括：至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备。

在本发明一个实施例中，待测试目标还包括：至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备。

针对待测试目标为待测试模拟设备或待测试真实设备，被选出的虚拟装置2020包括：图5中示出的为应用程序选出的虚拟处理器5041、虚拟存储器5042、虚拟硬件5043、搭载在虚拟处理器5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043上的操作系统和与列车自动控制相关的应用程序505，该虚拟处理器5041、虚拟存储器5042、虚拟硬件5043、搭载在虚拟处理器5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043上的操作系统和与列车自动控制相关的应用程序505可以一个完整的模拟器形式存在。即本发明实施例提供的方针系统除了为用户提供完整的模拟器、还可为用户提供虚拟处理器5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043等。

在本发明一个实施例中，上述仿真测试方法还可进一步包括：利用QEMU和KVM构建出基于计算机系统的虚拟空间，其中，虚拟空间被用于部署至少一个被选出的虚拟装置。

虚拟空间一般是指在虚拟机如利用QEMU-KVM构建出的虚拟机上用于放置虚拟装置的空间。虚拟空间可以构建在例如PC Server上，利用PC Server自身的硬件和通用的操作系统来提供最基础的资源，利用QEMU-KVM技术构建出虚拟硬件，再在其上搭载通用操作系统与应用程序。

其中，QEMU是纯软件实现的虚拟化技术，几乎可以模拟任何硬件设备，虚拟机认为自己和真实的硬件打交道，但其实是和QEMU模拟出来的硬件打交道，QEMU将这些指令转译给真正的硬件。KVM全称是基于内核的虚拟机(Kernel-based VirtualMachine)，它是硬件辅助的虚拟化技术，主要负责比较繁琐的CPU和内存虚拟化，而QEMU则负责I/O虚拟化，两者合作各自发挥自身的优势，相得益彰。简单来说QEMU基于纯软件模拟，KVM基于CPU提供的虚拟化能力来进行模拟。因此，KVM的性能理所当然的高过QEMU，但是由于CPU虚拟化的局限性，某些硬件还是要通过QEMU来模拟，本发明实施例通过QEMU-KVM两者互补的方式来实现虚拟化，可以完美的模拟互联互通所需的硬件设备与环境。基于QEMU-KVM模拟出的一个虚拟装置的结构可如图5所示。QEMU-KVM搭载于PC Server或PC机等硬件设备501的运行系统502之上，如QEMU-KVM搭载于具有x86的PC机之上，另外，该运行系统502可为x86、ARM、powerpc等。其中，QEMU 503虚拟化出用于展示给用户的KVM504虚拟化出虚拟CPU5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043等；虚拟CPU5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043可组合为一个虚拟装置202被用户选用。则与列车自动控制相关的应用程序505如应用于车载单元上的应用程序等以及承载应用程序的运行系统OS如X86等可运行于虚拟CPU 5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043之上。

具体而言，本发明实施例给出的基于QEMU-KVM的PC机实现的一种仿真测试系统的部分具体实例可如图6所示。待测试目标包括应用于车载单元的应用程序2011、应用于ATS104上的应用程序1041以及应用于ZC 103上的应用程序1031；其中，用于承载应用程序2011的应用系统OS、用于承载应用程序1031的应用系统OS以及用于承载应用程序1041的应用系统OS则可由用户提供。多个选出的虚拟装置可包括虚拟车载单元2021，虚拟轨旁单元2022，虚拟ZC 2024，虚拟ATS 2025，虚拟计算机联锁子系统2023以及图6给出的第一硬件层的模拟2026(搭载应用程序2011的第一虚拟硬件20261、第一虚拟处理器20262以及第一虚拟存储器20263)、第二硬件层模拟2027(搭载应用程序1041的第二虚拟硬件20271、第二虚拟处理器20272以及第二虚拟存储器20273)、第三硬件层模拟2028(搭载应用程序1031的第三虚拟硬件20281、第三虚拟处理器20282以及第三虚拟存储器20283)。

另外，由于篇幅限制，对于虚拟装置是对整体设备的模拟，图6仅示例的给出了虚拟车载单元2021的具体结构。其中，虚拟车载单元2021包括有应用于虚拟车载单元2021的模拟应用20215、操作系统OS、虚拟硬件层(车载单元的车载单元的虚拟处理器20211、车载单元的虚拟内存20212、车载单元的虚拟的车载硬件20213)。虚拟轨旁单元2022、虚拟ZC2024以及虚拟ATS 2025的具体结构与虚拟车载单元2021类似，在此不再赘述。除上述待测试目标201和多个虚拟装置之外，还包括测试装置204。其中，在图6给出的例子中，仿真测试系统可分布于具有QEMU-KVM 6011的两个PC机601上，在PC机601上QEMU-KVM 6011基于PC机601的硬件6012和PC机601的操作系统6013运行。仿真测试系统通过局域网105如以太网进行通信。

另外，仿真测试系统可运行于同一个PC机上，也可运行于多个PC机上，基于局域网如以太网通信可灵活选择，以满足仿真测试的运行对PC机处理能力的需求。

综上，如图7所示，本发明实施例提供一种列车自动控制的仿真测试系统，该仿真测试系统可包括：处理器701、与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置202、待测试目标201以及测试装置204，其中，

处理器701配置成提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置202，为至少一个被选出的虚拟装置2020与待测试目标201之间建立起互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；

每一个虚拟装置202可被选定，且具有满足互联互通规范的虚拟接口；

测试装置204与待测试目标和至少一个被选出的虚拟装置2020互联互通连接，配置成在仿真测试环境中对所述待测试目标201进行测试。

上述处理器可为PC机，还可为其他能够供仿真测试系统运行的设备或终端。

在图7所示的仿真测试系统基础上，如图5所示，虚拟装置还可为：虚拟处理器5041、虚拟存储器5042以及虚拟硬件5043的组合。

可选地，在图7所示的仿真测试系统基础上，待测试目标包括与列车自动控制相关的应用程序。

处理器701进一步配置成将应用程序以及用于承载应用程序的操作系统加载到被选定的虚拟模型4031、被选定的虚拟处理器4041、被选定的虚拟存储器4042以及被选定的虚拟硬件4043所组成的虚拟装置202中。

可选地，在图6所示的仿真测试系统基础上，如图2所示，至少两个虚拟装置包括：

虚拟车载单元2021、虚拟轨旁单元2022、虚拟计算机联锁子系统2023、虚拟区域控制器2024以及虚拟列车自动监控子系统2025中的任意两个或多个。

可选地，待测试目标还包括：至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备，和/或，至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备。

可选地，在图5或图7所示仿真测试系统基础上，处理器701进一步配置成利用QEMU和KVM构建出基于计算机系统的虚拟空间，其中，虚拟空间被用于部署至少一个被选出的虚拟装置2020。

另外，在图2或图6所示仿真测试系统基础上，仿真测试系统，可进一步包括：至少一种测试工具(图中未示出)，其中，

处理器701进一步配置成为每一个备用虚拟装置选出对应的测试工具；

每一个测试工具配置成在被选出后，用于提供测试场景，以测试对应的备用虚拟装置。

本发明还提供了一种计算机可读介质，用于处理器执行如本文所述的列车自动控制的仿真测试方法的指令。另外，还可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU或MCU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件模块可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件模块还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.列车自动控制的仿真测试方法，其特征在于，所述仿真测试方法包括：

提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置(202)，其中，所述虚拟装置(202)可被选定，且所述虚拟装置(202)具有满足互联互通规范的虚拟接口；

为至少一个被选出的虚拟装置(2020)与所述待测试目标(201)之间建立起互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；

在所述仿真测试环境中对所述待测试目标(201)进行测试。

2.根据权利要求1所述的仿真测试方法，其特征在于，

所述待测试目标(201)包括与列车自动控制相关的应用程序，

所述被选出的虚拟装置(2020)包括：为所述应用程序选出的虚拟处理器(4041)、虚拟存储器(4042)以及虚拟硬件(4043)。

3.根据权利要求2所述的仿真测试方法，其特征在于，所述至少一个被选出的虚拟装置(2020)与所述待测试目标(201)之间建立起互联互通连接关系的步骤包括：

将所述应用程序以及用于承载所述应用程序的操作系统加载到被选定的虚拟处理器(4041)、被选定的虚拟存储器(4042)以及被选定的虚拟硬件(4043)所组成的虚拟装置(202)中。

4.根据权利要求1所述的仿真测试方法，其特征在于，

所述至少两个虚拟装置(202)包括：虚拟车载单元(2021)、虚拟轨旁单元(2022)、虚拟计算机联锁子系统(2023)、至少一个虚拟区域控制器(2024)以及虚拟列车自动监控子系统(2025)中的任意两个或多个，以使所述待测试目标(201)与所述至少一个被选出的虚拟装置(2020)组成一个列车自动控制仿真系统(20)。

5.根据权利要求1至4任一所述的仿真测试方法，其特征在于，所述待测试目标(201)还包括：

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备，

和/或，

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备。

6.根据权利要求1至4任一所述的仿真测试方法，其特征在于，所述仿真测试方法还包括：

利用QEMU(403)和KVM(404)构建出基于计算机系统的虚拟空间，其中，所述虚拟空间被用于部署所述至少一个被选出的虚拟装置(2020)。

7.列车自动控制的仿真测试系统，其特征在于，包括：处理器(701)、与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置(603)、待测试目标(604)以及测试装置(204)，其中，

所述处理器(701)配置成提供与列车自动控制相关的至少两个虚拟装置(202)，为至少一个被选出的虚拟装置(2020)与所述待测试目标(201)之间建立起互联互通连接关系，以形成用于列车自动控制的仿真测试环境；

每一个所述虚拟装置(202)可被选定，且具有满足互联互通规范的虚拟接口；

所述测试装置(204)与所述待测试目标和至少一个被选出的虚拟装置(2020)互联互通连接，配置成在所述仿真测试环境中对所述待测试目标(201)进行测试。

8.根据权利要求7所述的仿真测试系统，其特征在于，

所述虚拟装置包括：虚拟处理器(4041)、虚拟存储器(4042)以及虚拟硬件(4043)。

9.根据权利要求8所述的仿真测试系统，其特征在于，

所述待测试目标(201)包括与列车自动控制相关的应用程序，

所述处理器(701)进一步配置成将所述应用程序以及用于承载所述应用程序的操作系统加载到被选定的虚拟处理器(4041)、被选定的虚拟存储器(4042)以及被选定的虚拟硬件(4043)所组成的虚拟装置(202)中。

10.根据权利要求7所述的仿真测试系统，其特征在于，所述至少两个虚拟装置(603)包括：

虚拟车载单元(2021)、虚拟轨旁单元(2022)、虚拟计算机联锁子系统(2023)、虚拟区域控制器(2024)以及虚拟列车自动监控子系统(2025)中的任意两个或多个。

11.根据权利要求7至10任一所述的仿真测试系统，其特征在于，所述待测试目标(201)还包括：

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试模拟设备，

和/或，

至少一个应用于列车自动控制系统中的待测试真实设备。

12.根据权利要求7至10任一所述的仿真测试系统，其特征在于，

所述处理器(701)进一步配置成利用QEMU和KVM构建出基于计算机系统的虚拟空间，其中，所述虚拟空间被用于部署所述至少一个被选出的虚拟装置(2020)。

13.计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器(701)执行时，使所述处理器执行权利要求1至6中任一所述的方法。

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