CN113204499A - 一种cbtc系统仿真测试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CBTC系统仿真测试方法及装置，所述仿真测试方法包括：采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。本发明既可以在贴近CBTC系统的实际运行情况的仿真测试环境内对CBTC系统进行仿真测试，又可以降低仿真测试的成本。

Description

一种CBTC系统仿真测试方法及装置
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，尤其涉及一种CBTC系统仿真测试方法及装置。
背景技术
随着城市的快速发展，能源危机和环保压力日益加重，使得城市轨道交通成为居民出行的首选交通方式。城市轨道交通作为一种便捷的交通方式，具有运量大、效率高、能耗低、乘坐方便及安全舒适等诸多优点，而城市轨道交通的信号系统则是轨道交通列车安全、高效运行的重要保障。目前，国内城市轨道交通的信号系统大多采用CBTC系统(Communication Based-on Train Control，基于通信的列车自动控制系统)，CBTC系统通常包括列车自动监控系统(ATS)、车载控制器(VOBC)、区域控制器(ZC)和计算机联锁(CI)等设备；在CBTC系统运行前，需要对其各设备进行多次室内仿真测试，以检测CBTC系统的可靠性，从而保障列车运行的安全性和可靠性。
申请号为CN202010457836.X的发明专利，公开了一种适用于ATS性能测试的方法和装置。该发明通过仿真设备(VOBC仿真和轨旁设备仿真等)和真实设备(ZC和CI等)搭建了ATS室内测试环境，其中仿真设备均采用了真实设备的应用逻辑、外部接口、真实数据。基于上述仿真设备、真实设备以及现场项目数据，测试人员就可以在室内“复现”现场的运行场景，达到室内测试的目的。然而采取上述发明进行ATS性能测试时存在以下缺点：1、测试环境依赖真实设备(ZC和CI等)，而真实设备不仅所需费用高，还需要占用较大的实验场地；2、仿真设备需要按照相应的真实设备功能进行开发，使得开发工作量较大；3、测试环境无法绝对的还原CBTC系统运行现场，使得对CBTC系统运行现场进行问题分析时具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CBTC系统仿真测试方法及装置，既可以在贴近CBTC系统的实际运行情况的仿真测试环境内对CBTC系统进行仿真测试，又可以降低仿真测试的成本。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种CBTC系统仿真测试方法，包括：
采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；
根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；
根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；
根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及
在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。
优选地，所述采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据的步骤包括：
采用数据抓包方法从所述CBTC系统的数据传输系统中采集所述现场网络数据。
优选地，执行所述根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询的步骤之前还包括：
建立现场数据库，以存储采集的所述现场网络数据；
建立脚本数据库，以存储生成的所述仿真测试脚本。
优选地，所述仿真测试脚本包括测试环境构建文本和故障测试文本；所述测试环境构建文本包括被测对象、外部接口、项目名称、线路区段及运营计划中的一种或任意一组合。
优选地，所述根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询的步骤包括：
从所述脚本数据库中读取所述仿真测试脚本；以及
根据读取的所述仿真测试脚本中的所述测试环境构建文本，对所述现场数据库中的所述现场网络数据进行查询，以得到所述仿真测试网络数据。
优选地，所述根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统仿真测试环境的步骤包括：
根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用仿真构造器生成所述CBTC系统的仿真设备；
根据所述测试环境构建文本将所述仿真设备划分为待测试设备和非测试设备；
对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，以得到所述待测试设备和所述非测试设备的时序消息队列；以及
将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包并传输至所述待测试设备，以构建所述仿真测试环境。
优选地，所述在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试的步骤包括：
在所述仿真测试环境内，根据读取的所述仿真测试脚本中的所述故障测试文本对所述待测试设备进行仿真测试，以得到所述仿真测试结果；以及
根据所述仿真测试结果分析判定所述CBTC系统的可靠性。
优选地，所述仿真设备包括：车辆仿真、列车自动监控功能系统仿真、车载控制器仿真、区域控制器仿真、计算机联锁仿真中的一种或任意一组合。
另一方面，本发明还提供一种CBTC系统仿真测试装置，包括：
现场数据采集模块，与CBTC系统的数据传输系统进行连接，用于采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；
脚本生成模块，用于根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；
仿真数据生成模块，其分别与所述现场数据采集模块和所述脚本生成模块连接，所述仿真数据生成模块用于根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；
测试环境仿真模块，与所述仿真数据生成模块连接，所述测试环境仿真模块用于根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及
仿真测试模块，与所述测试环境仿真模块连接，所述仿真测试模块用于在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。
优选地，所述现场数据采集模块具体用于采用数据抓包方法从所述数据传输系统中采集所述现场网络数据。
优选地，所述CBTC系统仿真测试装置，还包括：
现场数据库，与所述现场数据采集模块连接，用于存储所述现场网络数据；
脚本数据库，与所述脚本生成模块连接，用于存储所述仿真测试脚本。
优选地，所述仿真测试脚本包括测试环境构建文本和故障测试文本；所述测试环境构建文本包括被测对象、外部接口、项目名称、线路区段及运营计划中的一种或任意一组合。
优选地，所述仿真数据生成模块包括：
脚本读取单元，与所述脚本数据库连接，用于从所述脚本数据库中读取所述仿真测试脚本；以及
数据生成单元，分别与所述脚本读取单元和所述现场数据库连接；所述数据生成单元用于根据读取的所述仿真测试脚本中的所述测试环境构建文本，对所述现场数据库中的所述现场网络数据进行查询，以得到所述仿真测试网络数据。
优选地，所述测试环境仿真模块包括：
仿真设备生成单元，用于根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用仿真构造器生成所述CBTC系统的仿真设备；
仿真设备划分单元，分别与所述脚本读取单元和所述仿真设备连接；所述仿真设备划分单元用于根据所述测试环境构建文本将所述仿真设备划分为待测试设备和非测试设备；
仿真数据预处理单元，分别与所述数据生成单元、所述待测试设备和所述非测试设备连接；所述仿真数据预处理单元用于对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，以得到所述待测试设备和所述非测试设备的时序消息队列；以及
测试环境构建单元，分别与所述仿真数据预处理单元、所述待测试设备和所述非测试设备连接；所述测试环境构建单元用于将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包并传输至所述待测试设备，以构建所述仿真测试环境。
优选地，所述仿真测试模块包括：
测试单元，分别与所述脚本读取单元、所述测试环境构建单元和所述待测试设备连接；所述测试单元用于在所述仿真测试环境内，根据读取的所述仿真测试脚本中的所述故障测试文本对所述待测试设备进行仿真测试，以得到所述仿真测试结果；以及
测试结果分析单元，与所述测试单元连接，用于根据所述仿真测试结果分析判定所述CBTC系统的可靠性。
优选地，所述仿真设备包括：车辆仿真、列车自动监控功能系统仿真、车载控制器仿真、区域控制器仿真、计算机联锁仿真中的一种或任意一组合。
本发明与现有技术相比至少具有以下优点之一：
本发明提供的一种CBTC系统仿真测试方法及装置，可以根据CBTC系统的现场网络数据和仿真测试脚本得到仿真测试网络数据并构建CBTC系统的仿真测试环境，从而可以在仿真测试环境内对CBTC系统进行仿真测试，以检测CBTC系统的可靠性。
本发明中基于现场网络数据和仿真测试脚本来复现CBTC系统运行现场，不仅可以更加贴近CBTC系统的实际运行情况，还可以实现设备轻量仿真，有效降低了进行仿真测试的经济成本和实验场地。
本发明中的仿真设备可以根据CBTC系统中现场设备并采用仿真构造器生成，无需开发人员针对特定的需求进行仿真设备开发，从而极大地降低了开发成本。
本发明中待测试设备可以为一个或多个设备，使得仿真测试更加灵活和高效。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种CBTC系统仿真测试方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的一种CBTC系统仿真测试装置与现场设备的连接示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种CBTC系统仿真测试装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种CBTC系统仿真测试方法及装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、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。
结合附图1所示，本实施例提供一种CBTC系统仿真测试方法，包括：步骤S110、采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；步骤S120、根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；步骤S130、根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；步骤S140、根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及步骤S150、在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。
请继续参考图1，所述步骤S110包括：采用数据抓包方法从所述CBTC系统的数据传输系统中采集所述现场网络数据。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，执行所述步骤S130之前还包括：建立现场数据库，以存储采集的所述现场网络数据；建立脚本数据库，以存储生成的所述仿真测试脚本。
在一些实施例中，所述仿真测试脚本包括测试环境构建文本和故障测试文本；所述测试环境构建文本包括被测对象、外部接口、项目名称、线路区段及运营计划中的一种或任意一组合。
具体的，在本实施例中，由于所述CBTC系统中所述现场设备通过所述数据传输系统(DCS)进行通信，则可以采用Wireshark抓包工具从所述数据传输系统中抓取所述现场设备的所述现场网络数据并存储至所述现场数据库；所述CBTC系统中所述现场设备可以包括列车自动监控系统(ATS)、车载控制器(VOBC)、区域控制器(ZC)和计算机联锁(CI)等，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，所述步骤S120中根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成的所述仿真测试脚本，其内容可以分为所述测试环境构建文本和所述故障测试文本两大部分；其中，所述测试环境构建文本可以用于构建所述仿真测试环境；所述故障测试文本则可以用于检测所述CBTC系统的可靠性，即所述CBTC系统的功能是否正常，但本发明不以此为限。
请继续参考图1，所述步骤S130包括：从所述脚本数据库中读取所述仿真测试脚本；以及根据读取的所述仿真测试脚本中的所述测试环境构建文本，对所述现场数据库中的所述现场网络数据进行查询，以得到所述仿真测试网络数据。
具体的，在本实施例中，可以先从所述脚本数据库中读取所述仿真测试脚本并进行解析，然后根据读取及解析后的所述测试环境构建文本可以查询所述现场网络数据，以提取得到构建所述仿真测试环境所需的数据，即所述仿真测试网络数据，但本发明不以此为限。
请继续参考图1，所述步骤S140包括：根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用仿真构造器生成所述CBTC系统的仿真设备；根据所述测试环境构建文本将所述仿真设备划分为待测试设备和非测试设备；对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，以得到所述待测试设备和所述非测试设备的时序消息队列；以及将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包并传输至所述待测试设备，以构建所述仿真测试环境。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述仿真设备包括：车辆仿真、列车自动监控功能系统仿真(ATS仿真)、车载控制器仿真(VOBC仿真)、区域控制器仿真(ZC仿真)、计算机联锁仿真(CI仿真)中的一种或任意一组合。
具体的，在本实施例中，所述仿真设备可以根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用所述仿真构造器生成，则所述仿真设备与所述现场设备可以为相互对应的关系，从而通过所述仿真设备可以还原所述CBTC系统的运行现场；此外，所述仿真设备中还包括车辆仿真，以便于通过车辆仿真观察所述CBTC系统进行仿真测试时的反应，从而便于判定所述CBTC系统的可靠性，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，根据所述测试环境构建文本中的被测对象可以将所述仿真设备划分为所述待测试设备和所述非测试设备；例如若被测对象为VOBC，则VOBC仿真为所述待测试设备，而ATS仿真、ZC仿真和CI仿真皆为所述非测试设备；若被测对象为ATS和CI，则ATS仿真和CI仿真为所述待测试设备，而ZC仿真和VOBC仿真皆为所述非测试设备。通过对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，可以将所述仿真测试网络数据中的应用层和安全协议层进行分离，从而得到所述待测试设备和所述非测试设备的所述时序消息队列。将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包后传输至所述待测试设备，可以实现所述非测试设备与所述待测试设备之间的信息交互，从而复现所述CBTC系统的运行现场，进而构建更加贴近所述CBTC系统实际运行情况的所述仿真测试环境。此外，所述步骤S140还包括生成所述待测试设备的仿真测试提示信息，且所述仿真测试提示信息包括自动或手动的操作序列及操作时间点，但本发明不以此为限。
请继续参考图1，所述步骤S150包括：在所述仿真测试环境内，根据读取的所述仿真测试脚本中的所述故障测试文本对所述待测试设备进行仿真测试，以得到所述仿真测试结果；根据所述仿真测试结果判定所述CBTC系统的可靠性。
具体的，在本实施例中，在所述CBTC系统的所述仿真测试环境搭建完成后，可以根据所述仿真测试提示信息，通过所述故障测试文本对所述待测试设备进行故障仿真测试，并根据所述仿真测试结果判定所述CBTC系统的功能是否正常。
在本实施例中，以某市地铁2号线为例，对地铁2号线的所述CBTC系统进行仿真测试时，其仿真测试需求为当车辆靠近站台屏蔽门时模拟ZC告知VOBC错误的站台屏蔽门状态，即站台屏蔽门的实际为关闭状态，但告知VOBC站台屏蔽门为开门状态；步骤S120中根据地铁2号线的所述CBTC系统的所述仿真测试需求可以生成对应所述仿真测试脚本；其中所述测试环境构建文本中项目名称为地铁2号线(line2)，现场设备为ATS、VOBC、ZC和CI；被测对象为VOBC；所述故障测试文本为：当车辆(id＝2)的位置位于block＝(372，20)和block＝(372，100)之间，且运行方向为UP，驾驶模式为AM(自动驾驶)时，修改ZC发送给VOBC的消息(id＝0x0201)中的PSD状态为0x55。经步骤S110～S150构建完成所述仿真测试环境后，可以将VOBC对于故障的处理或反应作为所述仿真测试结果，以判定所述CBTC系统的可靠性；更具体的，若所述仿真测试结果为车辆紧急停车且不会进入屏蔽门区域，则说明所述CBTC系统的功能正常，可靠性较高；若所述仿真测试结果为车辆紧急依然进入屏蔽门区域，则说明所述CBTC系统的功能异常，可靠性较低，但本发明不以此为限。
另一方面，结合附图2～3所示，本实施例还提供一种CBTC系统仿真测试装置，包括：现场数据采集模块110，与CBTC系统的数据传输系统进行连接，用于采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；脚本生成模块120，用于根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；仿真数据生成模块130，其分别与所述现场数据采集模块110和所述脚本生成模块120连接，所述仿真数据生成模块130用于根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；测试环境仿真模块140，与所述仿真数据生成模块130连接，所述测试环境仿真模块140用于根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及仿真测试模块150，与所述测试环境仿真模块140连接，所述仿真测试模块150用于在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。
请同时参考图2和图3，所述现场数据采集模块110具体用于采用数据抓包方法从所述数据传输系统中采集所述现场网络数据。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述CBTC系统仿真测试装置还包括：现场数据库160，与所述现场数据采集模块110连接，用于存储所述现场网络数据；脚本数据库170，与所述脚本生成模块120连接，用于存储所述仿真测试脚本。
在一些实施例中，所述仿真测试脚本包括测试环境构建文本和故障测试文本；所述测试环境构建文本包括被测对象、外部接口、项目名称、线路区段及运营计划中的一种或任意一组合。
具体的，在本实施例中，由于所述CBTC系统中所述现场设备通过所述数据传输系统(DCS)进行通信，则所述现场数据采集模块110可以采用Wireshark抓包工具从所述数据传输系统中抓取所述现场设备的所述现场网络数据，并上传存储至所述现场数据库160；所述CBTC系统中所述现场设备可以包括列车自动监控系统(ATS)、车载控制器(VOBC)、区域控制器(ZC)和计算机联锁(CI)等，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，所述脚本生成模块120可以根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成所述仿真测试脚本，并上传存储至所述脚本数据库170；所述仿真测试脚本的内容可以分为所述测试环境构建文本和所述故障测试文本两大部分；其中，所述测试环境构建文本可以用于构建所述仿真测试环境；所述故障测试文本则可以用于检测所述CBTC系统的可靠性，即所述CBTC系统的功能是否正常，但本发明不以此为限。
请继续参考图3，所述仿真数据生成模块130包括：脚本读取单元，与所述脚本数据库170连接，用于从所述脚本数据库170中读取所述仿真测试脚本；以及数据生成单元，分别与所述脚本读取单元和所述现场数据库160连接；所述数据生成单元用于根据读取的所述仿真测试脚本中的所述测试环境构建文本，对所述现场数据库160中的所述现场网络数据进行查询，以得到所述仿真测试网络数据。
具体的，在本实施例中，所述脚本读取单元可以从所述脚本数据库170中读取所述仿真测试脚本并进行解析；所述数据生成单元根据解析后的所述测试环境构建文本可以查询所述现场网络数据，以提取得到构建所述仿真测试环境所需的数据即所述仿真测试网络数据；所述数据生成单元还可以将所述仿真测试网络数据传输至所述仿真数据预处理单元，但本发明不以此为限。
请继续参考图3，所述测试环境仿真模块140包括：仿真设备生成单元，用于根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用仿真构造器生成所述CBTC系统的仿真设备；仿真设备划分单元，分别与所述脚本读取单元和所述仿真设备连接；所述仿真设备划分单元用于根据所述测试环境构建文本将所述仿真设备划分为待测试设备和非测试设备；仿真数据预处理单元，分别与所述数据生成单元、所述待测试设备和所述非测试设备连接；所述仿真数据预处理单元用于对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，以得到所述待测试设备和所述非测试设备的时序消息队列；以及测试环境构建单元，分别与所述仿真数据预处理单元、所述待测试设备和所述非测试设备连接；所述测试环境构建单元用于将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包并传输至所述待测试设备，以构建所述仿真测试环境。
可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述仿真设备包括：车辆仿真、列车自动监控功能系统仿真、车载控制器仿真、区域控制器仿真、计算机联锁仿真中的一种或任意一组合。
具体的，在本实施例中，所述仿真设备生成单元中，可以根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用所述仿真构造器生成所述仿真设备，即采用所述CBTC系统仿真测试装置的基础框架和功能插件相结合方式生成所述仿真设备；且所述仿真设备与所述现场设备可以为相互对应的关系，以通过所述仿真设备还原所述CBTC系统的运行现场；此外，所述仿真设备中还包括车辆仿真，以便于通过车辆仿真观察所述CBTC系统进行仿真测试时的反应，从而便于判定所述CBTC系统的可靠性，但本发明不以此为限。
具体的，在本实施例中，所述仿真设备划分单元可以根据所述测试环境构建文本中的被测对象将所述仿真设备划分为所述待测试设备和所述非测试设备；例如若被测对象为VOBC，则VOBC仿真为所述待测试设备，而ATS仿真、ZC仿真和CI仿真皆为所述非测试设备；若被测对象为ATS和CI，则ATS仿真和CI仿真为所述待测试设备，而ZC仿真和VOBC仿真皆为所述非测试设备。所述仿真数据预处理单元通过对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，可以将所述仿真测试网络数据中的应用层和安全协议层进行分离，从而得到所述待测试设备和所述非测试设备的所述时序消息队列。所述测试环境构建单元将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包后传输至所述待测试设备，可以实现所述非测试设备与所述待测试设备之间的信息交互，从而复现所述CBTC系统的运行现场，进而构建更加贴近所述CBTC系统实际运行情况的所述仿真测试环境。此外，所述测试环境仿真模块还包括测试提示单元，所述测试提示单元用于生成所述待测试设备的仿真测试提示信息并传输至所述测试单元，且所述仿真测试提示信息包括自动或手动的操作序列及操作时间点，但本发明不以此为限。
请继续参考图3，所述仿真测试模块150包括：测试单元，分别与所述脚本读取单元、所述测试环境构建单元和所述待测试设备连接；所述测试单元用于在所述仿真测试环境内，根据读取的所述仿真测试脚本中的所述故障测试文本对所述待测试设备进行仿真测试，以得到所述仿真测试结果；以及测试结果分析单元，与所述测试单元连接，用于根据所述仿真测试结果分析判定所述CBTC系统的可靠性。
具体的，在本实施例中，通过所述测试环境构建单元完成所述仿真测试环境的搭建后，根据所述测试提示单元生成的所述仿真测试提示信息可以向所述测试单元自动或手工注入所述故障测试文本，使得所述测试单元可以根据所述故障测试文本对所述待测试设备进行故障测试，并将所述待测试设备对于故障的处理或反应作为所述仿真测试结果；所述测试结果分析单元根据所述仿真测试结果对所述CBTC系统的功能是否正常进行判定，从而分析所述CBTC系统的可靠性。
在本实施例中，所述CBTC系统仿真测试装置的基础框架可以采用机架式服务器(网络配置采用4个1GbE端口，其它配置可选用默认配置)上；在该服务器上设置有3个虚拟机，第一虚拟机可以作为所述现场数据库，其基本配置可以为16核CPU、16G内存、200G硬盘、Ubuntu 20.04.1LTS操作系统和2个网卡；第二虚拟机可以作为所述脚本数据库，其基本配置可以为16核CPU、16G内存、100G硬盘、Ubuntu 20.04.1LTS操作系统和2个网卡；第三虚拟机可以存储并运行所述CBTC系统仿真测试装置的其他模块(包括现场数据采集模块、脚本生成模块、仿真数据生成模块、测试环境仿真模块和仿真测试模块等)，其基本配置为16核CPU、16G内存、100G硬盘、Ubuntu 20.04.1LTS操作系统和4个网卡，但本发明不以此为限。
综上所述，本实施例提供一种CBTC系统仿真测试方法及装置，可以根据CBTC系统的现场网络数据和仿真测试脚本得到仿真测试网络数据；根据仿真测试网络数据则可以构建CBTC系统的仿真测试环境，并在仿真测试环境内对CBTC系统进行仿真测试，以检测CBTC系统的可靠性。本实施例基于现场网络数据和仿真测试脚本来复现CBTC系统运行现场，不仅可以更加贴近CBTC系统的实际运行情况，还可以实现设备轻量仿真，有效降低了进行仿真测试的经济成本和实验场地；同时仿真设备可以根据CBTC系统中现场设备并采用仿真构造器生成，无需开发人员针对特定的需求进行仿真设备开发，极大地降低了开发成本。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (16)

1.一种CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，包括：
采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；
根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；
根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；
根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及
在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。
2.如权利要求1所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，所述采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据的步骤包括：
采用数据抓包方法从所述CBTC系统的数据传输系统中采集所述现场网络数据。
3.如权利要求1所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，执行所述根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询的步骤之前还包括：
建立现场数据库，以存储采集的所述现场网络数据；
建立脚本数据库，以存储生成的所述仿真测试脚本。
4.如权利要求3所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，
所述仿真测试脚本包括测试环境构建文本和故障测试文本；所述测试环境构建文本包括被测对象、外部接口、项目名称、线路区段及运营计划中的一种或任意一组合。
5.如权利要求4所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，所述根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询的步骤包括：
从所述脚本数据库中读取所述仿真测试脚本；以及
根据读取的所述仿真测试脚本中的所述测试环境构建文本，对所述现场数据库中的所述现场网络数据进行查询，以得到所述仿真测试网络数据。
6.如权利要求5所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，所述根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统仿真测试环境的步骤包括：
根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用仿真构造器生成所述CBTC系统的仿真设备；
根据所述测试环境构建文本将所述仿真设备划分为待测试设备和非测试设备；
对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，以得到所述待测试设备和所述非测试设备的时序消息队列；以及
将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包并传输至所述待测试设备，以构建所述仿真测试环境。
7.如权利要求6所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，所述在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试的步骤包括：
在所述仿真测试环境内，根据读取的所述仿真测试脚本中的所述故障测试文本对所述待测试设备进行仿真测试，以得到所述仿真测试结果；以及
根据所述仿真测试结果分析判定所述CBTC系统的可靠性。
8.如权利要求6所述的CBTC系统仿真测试方法，其特征在于，
所述仿真设备包括：车辆仿真、列车自动监控功能系统仿真、车载控制器仿真、区域控制器仿真、计算机联锁仿真中的一种或任意一组合。
9.一种CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，包括：
现场数据采集模块(110)，与CBTC系统的数据传输系统进行连接，用于采集CBTC系统中现场设备的现场网络数据；
脚本生成模块(120)，用于根据所述CBTC系统的仿真测试需求生成仿真测试脚本；
仿真数据生成模块(130)，其分别与所述现场数据采集模块(110)和所述脚本生成模块(120)连接，所述仿真数据生成模块(130)用于根据所述仿真测试脚本对所述现场网络数据进行查询，以得到仿真测试网络数据；
测试环境仿真模块(140)，与所述仿真数据生成模块(130)连接，所述测试环境仿真模块(140)用于根据所述仿真测试网络数据构建所述CBTC系统的仿真测试环境；以及
仿真测试模块(150)，与所述测试环境仿真模块(140)连接，所述仿真测试模块(150)用于在所述仿真测试环境内，根据所述仿真测试脚本对所述CBTC系统进行仿真测试，以检测所述CBTC系统的可靠性。
10.如权利要求9所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，所述现场数据采集模块(110)具体用于采用数据抓包方法从所述数据传输系统中采集所述现场网络数据。
11.如权利要求9所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，还包括：
现场数据库(160)，与所述现场数据采集模块(110)连接，用于存储所述现场网络数据；
脚本数据库(170)，与所述脚本生成模块(120)连接，用于存储所述仿真测试脚本。
12.如权利要求11所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，
所述仿真测试脚本包括测试环境构建文本和故障测试文本；所述测试环境构建文本包括被测对象、外部接口、项目名称、线路区段及运营计划中的一种或任意一组合。
13.如权利要求12所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，所述仿真数据生成模块(130)包括：
脚本读取单元，与所述脚本数据库(170)连接，用于从所述脚本数据库(170)中读取所述仿真测试脚本；以及
数据生成单元，分别与所述脚本读取单元和所述现场数据库(160)连接；所述数据生成单元用于根据读取的所述仿真测试脚本中的所述测试环境构建文本，对所述现场数据库(160)中的所述现场网络数据进行查询，以得到所述仿真测试网络数据。
14.如权利要求13所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，所述测试环境仿真模块(140)包括：
仿真设备生成单元，用于根据所述CBTC系统中所述现场设备并采用仿真构造器生成所述CBTC系统的仿真设备；
仿真设备划分单元，分别与所述脚本读取单元和所述仿真设备连接；所述仿真设备划分单元用于根据所述测试环境构建文本将所述仿真设备划分为待测试设备和非测试设备；
仿真数据预处理单元，分别与所述数据生成单元、所述待测试设备和所述非测试设备连接；所述仿真数据预处理单元用于对所述仿真测试网络数据进行安全协议解析，以得到所述待测试设备和所述非测试设备的时序消息队列；以及
测试环境构建单元，分别与所述仿真数据预处理单元、所述待测试设备和所述非测试设备连接；所述测试环境构建单元用于将所述非测试设备的所述时序消息队列进行安全协议打包并传输至所述待测试设备，以构建所述仿真测试环境。
15.如权利要求14所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，所述仿真测试模块(150)包括：
测试单元，分别与所述脚本读取单元、所述测试环境构建单元和所述待测试设备连接；所述测试单元用于在所述仿真测试环境内，根据读取的所述仿真测试脚本中的所述故障测试文本对所述待测试设备进行仿真测试，以得到所述仿真测试结果；以及
测试结果分析单元，与所述测试单元连接，用于根据所述仿真测试结果分析判定所述CBTC系统的可靠性。
16.如权利要求14所述的CBTC系统仿真测试装置，其特征在于，
所述仿真设备包括：车辆仿真、列车自动监控功能系统仿真、车载控制器仿真、区域控制器仿真、计算机联锁仿真中的一种或任意一组合。
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