CN112987700A - 一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，包括用于建立运行环境仿真模型的运行环境仿真服务器、与车载运行控制系统相连且用于建立磁浮车辆系统模型的车载运控接口设备、与分区运行控制系统相连的分区运控接口设备、试验管理服务器、车地无线通信仿真计算机，试验管理服务器用于输出测试脚本，供运行控制系统根据测试脚本对相应模型控制，并获取测试结果。本申请公开的上述技术方案，通过运行环境仿真服务器及运行环境仿真模型、车载运控接口设备及磁浮车辆系统模型、分区运控接口设备及车地无线通信仿真计算机构建起协同化试验环境及闭环试验接口环境，在试验管理服务器的控制下自动实现对整个运行控制系统的协同运行和集成测试。

Description

一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统

技术领域

本申请涉及磁浮交通技术领域，更具体地说，涉及一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统。

背景技术

运行控制系统作为整个磁浮交通系统的“大脑”，在磁浮交通系统中对列车进行自动控制和安全防护起到核心作用。为了使得运行控制系统能够进行安全、可靠地进行工作，需要对其进行功能测试。

现有技术在实现对磁浮交通运行控制系统的测试时，一般是根据运行控制系统单一子系统或单一设备运行所需接口环境给出单一的仿真测试激励，以对单一子系统或单一设备实现开环测试，但是，由于磁浮交通运行控制系统是由车载运行控制系统、分区运行控制系统及中央运行控制系统等多个子系统构成且每个子系统由多个设备构成，因此，只针对单一子系统或单一设备所进行的单一测试并不能实现对整个运行控制系统的测试，从而无法保证整个运行控制系统安全、可靠地进行运行。

综上所述，如何实现对运行控制系统的集成测试，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，用于实现对运行控制系统的集成测试。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，包括运行环境仿真服务器、与车载运行控制系统相连且用于建立磁浮车辆系统模型的车载运控接口设备、与分区运行控制系统相连的分区运控接口设备、试验管理服务器、与所述运行环境仿真服务器相连的车地无线通信仿真计算机，其中：

所述车地无线通信仿真计算机，用于模拟车地双向无线通信传输网络；

所述运行环境仿真服务器，用于根据预设试验场景及磁浮列车参数建立运行控制系统的运行环境仿真模型；其中，所述运行环境仿真服务器，具体用于根据所述预设试验场景中的线路及设施数据文件建立线路及设施模型，所述线路及设施模型中包括目标线路模型、分区牵引系统模型；根据所述预设试验场景中的道岔数据文件建立道岔模型；根据所述磁浮列车参数建立磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型；利用所述磁浮列车动力学模型、所述磁浮列车运动学模型，通过所述目标线路模型所属分区属性与相应的分区牵引系统模型建立受力关联模型；建立虚拟列车群管理模型；

所述试验管理服务器，用于编辑并输出用于对运行控制系统进行测试的测试脚本，以供运行控制系统根据所述测试脚本通过所述车载运控接口设备及所述分区运控接口设备对建立的相应模型进行控制；还用于从所述运行环境仿真服务器、所述车载运控接口设备、所述分区运控接口设备及所述运行控制系统获取测试结果；所述测试脚本包括正常功能测试脚本、故障注入测试脚本；

所述车载运控接口设备及所述分区运控接口设备，用于对接收到的所述测试结果及测试中的控制信号进行转换。

优选的，所述车载运控接口设备包括与车载运行控制系统实物设备相连的车载运控接口实物设备、与车载运行控制系统数字化虚拟设备相连的车载运控接口仿真计算机；

所述分区运控接口设备，具体用于与分区运行控制系统实物设备及分区运行控制系统数字化虚拟设备相连。

优选的，所述分区运控接口设备包括道岔控制接口、分区控制接口及分区接口转换模块，其中：

所述道岔控制接口，用于根据继电器动作转换为道岔表示状态和道岔控制指令；

所述分区控制接口，用于转换所述分区运行控制系统与所述运行环境仿真服务器中的分区牵引系统模型间的指令/状态、牵引切换指令；

所述分区接口转换模块，用于与所述分区运行控制系统实物设备间实现实际信号传输，与所述分区运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行信号传输。

优选的，所述车载运控接口设备，具体用于建立测速定位系统模型、车辆控制单元模型、车辆电气设备模型、车载诊断系统模型，且所述车载运控接口设备还包括车载接口转换模块，其中：

所述车辆控制单元模型用于向所述磁浮列车动力学模型提供使能动作指令和涡流制动级位，并从所述运行环境仿真服务器获取磁浮列车的状态；所述测速定位系统模型用于从所述磁浮列车运动学模型中获取列车定位测速信息，并通过所述车载接口转换模块发送至所述车载运行控制系统；所述车辆控制单元模型与所述接口转换模块及所述车辆电气设备模型进行数据交互；所述车载诊断系统模型与所述车辆电气设备模型及所述车载运行控制系统进行数据交互；

所述车载运控接口实物设备中的车载接口转换模块用于与所述车载运行控制系统实物设备间实现实际信号的传输，所述车载运控接口仿真计算机中的车载接口转换模块用于与所述车载运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行信号传输。

优选的，所述车载运控接口设备还包括磁浮车辆系统模型人机交互界面，用于接收磁浮车辆系统模型故障注入指令，并对所述运行环境仿真服务器反馈的磁浮列车状态进行监测。

优选的，所述车地无线通信仿真计算机包括根据所述虚拟列车群管理模型设定的多个车载无线电控制单元仿真计算机、根据所述预设试验场景中线路牵引分区的划分设定的多个分区无线电控制单元仿真计算机，且所述车地无线通信仿真计算机还包括与所述车载无线电控制单元仿真计算机及所述分区无线电控制单元仿真计算机相连的网络交换机，所述分区无线电控制单元仿真计算机与相应分区内的车载无线电控制单元仿真计算机模拟车地双向无线通信传输网络，其中：

所述车载无线电控制单元仿真计算机，用于与当前所在磁浮列车的车载运行控制系统相连，向所述车载运行控制系统传输从建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机获取的当前磁浮列车运控指令，并向建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机传输磁浮列车位置及状态；还用于与当前所在磁浮列车的测速定位系统模型相连，获取并传输所述测速定位系统模型发出的PRW定位信息；

所述分区无线电控制单元仿真计算机，用于与当前所在分区的分区运行控制系统相连，向所述分区运行控制系统传输从建立链接的车载无线电控制单元仿真计算机获取的磁浮列车位置及状态；还用于与当前所在分区的分区牵引系统模型相连，传输当前所在分区内磁浮列车的PRW定位信息至当前所在分区的分区牵引系统模型。

优选的，还包括与所述运行环境仿真服务器相连且包含人机交互界面的线路场景显示操作终端：

所述线路场景显示操作终端，用于加载所述预设试验场景，并从运行环境仿真服务器接收磁浮列车状态，根据所述预设试验场景及所述磁浮列车状态建立运行被控对象的图形模型，且利用所述人机交互界面对所述图形模型进行显示；

所述人机交互界面，还用于接收管理控制指令，以对所述运行环境仿真模型进行管理控制，并接收故障注入指令，以对故障进行模拟。

优选的，所述试验管理服务器还用于在测试前对集成测试系统进行初始化，在测试时定时对所述集成测试系统及所述运行控制系统进行统一授时。

本申请提供了一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，包括运行环境仿真服务器、与车载运行控制系统相连且用于建立磁浮车辆系统模型的车载运控接口设备、与分区运行控制系统相连的分区运控接口设备、试验管理服务器、与运行环境仿真服务器相连的车地无线通信仿真计算机，其中：车地无线通信仿真计算机，用于模拟车地双向无线通信传输网络；运行环境仿真服务器，用于根据预设试验场景及磁浮列车参数建立运行控制系统的运行环境仿真模型；其中，运行环境仿真服务器，具体用于根据预设试验场景中的线路及设施数据文件建立线路及设施模型，线路及设施模型中包括目标线路模型、分区牵引系统模型；根据预设试验场景中的道岔数据文件建立道岔模型；根据磁浮列车参数建立磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型；利用磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型，通过目标线路模型所属分区属性与相应的分区牵引系统模型建立受力关联模型；建立虚拟列车群管理模型；试验管理服务器，用于编辑并输出用于对运行控制系统进行测试的测试脚本，以供运行控制系统根据测试脚本通过车载运控接口设备及分区运控接口设备对建立的相应模型进行控制；还用于从运行环境仿真服务器、车载运控接口设备、分区运控接口设备及运行控制系统获取测试结果；车载运控接口设备及分区运控接口设备，用于对接收到的测试结果及及测试中的控制信号进行转换。

本申请公开的上述技术方案，通过运行环境仿真服务器的仿真建模来建立运行控制系统的运行环境仿真模型，并利用车载运控接口设备建立磁浮交通的磁浮车辆系统模型，利用车地无线通信仿真计算机模拟车地双向无线通信传输网络，以为全线的运行控制系统实现协同试验运行提供网络互连，且运行环境仿真服务器、车载运控接口设备及分区运控接口设备接收试验管理服务器编辑和输出的用于对运行控制系统进行测试的测试脚本，由于分区运行控制系统与中央运行控制系统设备相连，则磁浮交通整个运行控制系统可以在测试脚本的控制下，通过车载运控接口设备及分区运控接口设备对运行环境仿真服务器及车载运控接口设备所建立且与测试脚本相对应的模型进行控制，且试验管理服务器从运行环境仿真服务器、车载运控接口设备、分区运控接口设备及运行控制系统获取对整个运行控制系统进行测试的测试结果，也即本申请可以通过运行环境仿真服务器及其所建立的运行环境仿真模型、车载运控接口设备及其所建立的磁浮车辆系统模型、分区运控接口设备及车地无线通信仿真计算机构建起磁浮交通中整个运行控制系统的协同化试验环境及闭环试验接口环境，并在试验管理服务器的控制下自动通过该协同化试验环境实现对整个运行控制系统的协同运行和集成测试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统中运行试验接口环境构成示意图；

图3为本申请实施例提供的试验管理服务器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的仿真模拟车地无线通信环境的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的测试流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1至图3，其中，图1示出了本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统的结构示意图，图2示出了本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统中运行试验接口环境构成示意图，图3示出了本申请实施例提供的试验管理服务器的结构示意图。本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，可以包括运行环境仿真服务器1、与车载运行控制系统相连且用于建立磁浮车辆系统模型的车载运控接口设备2、与分区运行控制系统相连的分区运控接口设备3、试验管理服务器4、与运行环境仿真服务器1相连的车地无线通信仿真计算机5，其中：

地无线通信仿真计算机5，用于模拟车地双向无线通信传输网络；

运行环境仿真服务器1，用于根据预设试验场景及磁浮列车参数建立运行控制系统01的运行环境仿真模型；其中，运行环境仿真服务器1，具体用于根据预设试验场景中的线路及设施数据文件建立线路及设施模型，线路及设施模型中包括目标线路模型、分区牵引系统模型；根据预设试验场景中的道岔数据文件建立道岔模型；根据磁浮列车参数建立磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型；利用磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型，通过目标线路模型所属分区属性与相应的分区牵引系统模型建立受力关联模型；建立虚拟列车群管理模型；

试验管理服务器4，用于编辑并输出用于对运行控制系统01进行测试的测试脚本，以供运行控制系统01根据测试脚本通过车载运控接口设备2及分区运控接口设备3对建立的相应模型进行控制；还用于从运行环境仿真服务器1、车载运控接口设备2、分区运控接口设备3及运行控制系统01获取测试结果；

车载运控接口设备2及分区运控接口设备3，用于对接收到的测试结果及测试中的控制信号进行转换。

本申请实施例提供的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统可以包括运行环境仿真服务器1、车载运控接口设备2、分区运控接口设备3、试验管理服务器4、车地无线通信仿真计算机5。其中，运行环境仿真服务器1通过所建立的试验/运控核心网与车载运控接口设备2及分区运控接口设备3相连；车载运控接口设备2与被测试的运行控制系统01中的车载运行控制相连；分区运控接口设备3与被测试的运行控制系统01中的分区运行控制相连，且分区运行控制系统与中央运行控制系统设备相连，也即集成测试系统可以通过直接及间接的方式与磁浮交通的整个运行控制系统01相连，而且运行环境仿真服务器1、车载运控接口设备2、分区运控接口设备3上均设置有第一接口和第二接口；试验管理服务器4接入试验/运控核心网，与运行环境仿真服务器1、车载运控接口设备2、分区运控接口设备3上所设置的第一接口和第二接口相连，具体地，试验管理服务器4可以通过特定的通信协议与第一接口和第二接口建立控制连接，实现对各试验设备及模型的集中控制；车地无线通信仿真计算机5与运行环境仿真服务器1、车载运行控制系统及分区运行控制系统相连，通过有线局域网形式模拟车地无线通信传输网络（形成车地无线通信仿真网），即模拟车地双向无线通信传输网络，以为全线的运行控制系统01实现协同试验运行提供网络互连，从而实现被测试的车载运行控制与被测试的分区运行控制间的双向数据传输，构建起整个集成测试系统的车地通信试验环境。

运行环境仿真服务器1及车载运控接口设备2可以按照磁浮交通中运行控制系统01外部系统设置、构成方式和实现原理进行数字化建模，且使各数字化模型与被测试的运行控制系统01中各子系统有序连接和运行，构建专用于运行控制系统01功能完整性测试和试验的协同化试验环境，且通过被测对象与被控对象分离，可方便地观察和记录运行控制系统01控制效果和测试结果，实现运行控制系统01的闭环试验。具体地，运行环境仿真服务器1中运行有磁浮交通运行控制系统运行环境仿真软件系统，可以根据预设试验场景（如上海示范线路等）及磁浮列车参数建立运行控制系统01的运行环境仿真模型；车载运控接口设备2可以进行磁浮车辆系统模型的建立。其中，运行环境仿真服务器1具体可以加载线路及设施数据文件，并通过建模生成线路及设施模型，其中，线路及设施模型中包含有目标线路模型、分区牵引系统模型以及线路区段、停车区、车站站台、定位标志板等；且根据预设试验场景中的道岔数据文件建立道岔模型，其中，道岔模型可以向目标线路模型反馈道岔位置；同时加载磁浮列车参数并根据磁浮列车参数生成磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型（包含直线电机/涡流制动系统力学特性运算），其中，该磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型可以从目标线路模型中获取绝对定位信标，并向目标线路模型反馈位置，且该磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型通过线路所属分区，与相应分区牵引系统模型建立受力关联模型，其中，所受牵引/电磁制动力由分区牵引系统模型中的牵引控制单元ATO（列车自动驾驶）控制模型运算得出，其使能/紧制指令（如悬浮、受流以及涡流制动）由车载运行控制系统经车载运控接口设备2给出，并反馈到运行环境仿真服务器1，且运行环境仿真服务器1运算得出的磁浮列车位置/速度经车载运控接口设备2提供至车载运行控制系统。另外，运行环境仿真服务器1还可以建立虚拟列车群管理模型，且可通过新增/删除等而实现多个磁浮列车的模拟，从而便于实现对多个磁浮列车的运行控制系统01的测试。由此可知，本申请中的集成测试系统按照磁浮交通运行控制系统特点、构成和基本原理，实现目标线路、磁浮车辆系统模型、分区牵引系统模型的数字化建模，并以目标线路模型为主线，使各数字化模型与被测试的运行控制系统01各子系统有序连接和运行，且将磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型，通过所在目标线路模型所属分区属性与相应分区牵引系统模型进行车-地受力关联建模，以受力关联模型为核心扩展建立了包含磁浮车辆系统模型、车载运控接口设备2、分区运控接口设备3等半实物仿真试验环境，接入被测试的运行控制系统01，构成针对运行控制系统01的闭环试验系统。

试验管理服务器4包括试验脚本管理与执行模块、试验脚本解析模块、试验设备状态监测模块，其中，试验脚本管理与执行模块用于进行测试脚本的编辑、调试、管理和执行，其中，测试脚本具体可以包括正常功能测试脚本、故障注入测试脚本，且对测试过程（具体包括测试过程中各功能模块中各仿真模型的状态）及测试结果进行记录，以实现对整个陪试环境参试设备的监视和运行控制系统01测试结果的记录和判断；试验脚本解析模块可加载自定义的脚本解释引擎，对测试脚本进行解析，通过对测试脚本的解析调用与解析结果相应的第一接口，实现对集成测试系统中各功能模块和模型脚本的控制，具体包括试验场景预设、场景加载和初始化、陪试系统动作协调、配置动作时序控制、故障等，以实现对整个集成测试系统协同运行和系统级的自动化测试，且主要用于运行控制系统01功能的例行测试和回归测试；试验管理服务器4通过上述提及的试验/运控核心网与集成测试系统中各试验设备（除被测试的运行控制系统01之外）的第二接口建立心跳及状态监测，具体可以通过试验管理服务器4中的试验设备状态监测模块实时监测各试验设备运行情况，并通过图形界面动态显示，对发生异常的试验设备进行报警提示，也即可通过试验管理服务器4实现对整个集成测试系统的集中、统一和协同管理，以通过对各数字化模型的集中、有序控制，实现试验场景脚本、试验参数和故障模拟的注入等，从而实现系统级的自动化测试，并实现基于脚本的全场景协同试验运行。需要说明的是，试验管理服务器4在使用测试脚本的方式对集成测试系统进行管理和测试过程中，可以按照系统试验大纲中规定的运营和试验场景来进行实现和管理。

在进行测试时，试验管理服务器4加载脚本解释引擎，以对自定义的测试脚本进行解析，以执行正常功能测试脚本、故障注入测试脚本，并使与测试脚本对应的各陪试系统设备、运行环境仿真模型和车载运控接口设备2中磁浮车辆系统模型进行动作，且进行陪试动作时序控制、动作协调，同时运行控制系统01根据测试脚本通过车载运控接口设备2及分区运控接口设备3对前述所建立且与测试脚本相对应的模型进行控制，以实现对运行控制系统01的测试，且试验管理服务器4还可通过运行环境仿真服务器1、车载运控接口设备2、分区运控接口设备3的第二接口及运行控制系统01获取与测试脚本对应的测试结果。

其中，在测试过程中，车载运控接口设备2和分区运控接口均用于对接收到的测试结果和测试中的控制信号进行转换，以使得与车载运控接口设备2相连的车载运行控制系统、与分区运控接口设备3相连的分区运行控制系统能够识别信号，并通过对测试中的控制信号的转换而使得运行环境仿真服务器1中的运行环境仿真模型可以进行识别和进行相应的动作，且本申请提及的测试结果具体可以包括各仿真模型的状态、磁浮列车的位置/速度等。

本申请公开的上述技术方案，通过运行环境仿真服务器的仿真建模来建立运行控制系统的运行环境仿真模型，并利用车载运控接口设备建立磁浮交通的磁浮车辆系统模型，利用车地无线通信仿真计算机模拟车地双向无线通信传输网络，以为全线的运行控制系统实现协同试验运行提供网络互连，且运行环境仿真服务器、车载运控接口设备及分区运控接口设备接收试验管理服务器编辑和输出的用于对运行控制系统进行测试的测试脚本，由于分区运行控制系统与中央运行控制系统设备相连，则磁浮交通整个运行控制系统可以在测试脚本的控制下，通过车载运控接口设备及分区运控接口设备对运行环境仿真服务器及车载运控接口设备所建立且与测试脚本相对应的模型进行控制，且试验管理服务器从运行环境仿真服务器、车载运控接口设备、分区运控接口设备及运行控制系统获取对整个运行控制系统进行测试的测试结果，也即本申请可以通过运行环境仿真服务器及其所建立的运行环境仿真模型、车载运控接口设备及其所建立的磁浮车辆系统模型、分区运控接口设备及车地无线通信仿真计算机构建起磁浮交通中整个运行控制系统的协同化试验环境及闭环试验接口环境，并在试验管理服务器的控制下自动通过该协同化试验环境实现对整个运行控制系统的协同运行和集成测试。

本申请公开的上述技术方案，通过运行环境仿真服务器的仿真建模来建立运行控制系统的运行环境仿真模型，并利用车载运控接口设备建立磁浮交通的磁浮车辆系统模型，且运行环境仿真服务器、车载运控接口设备及分区运控接口设备接收试验管理服务器编辑和输出的用于对运行控制系统进行测试的测试脚本，由于分区运行控制系统与中央运行控制系统设备相连，则磁浮交通整个运行控制系统可以在测试脚本的控制下通过车载运控接口设备及分区运控接口设备对运行环境仿真服务器及车载运控接口设备所建立且与测试脚本相对应的模型进行控制，且试验管理服务器从运行环境仿真服务器、车载运控接口设备、分区运控接口设备及运行控制系统获取对整个运行控制系统进行测试的测试结果，也即本申请可以通过运行环境仿真服务器及其所建立的运行环境仿真模型、车载运控接口设备及其所建立的磁浮车辆系统模型、分区运控接口设备构建起磁浮交通中整个运行控制系统的协同化试验环境及闭环试验接口环境，并在试验管理服务器的控制下自动通过该协同化试验环境实现对整个运行控制系统的协同运行和集成测试。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，车载运控接口设备2可以包括与车载运行控制系统实物设备相连的车载运控接口实物设备、与车载运行控制系统数字化虚拟设备相连的车载运控接口仿真计算机；

分区运控接口设备3，具体用于与分区运行控制系统实物设备及分区运行控制系统数字化虚拟设备相连。

在本申请中，车载运控接口设备2可以包括车载运控接口实物设备及车载运控接口仿真计算机，其中，车载运控接口实物设备与运行环境仿真服务器1及被测试的运行控制系统01中的车载运行控制系统实物设备通过线缆进行连接，由控制计算机和信号调理部件构成，且在建立磁浮交通车辆系统模型的同时，将控制与状态信号转换为车载运行控制系统实物设备可识别的实际信号，实现车载运控半实物仿真接入试验，车载运控接口仿真计算机与运行环境仿真服务器1及被测试的运行控制系统01中的车载运行控制系统数字化虚拟设备通过网络连接；分区运控接口设备3由控制计算机和信号调理部件构成，与运行环境仿真服务器1及被测试的运行控制中的分区运行控制系统实物设备通过试验线缆连接，将道岔、牵引切断等信号转换为分区运行控制系统实物设备可识别的实际信号，实现分区运控半实物仿真接入试验，且还通过网络与被测试的运行控制中的分区运行控制系统数字化虚拟设备相连，也即本申请中的集成测试系统不仅可以与实物的运行控制系统相连，而且还可以与虚拟出来的运行控制系统相连，以通过实物运行控制系统和虚拟运行控制系统相结合的方式构成被测试的整个运行控制系统01，以降低运行控制系统01的测试成本。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，运行环境仿真服务器1，具体用于根据预设试验场景中的线路及设施数据文件建立线路及设施模型，线路及设施模型中可以包括目标线路模型、分区牵引系统模型；根据预设试验场景中的道岔数据文件建立道岔模型；根据磁浮列车参数建立磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型；利用磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型，通过目标线路模型所属分区属性与相应的分区牵引系统模型建立受力关联模型；建立虚拟列车群管理模型。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，分区运控接口设备3可以包括道岔控制接口、分区控制接口及分区接口转换模块，其中：

道岔控制接口，用于根据继电器动作转换为道岔表示状态和道岔控制指令；

分区控制接口，用于转换分区运行控制系统与运行环境仿真服务器1中的分区牵引系统模型间的指令/状态、牵引切换指令；

分区接口转换模块，用于与分区运行控制系统实物设备间实现实际信号传输，与分区运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行信号传输。

在本申请中，分区运控接口设备3可以根据磁浮线路道岔特性和分区牵引切换控制接口定义，建立道岔控制接口和分区控制接口，并在分区运控接口设备3中设置分区接口转换模块，其中，道岔控制接口及分区控制接口均与分区接口转换模块相连，道岔控制接口用于根据分区运行控制系统中的继电器动作转换为道岔表示状态和道岔控制指令，分区控制接口用于转换分区运行控制系统与分区牵引系统模型间的指令/状态、牵引切换指令等，分区接口转换模块根据不同类型连接对象配置，与分区运行控制系统实物设备间实现实际信号传输（具体为数字量I/O信号等），与分区运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行指令/状态信号传输模拟。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，车载运控接口设备2，具体用于建立测速定位系统模型、车辆控制单元模型、车辆电气设备模型、车载诊断系统模型，且车载运控接口设备2还可以包括车载接口转换模块，其中：

车辆控制单元模型用于向磁浮列车动力学模型提供使能动作指令和涡流制动级位，并从运行环境仿真服务器1获取磁浮列车的状态；测速定位系统模型用于从磁浮列车运动学模型中获取列车定位测速信息，并通过车载接口转换模块发送至车载运行控制系统；车辆控制单元模型与接口转换模块及车辆电气设备模型进行数据交互；车载诊断系统模型与车辆电气设备模型及车载运行控制系统进行数据交互；

车载运控接口实物设备中的车载接口转换模块用于与车载运行控制系统实物设备间实现实际信号的传输，车载运控接口仿真计算机中的车载接口转换模块用于与车载运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行信号传输。

在本申请中，车载运控接口设备2在建立磁浮车辆系统模型时，具体可以建立测速定位系统模型、车辆控制单元模型、车辆电气设备模型、车辆诊断系统模型，且车载运控接口设备2包括车载接口转换模块，且车载运控接口设备2作为车载运行控制系统的受控接口向运行环境仿真服务器1中的磁浮列车动力学模型提供使能动作指令和涡流制动级位（具体为图2中的使能/紧制指令）等，并向车载运行控制系统反馈磁浮列车定位测速信息数据（具体为图2中的位置/速度），以形成试验闭环。

具体地，车载运控接口设备2所建立的车辆控制单元模型用于向运行环境仿真服务器1中的磁浮列车动力学模型提供使能动作指令和涡流制动级位，并从运行环境仿真服务器1获取磁浮列车的状态，且可通过车载接口转换模块输出给车载运行控制系统；测速定位系统模型用于从磁浮列车运动学模型中获取列车定位测速信息，并通过车载接口转换模块发送至车载运行控制系统；车辆控制单元模型与接口转换模块进行数据交互，具体可以向车载接口转换模块发送其从运行环境仿真服务器1接收到的磁浮列车的状态，并从车载接口转换模块接收使能动作指令和涡流制动级位且发送至运行环境仿真服务器1，车辆控制单元模型与车辆电气设备模型间进行执行指令的交互；车载诊断系统模型与车辆电气设备模型及车载运行控制系统进行数据交互，上述过程均模拟的是磁浮车辆系统中各单元的数据交互过程。

另外，车载运控接口设备2中的车载接口转换模块根据不同类型连接对象配置，具体地，车载运控接口实物设备中的车载接口转换模块用于与车载运行控制系统实物设备间实现实际信号（具体数字量I/O信号、电流环信号等）的传输，车载运控接口仿真计算机中的车载接口转换模块用于与车载运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行指令/状态信号传输模拟。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，车载运控接口设备2还可以包括磁浮车辆系统模型人机交互界面，用于接收磁浮车辆系统模型故障注入指令，并对运行环境仿真服务器1反馈的磁浮列车状态进行监测。

在本申请中，车载运控接口设备2还可以包括磁浮车辆系统模型人机交互界面，其可以接收磁浮车辆系统模型故障注入指令，以利用集成测试系统实现对磁浮车辆系统的故障模拟，且磁浮车辆系统模型人机交互界面还可以对运行环境仿真服务器1反馈的磁浮列车状态进行监测，以便于相关人员可以通过磁浮车辆系统模型人机交互界面获取磁浮列车的状态。

参见图4，其示出了本申请实施例提供的仿真模拟车地无线通信环境的结构示意图。本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，车地无线通信仿真计算机5包括根据虚拟列车群管理模型设定的多个车载无线电控制单元仿真计算机、根据预设试验场景中线路牵引分区的划分设定的多个分区无线电控制单元仿真计算机，且车地无线通信仿真计算机5还可以包括与车载无线电控制单元仿真计算机及分区无线电控制单元仿真计算机相连的网络交换机，分区无线电控制单元仿真计算机与相应分区内的车载无线电控制单元仿真计算机模拟车地双向无线通信传输网络，其中：

车载无线电控制单元仿真计算机，用于与当前所在磁浮列车的车载运行控制系统相连，向车载运行控制系统传输从建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机获取的当前磁浮列车运控指令，并向建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机传输磁浮列车位置及状态；还用于与当前所在磁浮列车的测速定位系统模型相连，获取并传输测速定位系统模型发出的PRW定位信息；

分区无线电控制单元仿真计算机，用于与当前所在分区的分区运行控制系统相连，向分区运行控制系统传输从建立链接的车载无线电控制单元仿真计算机获取的磁浮列车位置及状态；还用于与当前所在分区的分区牵引系统模型相连，传输当前所在分区内磁浮列车的PRW定位信息至当前所在分区的分区牵引系统模型。

在本申请中，可以根据预设试验场景中线路牵引分区的划分和虚拟列车群管理模型设置若干车载无线电控制单元仿真计算机及分区无线电控制单元仿真计算机，也即车地无线通信仿真计算机5可以包括多个车载无线电控制单元仿真计算机、多个分区无线电控制单元仿真计算机，且还包括有与车载无线电控制单元仿真计算机及分区无线电控制单元仿真计算机相连的网络交换机，其中，车载无线电控制单元仿真计算机和分区无线电控制单元仿真计算机可以通过网线接入网络交换机，利用形成的局域网络组网构成仿真的车地无线通信网络环境，具体地，分区无线电控制单元仿真计算机与相应分区内的车载无线电控制单元仿真计算机实现模拟的车地双向无线通信，从而实现对车-地间数据无线通信传输链路的仿真模拟。

在车地无线通信仿真计算机5中，车载无线电控制单元仿真计算机运行车载无线电控制单元仿真软件，与其当前所在磁浮列车的车载运行控制系统连接，向所连接的车载运行控制系统传输从建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机获取的当前磁浮列车运控指令，并向建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机传输磁浮列车位置及状态等信息；还用于与当前所在磁浮列车的测速定位系统模型连接，获取并传输其发出的PRW（牵引定位数据）定位信息。其中，车载无线电控制单元仿真计算机与车载运行控制系统、分区无线电控制单元仿真计算机的数据传输过程为：车载无线电控制单元仿真计算机加载预先配置的本机网络地址和端口号、本机在车地无线通信仿真网的网络地址和端口号、本车车载运行控制系统（即当前所在磁浮列车的车载运行控制系统）网络地址和端口号、线路中各磁浮列车的车载无线电控制单元仿真计算机在车地无线通信仿真网的网络地址和端口号；打开本机通信端口，与本车车载运行控制系统按预定通信机制进行通信握手，握手成功后接收其发出的磁浮列车位置及状态等信息；打开本机在车地无线通信仿真网的网络地址和端口号，根据从本车车载运行控制系统和测速定位系统模型接收到数据中的目的设备号，向指定的分区无线电控制单元仿真计算机网络地址和端口号进行数据转发；同理，接收分区无线电控制单元仿真计算机发来的当前磁浮列车运控指令等信息，并快速转发至本车车载运行控制系统。

分区无线电控制单元仿真计算机运行分区无线电控制单元仿真软件，与其当前所在分区的分区运行控制系统相连，向所连接的分区运行控制系统传输从建立链接的车载无线电控制单元仿真计算机获取的磁浮列车位置及状态，并向建立链接的车载无线电控制单元仿真计算机传输列车运控指令等；还用于与当前所在分区的分区牵引系统模型连接，传输牵引分区内磁浮列车的PRW定位信息。其中，分区无线电控制单元仿真计算机与分区运行控制系统、车载无线电控制单元仿真计算机的数据传输过程为：分区无线电控制单元仿真计算机加载预先配置的本机网络地址和端口号、本机在车地无线通信仿真网的网络地址和端口号、本分区的分区运行控制系统网络地址和端口号、各分区无线电控制单元仿真计算机在车地无线通信仿真网的网络地址和端口号；打开本机通信端口，与本分区的分区运行控制系统按照约定通信机制进行通信握手，握手成功后接收其发出的针对目标磁浮列车的运控指令等信息并寻址转发，接收其发出的分区切换指令并执行，与相邻待切换分区的分区无线电控制单元仿真计算机及目标磁浮列车的车载无线电控制单元仿真计算机协同逐步完成运行控制系统01的分区切换功能试验场景；打开本机在车地无线通信仿真网的网络地址和端口号，根据从本分去分区运行控制系统接收到的数据中的目的设备号，向指定的车载无线电控制单元仿真计算机网络地址和端口号进行运控指令等数据转发；同理，接收车载无线电控制单元仿真计算机发来的列车位置及状态等信息以及PRW定位信息，并快速分别转发至本分区的分区运行控制系统和分区牵引系统模型。

需要说明的是，本申请中的车载无线电控制单元仿真计算机仿真功能和分区无线电控制单元仿真计算机仿真功能，采用内存直接寻址读写方法和哈希表查表方法，实现大数据量快速转发和目标网络地址和端口超快速查找检索，实现车地数据传输的大数据量承载和大吞吐量传输。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，还可以包括与运行环境仿真服务器1相连且包含人机交互界面的线路场景显示操作终端6：

线路场景显示操作终端6，用于加载预设试验场景，并从运行环境仿真服务器1接收磁浮列车状态，根据预设试验场景及磁浮列车状态建立运行被控对象的图形模型，且利用人机交互界面对图形模型进行显示；

人机交互界面，还用于接收管理控制指令，以对运行环境仿真模型进行管理控制，并接收故障注入指令，以对故障进行模拟。

本申请所提供的集成测试系统还可以包括线路场景显示操作终端6，且该线路场景显示操作终端6中包含有人机交互界面，其中，线路场景显示操作终端6接入试验/运控核心网，与运行环境仿真服务器1相连，用于加载预设试验场景（具体加载线路及设施数据文件、道岔数据文件），并从运行环境仿真服务器1接收磁浮列车状态，根据预设试验场景及磁浮列车状态建立运行被控对象的图形模型，具体建立磁浮列车、线路、道岔及其它设施图形元素模型并实时绘制，且利用人机交互界面通过线路平面图方式对图形模型进行直观地显示，从而使得测试过程更加直观、高效。

另外，线路场景显示操作终端6中的人机交互界面还可以接收管理控制指令（具体为虚拟列车群管理与控制、线路道岔和其他设施的控制），以实现对运行环境仿真模型的管理控制，且可以接收故障注入指令，以使得集成测试系统对故障进行模拟。

本申请实施例提供的一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，试验管理服务器4还用于在测试前对集成测试系统进行初始化，在测试时定时对集成测试系统进行统一授时。

在本申请中，试验管理服务器4还可以包括试验初始化模块及系统授时模块，试验初始化模块用于在对测试前对集成测试系统进行初始化，系统授时模块用于在测试时定时对集成测试系统进行统一授时，其中，对集成测试系统进行初始化包括：控制试验设备（具体为集成测试系统）和被测试设备（具体为运行控制系统01）进行上电，并建立通信。在建立通信之后由试验管理服务器4对集成测试系统以及运行控制系统01进行统一授时，具体测试流程参见图5，其示出了本申请实施例提供的测试流程图，以借助试验管理服务器4实现对运行控制系统01的自动测试，并对测试过程和测试结果进行记录，且通过图形界面进行显示，以便于后续可以查看和获取测试过程和测试结果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，包括运行环境仿真服务器、与车载运行控制系统相连且用于建立磁浮车辆系统模型的车载运控接口设备、与分区运行控制系统相连的分区运控接口设备、试验管理服务器、与所述运行环境仿真服务器相连的车地无线通信仿真计算机，其中：

所述车地无线通信仿真计算机，用于模拟车地双向无线通信传输网络；

所述运行环境仿真服务器，用于根据预设试验场景及磁浮列车参数建立运行控制系统的运行环境仿真模型；其中，所述运行环境仿真服务器，具体用于根据所述预设试验场景中的线路及设施数据文件建立线路及设施模型，所述线路及设施模型中包括目标线路模型、分区牵引系统模型；根据所述预设试验场景中的道岔数据文件建立道岔模型；根据所述磁浮列车参数建立磁浮列车动力学模型、磁浮列车运动学模型；利用所述磁浮列车动力学模型、所述磁浮列车运动学模型，通过所述目标线路模型所属分区属性与相应的分区牵引系统模型建立受力关联模型；建立虚拟列车群管理模型；

所述试验管理服务器，用于编辑并输出用于对运行控制系统进行测试的测试脚本，以供运行控制系统根据所述测试脚本通过所述车载运控接口设备及所述分区运控接口设备对建立的相应模型进行控制；还用于从所述运行环境仿真服务器、所述车载运控接口设备、所述分区运控接口设备及所述运行控制系统获取测试结果；所述测试脚本包括正常功能测试脚本、故障注入测试脚本；

所述车载运控接口设备及所述分区运控接口设备，用于对接收到的所述测试结果及测试中的控制信号进行转换。

2.根据权利要求1所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，所述车载运控接口设备包括与车载运行控制系统实物设备相连的车载运控接口实物设备、与车载运行控制系统数字化虚拟设备相连的车载运控接口仿真计算机；

所述分区运控接口设备，具体用于与分区运行控制系统实物设备及分区运行控制系统数字化虚拟设备相连。

3.根据权利要求2所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，所述分区运控接口设备包括道岔控制接口、分区控制接口及分区接口转换模块，其中：

所述道岔控制接口，用于根据继电器动作转换为道岔表示状态和道岔控制指令；

所述分区控制接口，用于转换所述分区运行控制系统与所述运行环境仿真服务器中的分区牵引系统模型间的指令/状态、牵引切换指令；

所述分区接口转换模块，用于与所述分区运行控制系统实物设备间实现实际信号传输，与所述分区运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行信号传输。

4.根据权利要求2所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，所述车载运控接口设备，具体用于建立测速定位系统模型、车辆控制单元模型、车辆电气设备模型、车载诊断系统模型，且所述车载运控接口设备还包括车载接口转换模块，其中：

所述车辆控制单元模型用于向所述磁浮列车动力学模型提供使能动作指令和涡流制动级位，并从所述运行环境仿真服务器获取磁浮列车的状态；所述测速定位系统模型用于从所述磁浮列车运动学模型中获取列车定位测速信息，并通过所述车载接口转换模块发送至所述车载运行控制系统；所述车辆控制单元模型与所述接口转换模块及所述车辆电气设备模型进行数据交互；所述车载诊断系统模型与所述车辆电气设备模型及所述车载运行控制系统进行数据交互；

所述车载运控接口实物设备中的车载接口转换模块用于与所述车载运行控制系统实物设备间实现实际信号的传输，所述车载运控接口仿真计算机中的车载接口转换模块用于与所述车载运行控制系统数字化虚拟设备间通过以太网组包形式进行信号传输。

5.根据权利要求4所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，所述车载运控接口设备还包括磁浮车辆系统模型人机交互界面，用于接收磁浮车辆系统模型故障注入指令，并对所述运行环境仿真服务器反馈的磁浮列车状态进行监测。

6.根据权利要求4所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，所述车地无线通信仿真计算机包括根据所述虚拟列车群管理模型设定的多个车载无线电控制单元仿真计算机、根据所述预设试验场景中线路牵引分区的划分设定的多个分区无线电控制单元仿真计算机，且所述车地无线通信仿真计算机还包括与所述车载无线电控制单元仿真计算机及所述分区无线电控制单元仿真计算机相连的网络交换机，所述分区无线电控制单元仿真计算机与相应分区内的车载无线电控制单元仿真计算机模拟车地双向无线通信传输网络，其中：

所述车载无线电控制单元仿真计算机，用于与当前所在磁浮列车的车载运行控制系统相连，向所述车载运行控制系统传输从建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机获取的当前磁浮列车运控指令，并向建立链接的分区无线电控制单元仿真计算机传输磁浮列车位置及状态；还用于与当前所在磁浮列车的测速定位系统模型相连，获取并传输所述测速定位系统模型发出的PRW定位信息；

所述分区无线电控制单元仿真计算机，用于与当前所在分区的分区运行控制系统相连，向所述分区运行控制系统传输从建立链接的车载无线电控制单元仿真计算机获取的磁浮列车位置及状态；还用于与当前所在分区的分区牵引系统模型相连，传输当前所在分区内磁浮列车的PRW定位信息至当前所在分区的分区牵引系统模型。

7.根据权利要求1所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，还包括与所述运行环境仿真服务器相连且包含人机交互界面的线路场景显示操作终端：

所述线路场景显示操作终端，用于加载所述预设试验场景，并从运行环境仿真服务器接收磁浮列车状态，根据所述预设试验场景及所述磁浮列车状态建立运行被控对象的图形模型，且利用所述人机交互界面对所述图形模型进行显示；

所述人机交互界面，还用于接收管理控制指令，以对所述运行环境仿真模型进行管理控制，并接收故障注入指令，以对故障进行模拟。

8.根据权利要求1所述的磁浮交通运行控制系统的集成测试系统，其特征在于，所述试验管理服务器还用于在测试前对集成测试系统进行初始化，在测试时定时对所述集成测试系统及所述运行控制系统进行统一授时。

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