CN111649966A - 一种ctcs3+ato系统车载设备仿真测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，包括：仿真上位机单元与信号模拟单元；其中：仿真上位机单元，根据测试场景文件控制信号模拟单元内部模块输出相应信号，接收并存储信号模拟单元发送的被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车辆接口信息，实时显示仿真测试信息；信号模拟单元，用于接收仿真上位机单元发送的测试信息，向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送模拟地面信号和模拟列车信号，接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车载设备信息，并将其中的车辆接口信息向仿真上位机单元发送。该仿真测试平台通过测试场景文件的配置实现对不同运营场景下地面设备信息和列车信息的模拟，可以实现对于多种型号的CTCS3+ATO系统车载设备ATP和ATO功能的检测。

Description

一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台

技术领域

本发明涉及高速铁路列车控制技术领域，尤其涉及一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台。

背景技术

随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，高速列车自动驾驶系统已经成为我国“智能高铁”战略中智能装备的重要组成部分。CTCS3+ATO高速列车自动驾驶系统在京张高铁的示范应用，对提升我国高速铁路智能化水平，引领世界高速铁路发展具有重要意义。CTCS3+ATO系统中的车载设备包含保证列车按照规定的速度安全运行的列车自动防护系统(Automatic Train Protection，ATP)和实现列车自动驾驶功控制功能的列车自动运行系统(Automatic Train Operation，ATO)，是保障列车安全、高效运行的重要技术设备。

CTCS3+ATO系统作为安全苛求系统，在投入使用前，通过仿真方式对车载设备进行测试，不仅可以节约大量的人力、物力、财力，而且可以研究各种故障情况以及其他通常不允许进行实物试验的情况，是十分必要的。因此，如何针对CTCS3+ATO系统开发车载设备仿真测试平台，实现对多种型号的CTCS3+ATO系统车载设备ATP和ATO功能全面、可靠的测试，为高速列车自动驾驶系统的测试和问题分析提供技术支持，成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，可以满足多种型号的CTCS3+ATO系统车载设备ATP和ATO功能的实验室测试需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，包括：仿真上位机单元与信号模拟单元；其中：

所述仿真上位机单元，用于生成测试场景文件，根据测试场景文件控制信号模拟单元内部模块输出相应信号，接收并存储信号模拟单元发送的被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车辆接口信息，实时显示仿真测试信息；

所述信号模拟单元包括：速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块以及列车MVB接口模块；用于接收仿真上位机单元发送的测试信息，向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送模拟地面信号和模拟列车信号，接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车载设备信息，并将其中的车辆接口信息向仿真上位机单元发送。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，基于仿真上位机单元和信号模拟单元与CTCS3+ATO系统车载设备的信息交互，通过测试场景文件的配置实现对不同运营场景下地面设备信息和列车信息的模拟，达到测试车载设备ATP和ATO功能的目的，可以实现对于多种型号的CTCS3+ATO系统车载设备ATP和ATO功能的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台的测试功能流程图。

具体实施方式

下面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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，如图所示，其主要包括：仿真上位机单元与信号模拟单元，其中：

所述仿真上位机单元，包括离线工具模块与场景控制模块，其功能包括根据测试需求生成测试场景文件，根据测试场景文件控制信号模拟单元内部模块输出相应信号，接收并存储信号模拟单元发送的被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车辆接口信息，实时显示仿真测试信息；

所述信号模拟单元包括：速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块以及列车MVB接口模块，其功能包括接收仿真上位机单元发送的测试信息，向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送模拟地面信号和模拟列车信号，接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车载设备信息，并将其中的车辆接口信息向仿真上位机单元发送。

从结构上来说，所述仿真上位机单元与信号模拟单元相互连接，所述信号模拟单元与被测CTCS3+ATO系统车载设备相连。同时，仿真上位机单元内部包含了相互连接的离线工具模块与场景控制模块；场景控制模块与信号模拟单元的各个模块相连接。

为了便于理解，下面针对上述平台的中各部分的原理以及它们之间的交互过程做进一步的介绍。

一、各部分的工作原理。

CTCS3+ATO系统由车载设备和地面设备组成，其中CTCS3+ATO系统车载设备分为两种型号，即一体式CTCS3+ATO系统车载设备和分体式CTCS3+ATO系统车载设备。其中一体式CTCS3+ATO系统车载设备实现ATO与ATP的一体化设计，ATO集成安装在ATP机柜中，由ATP向ATO传输速度信息，同时ATO通过新增的MVB接口与列车实现信息交互。分体式CTCS3+ATO系统车载设备则将ATP设备与ATO设备独立设计，ATO使用独立的速度传感器，同时通过新增的MVB接口与列车实现信息交互。

本发明针对两种型号的CTCS3+ATO系统实际车载设备，以软件与硬件结合的方式，模拟CTCS3+ATO系统车载设备运行所需要的地面设备数据、列车数据以及相关接口，通过编写测试场景文件来配置不同场景下地面设备信息和列车信息，从而实现对被测CTCS3+ATO系统车载设备ATP和ATO功能的测试。

1、仿真上位机单元。

本发明实施例中，所述仿真上位机单元主要包括：离线工具模块与场景控制模块。

1)离线工具模块。

所述离线工具模块，用于根据测试需求，编写测试场景文件；其中，测试场景文件用于存储试验编号指令、试验名称指令、试验版本指令、CTCS3+ATO系统车载设备型号指定指令、序号、信号输出位置指令、相对距离和延时指令、轨道电路读取器载频发送指令、轨道电路读取器低频发送指令、应答器发送指令、轨道电路名称指定指令、轨道电路长度指定指令、以及注释指令等。

2)场景控制模块。

所述场景控制模块，用于自动加载测试场景文件，顺序读取并在界面逐条显示测试场景文件中的信息；根据仿真列车速度计算列车位置，并根据列车位置逐条执行测试场景文件中的指令，向所述信号模拟单元发送信息，从而由信号模拟单元产生相应信号并输出至被测CTCS3+ATO系统车载设备；通过与所述信号模拟单元的IO接口模块和列车MVB接口模块的双向连接接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备的车辆接口信息；在所述场景控制模块的软件界面显示仿真测试信息，同时对车辆接口信息提供查询。

场景控制模块主要实现如下两类功能：

a)读取测试场景文件，发送测试相关信息，以及接收存储和查询车辆接口信息。

读取测试场景文件后，获得各项测试指令；根据运行时间以及车载设备发送的ATP制动信息、牵引控制量、制动控制量、恒速命令，计算列车速度和列车位置，并根据列车位置逐条执行测试场景文件中的指令，向所述信号模拟单元发送测试信息；通过与所述信号模拟单元的IO接口模块和列车MVB接口模块的双向连接接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备的车辆接口信息，同时对车辆接口信息提供查询。

b)显示仿真测试信息。

所述仿真测试信息主要包括试验基本信息、车辆参数信息、CTCS3+ATO系统车载设备状态信息、驾驶台操作区信息、列车状态信息，其中：

所述试验基本信息包括：试验编号、试验名称、试验版本以及试验状态；

所述车辆参数信息包括：车型、轮径值、齿轮数以及车长；

所述CTCS3+ATO系统车载设备状态信息包括：制动等级、过分相信息、门控模式以及车门状态信息；

所述驾驶台操作区信息包括：驾驶台开关、休眠开关、方向手柄、牵引手柄、制动手柄以及开关门按钮的信息；

所述列车状态信息包括：累计距离、当前轨道电路内剩余距离以及列车速度。

所述试验基本信息以及车辆参数信息是测试之前预先获取到的测试相关信息；所述驾驶台操作区信息显示的是高铁列车司机驾驶台相关信息，属于车辆信息，对被测设备属于输入信息，因此并不由被测设备反馈信息来更新。驾驶台操作区信息用于模拟实际操作环境，显示驾驶台操作状态，以及实现特定测试场景下的司机操作。

CTCS3+ATO系统车载设备状态信息是从车辆接口信息中获得，但并未包含全部的车辆接口信息，通过IO接口模块获得的过分相激活以及过分相有效信号为过分相信息，列车MVB接口模块获得的开门命令对应门控模式及车门状态信息。列车状态信息是根据车辆接口信息来更新的，但并非直接收到相关信息。具体地说，列车状态信息中的累计距离、当前轨道电路内剩余距离、列车速度三部分，都是根据列车MVB接口模块获得的牵引制动信息(牵引制动命令状态、牵引控制量、制动控制量、恒速命令)，以及IO接口模块获得的EB、SB、B4、B1与PCUT为基础，进行计算得出的。

列车MVB接口模块获得的ATO有效信息以及故障信息代表了ATO设备的运行状态，它们同样会作为测试结果信息，用于检测被测CTCS3+ATO系统车载设备是否满足要求，虽然本发明实施例中未作为仿真测试信息直接进行显示，但实际应用中用户也可以根据需要通过软件界面进行显示。

场景控制模块显示的仿真测试信息，除了测试前确定的测试相关信息外，其他仿真测试信息包含模拟司机控制所接收到的信息，以及模拟地面设备显示的信息。显示的仿真测试信息作为被测车载设备运行时在司机端、地面设备端的现象，协助测试人员判断车载设备是否运行正常。除了场景控制模块显示的仿真测试信息，其他接收到的反馈信息由场景控制模块进行存储并提供查询，在测试过程中根据时间查询车载设备和仿真地面设备、仿真列车之间的数据交互过程，协助测试人员判断车载设备的处理逻辑是否满足设计规范要求。

2、信号模拟单元。

所述信号模拟单元主要包括：速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块以及列车MVB接口模块。

所述场景控制模块的控制信号输出端分别与速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块以及临时限速服务器消息发生模块的控制信号输入端相连；所述场景控制模块与信号模拟单元内的列车MVB接口模块与IO接口模块双向相连。

所述信号模拟单元的所述速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块的信号输出端与被测CTCS3+ATO系统车载设备相连；所述信号模拟单元的所述无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块、列车MVB接口模块与被测CTCS3+ATO系统车载设备双向相连。

所述信号模拟单元的功能主要包括：根据所述仿真上位机单元的测试信息，模拟被测CTCS3+ATO系统车载设备正常运行所需要的信息，包括载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块所模拟的地面设备信息，以及速度脉冲信号发生模块、IO接口模块、列车MVB接口模块所模拟的车辆信息；接收被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车载设备信息，其中将无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块接收到的无线交互数据包进行存储并在各自模块的软件界面提供查询功能，将IO接口模块、列车MVB接口模块接收到的车辆接口数据发送到所述仿真上位机单元的场景控制模块。

1)速度脉冲信号发生模块。

所述速度脉冲信号发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的手柄位置、ATP制动信息、牵引控制量、制动控制量以及恒速命令，根据加速度表(对应牵引、制动等级)实时计算列车速度，并向被测CTCS3+ATO系统车载设备实时发送速度信号。

所述速度脉冲信号发生模块能够根据被测CTCS3+ATO系统车载设备的型号，确定发送速度传感器信号的方式：当被测CTCS3+ATO系统车载设备为一体式CTCS3+ATO系统车载设备时，速度脉冲信号发生模块向CTCS3+ATO系统车载设备的ATP设备发送速度传感器信号；当被测CTCS3+ATO系统车载设备为分体式CTCS3+ATO系统车载设备，速度脉冲信号发生模块向分体式ATP设备和分体式ATO设备分别发送速度传感器信号。

2)载波信号发生模块。

所述载波信号发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的轨道电路信息，同时通过模块内的载波信号发生装置向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送轨道电路信号。

3)应答器信号发生模块。

所述应答器信号发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的应答器名称信息；根据接收到的应答器名称信息查找相应的应答器文件，将应答器文件中的应答器信息发送给模块内的应答器信号发生装置，通过模块内的应答器信号发生装置天线向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送应答器信号。

4)无线闭塞中心消息发生模块。

所述无线闭塞中心消息发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的无线闭塞中心消息，再通过模块内的GSM-R信号发生装置向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送包含无线闭塞中心消息的数据包；所述无线闭塞中心消息包括：行车许可、确认退出冒进防护模式、列车数据确认、有条件紧急停车、无条件紧急停车、取消紧急停车、通常消息、拒绝调车模式、授权调车模式、系统版本、位置参照点调整后的MA、确认前方轨道空闲、通信会话结束确认、和/或接受列车；还用于接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的包含车载ATP设备信息的数据包，其车载ATP设备信息包括：经过确认的列车数据，请求调车模式、请求MA、列车位置报告、确认、紧急停车确认、前方轨道空闲确认、任务结束、版本不兼容、通信会话开始、通信会话结束、SoM位置报告、和/或通信会话已建立。同时在无线闭塞中心消息发生模块软件界面提供无线闭塞中心交互数据包的查询。

5)临时限速服务器消息发生模块。

所述临时限速服务器消息发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送临时限速服务器消息，再通过模块内的GPRS信号发生装置向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送包含临时限速服务器消息的数据包；所述临时限速服务器消息包括：ATO运行计划、用户数据、临时限速信息、开关门命令确认、站间距离、PIS信息、列车数据确认、系统版本、通信会话结束确认、和/或接受列车；还用于接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的包含车载ATO设备信息的数据包，其车载ATO设备信息包括经过确认的列车数据、列车位置报告、确认、任务结束、版本不兼容、通信会话开始、通信会话结束、SoM位置报告、和/或通信会话已建立。同时在临时限速服务器消息发生模块软件界面提供临时限速服务器交互数据包的查询。

6)IO接口模块。

所述IO接口模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的方向手柄位置、牵引手柄位置、制动手柄位置、驾驶室激活、休眠以及制动反馈信号，并发送给被测CTCS3+ATO系统车载设备；还用于接收被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的紧急制动EB、最大常用制动SB、4级常用制动B4、1级常用制动B1、切除牵引PCUT、过分相激活以及过分相有效信号等信号，并发送给所述仿真上位机单元中的场景控制模块。

7)列车MVB接口模块。

所述列车MVB接口模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的车辆状态、门控模式、车门状态以及发车按钮有效状态信号，并发送给被测CTCS3+ATO系统车载设备；还用于接收被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的ATO有效、牵引制动命令状态、牵引控制量、制动控制量、开门命令、恒速命令以及故障信息等信号，并发送给所述上位机单元中的场景控制模块。

需要说明的是，IO接口模块与列车MVB接口模块与被测CTCS3+ATO系统车载设备交互的信息必须涵盖文中所描述的各类别信息。

二、交互过程。

在图1所示的CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台中，所述离线工具模块根据被测CTCS3+ATO系统车载设备型号和测试需求，生成测试场景文件。之后，所述离线工具模块将场景测试文件发送给所述场景控制模块。

在图1所示的CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台中，所述场景控制模块自动加载测试场景文件，顺序读取并在界面逐条显示测试场景文件中的信息；根据仿真列车速度计算列车位置，根据列车位置逐条执行场景文件指令。所述场景控制模块根据测试场景文件指令，向所述信号模拟单元的所述速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块、列车MVB接口模块发送信息。在测试过程中，所述场景控制模块接收并存储IO接口模块、列车MVB接口模块发送的被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的车辆接口信息，所述信号模拟单元的所述无线闭塞中心消息发生模块和临时限速服务器消息发生模块接受并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的无线交互数据包，并计算列车实时位置。在测试过程中，所述场景控制模块在软件界面显示仿真测试信息；所述场景控制模块、无线闭塞中心消息发生模块和临时限速服务器消息发生模块在各自软件界面提供对所存储数据的查询。

在图1所示的CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台中，通过对所述场景控制模块的进行配置，可以实现所述速度脉冲信号发生模块对不同型号CTCS3+ATO系统车载设备的适配。

在图1所示的CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台中，所述无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块、列车MVB接口模块接收所述场景控制模块的测试信息，并将对应的模拟地面设备信号和模拟列车信号发送给被测CTCS3+ATO系统车载设备；所述IO接口模块、列车MVB接口模块用于接收被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的车辆接口信息，并发送给所述仿真上位机单元；所述无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块用于接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的无线交互数据包，同时在无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块的软件模块分别提供数据包查询。

本发明涉及的CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台测试功能流程主要包括以下步骤：

步骤S1，所述离线工具模块根据被测CTCS3+ATO系统车载设备型号和测试需求，生成测试场景文件并发送到所述场景控制模块；执行步骤S2。

步骤S2，根据被测CTCS3+ATO系统车载设备型号，配置所述速度脉冲信号发生模块。所述场景控制模块加载测试场景文件，初始化列车运行距离和测试参数，顺序执行测试场景中的指令，开始测试；执行步骤S3-S14。

步骤S3，所述场景控制模块根据当前列车位置和测试场景文件的指令顺序查询信号指令类型，若为速度脉冲信号指令，执行步骤S4；若为轨道电路载波信号指令，执行步骤S5；若为应答器信号指令，执行步骤S6；若为无线闭塞中心消息指令，执行步骤S7；若为临时限速服务器消息指令，执行步骤S8；若为IO接口信号指令，执行步骤S9；若为列车MVB接口信号指令，执行步骤S10；若无信号指令，执行步骤S11。

步骤S4，所述场景控制模块向所述速度脉冲信号发生模块发送手柄位置、ATP制动信息，所述速度脉冲信号发生模块根据加速度表(对应牵引、制动等级)实时计算列车速度，并向速度脉冲信号发生装置实时发送速度信号，执行步骤S11。

步骤S5，所述场景控制模块向所述载波信号发生模块发送轨道电路低频和载频信息，所述载波信号发生模块向载波信号发生装置发送轨道电路载频、低频信号，执行步骤S11。

步骤S6，所述场景控制模块向所述应答器信号发生模块发送应答器名称信息，所述应答器信号发生模块根据接收到的应答器名称查找相应的应答器文件，将应答器信息发送给应答器信号发生装置，执行步骤S11。

步骤S7，所述场景控制模块向所述无线闭塞中心消息发生模块发送无线闭塞中心消息，所述无线闭塞中心消息包括行车许可、确认退出冒进防护模式、列车数据确认、有条件紧急停车、无条件紧急停车、取消紧急停车、通常消息、拒绝调车模式、授权调车模式、系统版本、位置参照点调整后的MA、确认前方轨道空闲、通信会话结束确认、和/或接受列车，所述无线闭塞中心消息发生模块将无线闭塞中心消息发送给GSM-R信号发生装置，执行步骤S11。

步骤S8，所述场景控制模块向所述临时限速服务器消息发生模块发送临时限速服务器信息，所述临时限速服务器消息包括ATO运行计划、用户数据、临时限速信息、开关门命令确认、站间距离、PIS信息、列车数据确认、系统版本、通信会话结束确认、和/或接受列车，所述临时限速服务器消息发生模块将临时限速服务器消息发送给GPRS信号发生装置，执行步骤S11。

步骤S9，所述场景控制模块向所述IO接口模块发送方向手柄位置、牵引手柄位置、制动手柄位置、驾驶室激活、休眠以及制动反馈等信号，之后所述IO接口模块向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送方向手柄位置、牵引手柄位置、制动手柄位置、驾驶室激活、休眠以及制动反馈等信号，执行步骤S11。

步骤S10，所述场景控制模块向所述列车MVB接口控制模块发送车辆状态、门控模式、车门状态以及发车按钮有效状态等信号，之后所述列车MVB接口模块向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送车辆状态、门控模式、车门状态以及发车按钮有效等信号，执行步骤S11。

步骤S11，所述场景模块查询是否完成本场景内所有消息的发送，若未完成所有消息的发送，执行步骤S3；若已完成所有消息的发送，执行步骤12。

步骤S12，被测CTCS3+ATO系统车载设备接收所述速度脉冲信号发生模块、所述载波信号发生模块、所述应答器信号发生模块、所述无线闭塞中心消息发生模块、所述临时限速服务器消息发生模块、所述IO接口模块、所述列车MVB接口模块发送的信息，执行操作；所述无线闭塞中心消息发生模块接收被测车载设备发送的消息，内容包括经过确认的列车数据，请求调车模式、请求MA、列车位置报告、确认、紧急停车确认、前方轨道空闲确认、任务结束、版本不兼容、通信会话开始、通信会话结束、SoM位置报告、和/或通信会话已建立；所述临时限速服务器消息发生模块接收被测车载设备发送的消息，内容包括确认的列车数据、列车位置报告、确认、任务结束、版本不兼容、通信会话开始、通信会话结束、SoM位置报告、和/或通信会话已建立；所述IO接口模块接收被测车载设备发送的紧急制动EB、最大常用制动SB、4级常用制动B4、1级常用制动B1、切除牵引PCUT、过分相激活、过分相有效等信号，所述列车MVB接口模块接收被测车载设备发送的ATO有效、牵引制动命令状态、牵引控制量、制动控制量、开门命令、恒速命令、故障信息等信号；执行步骤S13。

需要说明的是，在实际应用中，被测CTCS3+ATO系统车载设备可以在接收到信号模拟单元某一个模块发送的信号后立即执行相应操作，也可以在接收到多个信号后统一执行相应操作，对此，本发明不做限定。同样的，无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块、列车MVB接口模块会接收被测CTCS3+ATO系统车载设备的反馈消息，被测CTCS3+ATO系统车载设备可以统一反馈，也可以按照顺序依次反馈。

本步骤主要是体现被测CTCS3+ATO系统车载设备会根据接收到的各项消息执行对应操作，已经会反馈相关信息给仿真测试平台。

步骤S13，所述无线闭塞中心消息发生模块、所述临时限速服务器消息发生模块存储接收到的被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的无线交互数据包；所述IO接口模块和所述列车MVB接口模块将接收到的被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的车辆接口信息发送给所述场景控制模块；执行步骤S14。

步骤S14，所述场景控制模块接收所述IO接口模块和所述列车MVB接口模块发送的被测CTCS3+ATO系统车载设备信息中的车辆接口信息，计算列车速度、列车位置、累计距离、当前轨道电路内剩余距离等信息，并通过软件显示仿真测试信息；执行步骤S15。

步骤S15，所述场景控制模块根据列车位置判断场景文件信息指令，若测试未结束，执行步骤S3；若测试结束，退出。

本发明实施例所提供的仿真测试平台是对被测设备的ATP功能和ATO功能进行测试，测试目的是其检查ATP与ATO的功能是否满足设计规范的要求。测试结果通过观察列车状态信息和对被测设备交互信息的查询进行确定。软件显示的列车状态信息可以判断列车状态是否符合测试场景文件中测试序列的预期列车状态；通过查询与被测设备的交互信息可以判断被测设备的处理逻辑是否满足设计规范要求。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，包括：仿真上位机单元与信号模拟单元；其中：

所述仿真上位机单元，用于生成测试场景文件，根据测试场景文件控制信号模拟单元内部模块输出相应信号，接收并存储信号模拟单元发送的被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车辆接口信息，实时显示仿真测试信息；

所述信号模拟单元包括：速度脉冲信号发生模块、载波信号发生模块、应答器信号发生模块、无线闭塞中心消息发生模块、临时限速服务器消息发生模块、IO接口模块以及列车MVB接口模块；用于接收仿真上位机单元发送的测试信息，向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送模拟地面信号和模拟列车信号，接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备执行对应操作后的车载设备信息，并将其中的车辆接口信息向仿真上位机单元发送。

2.根据权利要求1所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述仿真上位机单元包括：离线工具模块与场景控制模块；

所述离线工具模块，用于编写测试场景文件；其中，测试场景文件用于存储试验编号指令、试验名称指令、试验版本指令、CTCS3+ATO系统车载设备型号指定指令、序号、信号输出位置指令、相对距离和延时指令、轨道电路读取器载频发送指令、轨道电路读取器低频发送指令、应答器发送指令、轨道电路名称指定指令、轨道电路长度指定指令、以及注释指令；

所述场景控制模块，用于自动加载测试场景文件，顺序读取并在界面逐条显示测试场景文件中的信息；根据仿真列车速度计算列车位置，并根据列车位置逐条执行测试场景文件中的指令，向所述信号模拟单元发送信息，从而由信号模拟单元产生相应信号并输出至被测CTCS3+ATO系统车载设备；通过与所述信号模拟单元的IO接口模块和列车MVB接口模块的双向连接接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备的车辆接口信息；在所述场景控制模块的软件界面显示仿真测试信息，同时对车辆接口信息提供查询。

3.根据权利要求1所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述显示仿真测试信息包括试验基本信息、车辆参数信息、CTCS3+ATO系统车载设备状态信息、驾驶台操作区信息、列车状态信息，其中：

所述试验基本信息包括：试验编号、试验名称、试验版本以及试验状态；

所述车辆参数信息包括：车型、轮径值、齿轮数以及车长；

所述CTCS3+ATO系统车载设备状态信息包括：制动等级、过分相信息、门控模式以及车门状态信息；

所述驾驶台操作区信息包括：驾驶台开关、休眠开关、方向手柄、牵引手柄、制动手柄以及开关门按钮的信息；

所述列车状态信息包括：累计距离、当前轨道电路内剩余距离、以及列车速度；

所述CTCS3+ATO系统车载设备状态信息与列车状态信息基于车辆接口信息来更新。

4.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述速度脉冲信号发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的手柄位置、ATP制动信息、牵引控制量、制动控制量以及恒速命令，根据加速度表实时计算列车速度，并向被测CTCS3+ATO系统车载设备实时发送速度信号；

所述速度脉冲信号发生模块能够根据被测CTCS3+ATO系统车载设备的型号，确定发送速度传感器信号的方式：当被测CTCS3+ATO系统车载设备为一体式CTCS3+ATO系统车载设备时，速度脉冲信号发生模块向CTCS3+ATO系统车载设备的ATP设备发送速度传感器信号；当被测CTCS3+ATO系统车载设备为分体式CTCS3+ATO系统车载设备，速度脉冲信号发生模块向分体式ATP设备和分体式ATO设备分别发送速度传感器信号。

5.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述载波信号发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的轨道电路信息，同时通过模块内的载波信号发生装置向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送轨道电路信号。

6.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述应答器信号发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的应答器名称信息；根据接收到的应答器名称信息查找相应的应答器文件，将应答器文件中的应答器信息发送给模块内的应答器信号发生装置，通过模块内的应答器信号发生装置天线向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送应答器信号。

7.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述无线闭塞中心消息发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的无线闭塞中心消息，再通过模块内的GSM-R信号发生装置向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送包含无线闭塞中心消息的数据包；所述无线闭塞中心消息包括：行车许可、确认退出冒进防护模式、列车数据确认、有条件紧急停车、无条件紧急停车、取消紧急停车、通常消息、拒绝调车模式、授权调车模式、系统版本、位置参照点调整后的MA、确认前方轨道空闲、通信会话结束确认、接受列车；还用于接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的包含车载ATP设备信息的数据包，其车载ATP设备信息包括经过确认的列车数据，请求调车模式、请求MA、列车位置报告、确认、紧急停车确认、前方轨道空闲确认、任务结束、版本不兼容、通信会话开始、通信会话结束、SoM位置报告、通信会话已建立；同时在无线闭塞中心消息发生模块软件界面提供无线闭塞中心交互数据包的查询。

8.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述临时限速服务器消息发生模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送临时限速服务器消息，再通过模块内的GPRS信号发生装置向被测CTCS3+ATO系统车载设备发送包含临时限速服务器消息的数据包；所述临时限速服务器消息包括：ATO运行计划、用户数据、临时限速信息、开关门命令确认、站间距离、PIS信息、列车数据确认、系统版本、通信会话结束确认、和/或接受列车；还用于接收并存储被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的包含车载ATO设备信息的数据包，其车载ATO设备信息包括：经过确认的列车数据、列车位置报告、确认、任务结束、版本不兼容、通信会话开始、通信会话结束、SoM位置报告、和/或通信会话已建立；同时在临时限速服务器消息发生模块软件界面提供临时限速服务器交互数据包的查询。

9.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述IO接口模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的方向手柄位置、牵引手柄位置、制动手柄位置、驾驶室激活、休眠以及制动反馈信号，并发送给被测CTCS3+ATO系统车载设备；还用于接收被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的紧急制动EB、最大常用制动SB、4级常用制动B4、1级常用制动B1、切除牵引PCUT、过分相激活以及过分相有效信号，并发送给所述仿真上位机单元中的场景控制模块。

10.根据权利要求1或2所述的一种CTCS3+ATO系统车载设备仿真测试平台，其特征在于，所述列车MVB接口模块，用于接收所述仿真上位机单元中场景控制模块发送的车辆状态、门控模式、车门状态以及发车按钮有效状态信号，并发送给被测CTCS3+ATO系统车载设备；还用于接收被测CTCS3+ATO系统车载设备发送的ATO有效、牵引制动命令状态、牵引控制量、制动控制量、开门命令、恒速命令以及故障信息，并发送给所述上位机单元中的场景控制模块。

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