CN113635947A - 应用于城轨的联锁仿真模型设计方法及联锁仿真模型 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法及联锁仿真模型，该方法通过联锁仿真模型实现，联锁仿真模型包括：联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块和网络通信模块，该方法包括：通过联锁逻辑运算模块，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；通过站场设备信息维护模块，根据联锁逻辑运算模块的计算结果，更新站场设备的当前设备状态；通过应用信息处理模块，根据站场设备信息维护模块中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；通过网络通信模块，将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。该方法通过联锁仿真模型实现城轨列控系统的功能测试，无需真实联锁设备，减少测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，尤其涉及一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法及联锁仿真模型。
背景技术
针对城轨列控系统(CBTC)的功能测试是城市轨道交通项目开展过程中极为重要的测试工作。
测试人员通常将联锁设备和车载设备连入城轨列控系统仿真测试环境，通过输入测试案例，进行城轨列控系统的功能测试。
现有技术，需要接入真实的联锁设备，才能完成城轨列控系统的功能测试，该种测试方法依靠联锁设备的开发进度，增加系统测试的时间成本，并且在使用真实的联锁设备进行系统测试时，无法全面有效检查出车载设备存在问题，极易出现由于联锁设备与车载设备间编码错误导致的功能异常，影响城轨列控系统的测试进度。
发明内容
本发明提供一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法及联锁仿真模型，用以解决现有技术中城轨列控系统功能测试依靠联锁设备的开发进度所存在的缺陷。
本发明提供一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，所述联锁仿真模型包括：联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块和网络通信模块，所述方法包括：
通过所述联锁逻辑运算模块，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；
通过所述站场设备信息维护模块，根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态；
通过所述应用信息处理模块，根据所述站场设备信息维护模块中所述站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；
通过所述网络通信模块，将所述第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
根据本发明提供的一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，在通过所述站场设备信息维护模块，根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态后，所述方法还包括：
通过所述网络通信模块，接收所述车载设备发送的第二应用数据；
通过所述应用信息处理模块，根据所述第二应用数据和所述当前设备状态，得到第三应用数据；
通过所述网络通信模块，将所述第三应用数据发送至所述车载设备。
根据本发明提供的一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，所述模型还包括：应答器报文更改模块；
在通过所述站场设备信息维护模块，根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态后，所述方法还包括：
通过所述应答器报文更改模块，根据所述站场设备的当前设备状态，选择应答器报文；
通过所述网络通信模块，将所述应答器报文发送至所述车载设备。
根据本发明提供的一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，所述站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
本发明还提供一种应用于城轨的联锁仿真模型，包括：
联锁逻辑运算模块，用于根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；
站场设备信息维护模块，用于根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态；
应用信息处理模块，用于根据所述站场设备信息维护模块中所述站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；
网络通信模块，用于将所述第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
根据本发明提供的一种应用于城轨的联锁仿真模型，所述网络通信模块，还用于接收所述车载设备发送的第二应用数据；
所述应用信息处理模块，还用于根据所述第二应用数据和所述当前设备状态，得到第三应用数据；
所述网络通信模块，还用于将所述第三应用数据发送至所述车载设备。
根据本发明提供的一种应用于城轨的联锁仿真模型，所述模型还包括：
应答器报文更改模块，用于根据所述当前设备状态，选择应答器报文；
所述网络通信模块，还用于将所述应答器报文发送至所述车载设备。
根据本发明提供的一种应用于城轨的联锁仿真模型，所述站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
本发明还提供一种应用于城轨的联锁测试系统，所述系统包括：如上所述的联锁仿真模型和车载设备，所述联锁仿真模型包括联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块、网络通信模块和应答器报文更改模块；
所述联锁逻辑运算模块的输出端与所述站场设备信息维护模块的输入端相连；
所述站场设备信息维护模块与所述应用信息处理模块、所述网络通信模块和所述应答器报文更改模块相连；
所述网络通信模块与所述应用信息处理模块和所述应答器报文更改模块相连；
所述联锁逻辑运算模块，用于根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；
所述站场设备信息维护模块，用于根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态；
所述应用信息处理模块，用于根据所述站场设备信息维护模块中所述站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；
所述应答器报文更改模块，用于根据所述当前设备状态，选择应答器报文；
所述网络通信模块，用于将所述第一应用数据和所述应答器报文发送至所述车载设备。本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述应用于城轨的联锁仿真模型设计方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述应用于城轨的联锁仿真模型设计方法的步骤。
本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法及联锁仿真模型，通过与车载设备连接，可以实现城轨列控系统的功能测试，无需真实的联锁设备，有利于减少测试成本，作为系统测试阶段的有利补充，提升系统测试准确性和全面性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法的流程示意图；
图2是本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型的结构示意图；
图3是本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型的联锁逻辑运算的流程示意图；
图4是本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型发送应用信息的流程示意图；
图5是本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型处理应用信息的流程示意图；
图6是本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型的更改应答器报文的流程示意图；
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图6描述本发明的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法。
现有技术中，测试人员通常将联锁设备和车载设备连入城轨列控系统仿真测试环境，输入测试案例，进行城轨列控系统的功能测试。
其中，联锁设备可以将车站内所有纳入联锁管辖的信号机、轨道电路及道岔等相对独立的信号设备构成一种既相互联系又相互制约的联锁关系，并进行集中控制，保证行车安全。
如图1所示，本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，包括步骤110至步骤140。
本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法用于设计联锁仿真模型，设计的联锁仿真模型应用于城轨列控系统的功能测试，该设计方法的执行主体可以为具有城轨列控系统仿真测试环境的测试设备的控制器。
如图2所示，联锁仿真模型，包括：联锁逻辑运算模块10、站场设备信息维护模块20、应用信息处理模块30和网络通信模块40。
联锁仿真模型可以模拟真实联锁设备的联锁功能，可以与车载设备连接，在城轨列控系统仿真测试环境下，进行城轨列控系统的功能测试。
可以理解的是，联锁仿真模型可以搭载于具有城轨列控系统仿真测试环境的测试设备中，仿真测试环境是城市轨道交通进行列车行车测试的仿真测试环境。
测试人员可以通过对仿真测试环境的运行图界面的输入，利用联锁仿真模型，进行城轨列控系统的测试用例的测试。
其中，运行图界面可以包括仿真测试环境中所有的站场设备、车载设备和行车轨线等信息。
步骤110、通过联锁逻辑运算模块10，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果。
联锁逻辑运算模块10可以根据选路指令和当前设备状态，进行联锁运算逻辑，计算得到进路选择结果，进路选择结果可以作为站场设备的设备状态更新的参考基础。
其中，选路指令属于测试人员输入的测试用例，测试设备接收到选路指令后，联锁逻辑运算模块10根据联锁运算逻辑进行计算，得到进路选择结果。
例如，测试人员输入办理进路的选路指令，联锁逻辑运算模块10根据办理进路的选路指令进行联锁逻辑运算，得到在该选路指令的进路情况下的进路选择结果。
其中，进路是指列车在车站内运行的路径，包括列车进路、调车进路等。
步骤120、通过站场设备信息维护模块20，根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态。
在该步骤中，站场设备信息维护模块20根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态。
站场设备信息维护模块20所更新的站场设备的当前设备状态，可以在仿真测试环境的运行图界面中进行显示。
站场设备可以包括道岔、信号机、轨道区段、屏蔽门及紧急关闭按钮等设备。
可以理解的是，测试人员可以通过对运行图界面的输入，修改站场设备的设备状态，例如，在运行图界面点击信号机、道岔、轨道区段图元，修改对应站场设备的设备状态。
测试人员也可以通过对运行图界面的输入，控制修改联锁仿真模型中的设备信息，增加或减少站场设备。
步骤130、通过应用信息处理模块30，根据站场设备信息维护模块20中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据。
应用信息处理模块30可以生成和处理应用数据，其中，应用数据指将联锁仿真模型的信息进行应用层协议处理，可以在测试设备、站场设备和车载设备间进行传递通信的信息和数据。
应用信息处理模块30根据站场设备信息维护模块20更新的站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据。
在实际执行中，应用信息处理模块30针对信号机、道岔、站台门、站台门紧急关闭按钮、计轴区段等设备信息建立相应的类，得到不同的第一应用数据。
步骤140、通过网络通信模块40，将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
联锁仿真模型通过网络通信模块40与车载设备和测试设备建立通信连接，站场设备信息维护模块20更新站场设备的当前设备状态，可通过网络通信模块40发送至测试设备，在运行图界面显示更新。
网络通信模块40还可以将应用信息处理模块30生成的第一应用数据，发送至车载设备和区域控制中心，完成城轨列控系统中车载设备、区域控制中心和联锁设备完成的测试工作。
下面介绍一个具体的实施例。
在实际执行中，测试人员点击运行图界面的始端信号机，弹出办理进路列车进路和调车进路选项，选择指定进路类型后，始端信号机开始闪烁，再点击终端信号机，完成选路指令的输入。
联锁仿真模型收到办理进路及始终端信号机状态后，根据联锁表信息识别进路是否符合规范。
其中，办理进路结果可以包括以下三种情况。
其一、通过转动道岔，修改轨道区段状态和信号机状态，进路办理成功。
其二、进路存在，但该进路不符合办理进路条件，提示进路未办理原因。
其三、进路不存在，提示无此进路。
如图3所示，联锁仿真模型中的联锁逻辑运算模块10根据选路指令，进行联锁逻辑运算。
进路内设备状态符合进路办理条件，选路，逻辑运算块350执行转换道岔，逻辑运算块310执行信号机开放；进路内设备不符合进路办理条件时，逻辑运算块320执行信号机关闭；人工解锁降级时，逻辑运算块330执行信号机关闭；联锁进路表中未配置进路，逻辑运算块320和逻辑运算块330执行结果为未搜索到进路，逻辑运算块340执行进路解锁。
针对某一进路，若存在该进路，且符合进路办理条件，始端信号机开放，道岔转换动作到位，区段锁闭。
若存在该进路，但不符合进路办理条件，向车载设备和站场设备反馈进路办理失败，信号机关闭，区段轨道未锁闭。
若不存在该进路向车载设备和站场设备反馈无此进路消息，不对设备进行任何操作；对测试设备反馈进路办理失败，无此进路。
取消该进路后，该进路立即解锁，进路解锁通过更改进路状态按钮实现。
根据联锁逻辑运算模块10的联锁逻辑运算，得到进路选择结果，进而在站场设备信息维护模块20更新当前设备状态。
如图4所示，生成并发送应用信息包。
其中，应用信息包中包括多种应用数据。
步骤410、获取外部设备发送的应用信息。
步骤420、更新信息对象状态。
步骤430、生成发送至外部设备的应用信息，根据更新站场设备的当前设备状态，生成发送至外部设备的应用信息包，外部设备包括车载设备和区域控制中心。
通过应用信息处理模块30和网络通信模块40与车载设备建立通信连接，通过站场设备信息维护模块20和联锁逻辑运算模块10现了信号机、道岔及进路等设备信息的关联和更新，根据用户的测试用例，得到相应的测试结果，实现城轨列控系统的功能测试，克服城轨列控系统中由于联锁设备开发进度滞后无法进行系统功能测试的缺陷。
根据本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，通过联锁仿真模型与车载设备连接可以，实现城轨列控系统的功能测试，兼容现有的城轨列控系统的仿真测试环境，减少测试成本，作为系统测试阶段的有利补充，提升系统测试准确性和全面性。
在一些实施例中，步骤120之后，还可以通过网络通信模块40，接收车载设备发送的第二应用数据，通过应用信息处理模块30，根据第二应用数据和当前设备状态，得到第三应用数据，再通过网络通信模块40将第三应用数据发送至车载设备。
应用信息处理模块30接收第二应用数据得到第三应用数据是对车载设备反馈的应用信息的处理。
车载设备反馈的应用信息包括心跳、控制信息和注销请求信息等应用信息。
如图5所示，为应用信息处理模块30处理车载设备反馈的应用信息的处理流程。
步骤510、从接收的应用消息的队列中取出应用消息，判断车载设备反馈的应用消息的类型。
步骤520、应用消息为心跳。
步骤521、向车载设备反馈心跳。
步骤530、应用消息为控制信息。
步骤531、控制信息为站台门的开闭状态。
步骤532、向仿真测试环境反馈站台门的开闭状态。
步骤533、控制信息为站台门的轨道区段ID。
步骤534、根据轨道区段ID，获取该轨道区段上下信号机状态。
步骤535、向车载设备发送上下信号机状态。
步骤540、应用消息为注销请求信息。
步骤541、向车载设备反馈注销请求指令。
向车载设备反馈对应的应用信息后，再从接收的应用消息的队列中继续取出应用消息，进行处理。
应用信息处理模块30对车载设备发送的应用信息进行处理，完成城轨列控系统中车载设备与联锁仿真模型间发送、接收、处理以及反馈应用信息的功能测试。
在一些实施例中，如图2所示，联锁仿真模型还包括应答器报文更改模块50，在步骤120之后，测试方法还可以包括：通过应答器报文更改模块50，根据站场设备的当前设备状态，选择应答器报文；通过网络通信模块40将应答器报文发送至车载设备。
其中，应答器报文更改模块50可以周期性地根据站场设备信息维护模块20更新的当前设备状态，选择应答器报文。
应答器报文更改模块50更改应答器报文时，通过网络通信模块40将应答器报文相关的信息发送至测试设备的仿真测试环境。
可以理解的是，测试人员可以通过接口平台修改有源应答器报文。
下面介绍一个应答器报文自动更改的具体实施例。
联锁仿真模型读取数据表初始化应答器设备信息，应答器设备信息包括信号机ID、道岔ID和轨道区段ID。
其中，轨道区段ID通过数据表配置的进路ID查找进路内区段获取。
如图6所示，报文自动更改模块周期处理所有应答器报文，实现应答器报文的自动更改。
步骤610、启动应答器报文处理线程。
步骤620、遍历应答器。
步骤630、通过信号机ID检查信号机是否为红灯。
步骤631、若信号机为红灯，应答器更改至红灯报文。
步骤640、若信号机为黄灯或绿灯，检查道岔状态是否处在指定位置，是否与预期一致。
步骤641、道岔状态不一致，应答器更改至红灯报文。
步骤650、道岔状态一致，根据轨道区段ID，检查轨道区段限速状态，按照最小限速的条件，查找符合条件的应答器报文。
步骤651、应答器更改至指定条件的报文。
在实际执行中，测试人员可以通过运行图界面更改应答器报文，应答器报文更改后，仿真测试环境不再处理联锁仿真模型发送的设置报文信息，点击运行图恢复应答器按钮后，仿真测试环境恢复处理联锁仿真模型发送的设置报文信息。
在一些实施例中，站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
轨道区段单元包括计轴区段和逻辑区段。
计轴区段的设备状态包括计轴设备所在信息包中的偏移和计轴区段的占用状态。
逻辑区段的设备状态包括：逻辑区段与计轴区段的关联关系、逻辑区段的锁闭状态和占用状态、逻辑区段包含的道岔名称、逻辑区段与相邻轨道单元的连接关系以及逻辑区段的轨道单元状态。
信号机单元的设备状态包括：信号机设备所在信息包中的偏移、信号机属性以及信号机状态。
其中，信号机属性包括信号机的编码、类型、方向和保护区段。
进路单元的设备状态包括：进路属性和进路状态。
其中，进路属性包括进路所属站、类型、始终端信号机、方向和进路内股道等属性。
道岔单元的设备状态包括：道岔设备所在信息包中的偏移和道岔状态。
应答器单元的设备状态包括：应答器属性编号、应答器所属联锁和应答器报文集合。
应答器报文单元的设备状态包括：所属应答器编号、报文及报文相关属性。报文相关属性包括关联信号机、亮灯类型、道岔列表以及轨道区段列表。
下面对本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型进行描述，下文描述的应用于城轨的联锁仿真模型可以基于上文描述的联锁仿真模型设计方法得到。
如图2所示，本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型，包括：联锁逻辑运算模块10、站场设备信息维护模块20、应用信息处理模块30和网络通信模块40。
联锁仿真模型可以模拟真实联锁设备的联锁功能，可以与车载设备连接，在城轨列控系统仿真测试环境下，进行城轨列控系统的功能测试。
联锁逻辑运算模块10，用于根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果。
其中，选路指令属于测试人员输入的测试用例，测试设备接收到选路指令后，联锁逻辑运算模块10根据联锁运算逻辑进行计算，得到进路选择结果，进路选择结果可以作为站场设备的设备状态更新的参考基础。
例如，测试人员输入办理进路的选路指令，联锁逻辑运算模块10根据办理进路的选路指令进行联锁逻辑运算，得到在该选路指令的进路情况下的进路选择结果。
其中，进路是指列车在车站内运行的路径，包括列车进路、调车进路和敌对进路等。
站场设备信息维护模块20，用于根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态。
在该步骤中，站场设备信息维护模块20根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态。
站场设备信息维护模块20所更新的站场设备的当前设备状态，可以在仿真测试环境的运行图界面中进行显示。
站场设备可以包括道岔、信号机、轨道区段、屏蔽门及紧急关闭按钮等设备。
可以理解的是，测试人员可以通过对运行图界面的输入，修改站场设备的设备状态，例如，在运行图界面点击信号机、道岔、轨道区段图元，修改对应站场设备的设备状态。
测试人员也可以通过对运行图界面的输入，控制修改联锁仿真模型中的设备信息，增加或减少站场设备。
应用信息处理模块30，用于根据站场设备信息维护模块20中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据。
应用信息处理模块30可以生成和处理应用数据，其中，应用数据指将联锁仿真模型的信息进行应用层协议处理，可以在测试设备、站场设备和车载设备间进行传递通信的信息和数据。
应用信息处理模块30根据站场设备信息维护模块20更新的站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据。
在实际执行中，应用信息处理模块30针对信号机、道岔、站台门、站台门紧急关闭按钮、计轴区段等设备信息建立相应的类，得到不同的第一应用数据。
网络通信模块40，用于将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
联锁仿真模型通过网络通信模块40与车载设备和测试设备建立通信连接，站场设备信息维护模块20更新站场设备的当前设备状态，可通过网络通信模块40发送至测试设备，在运行图界面显示更新。
网络通信模块40还可以将应用信息处理模块30生成的第一应用数据，发送至车载设备和区域控制中心，完成城轨列控系统中车载设备、区域控制中心和联锁设备完成的测试工作。
下面介绍一个具体的实施例。
在实际执行中，测试人员点击运行图界面的始端信号机，弹出办理进路列车进路和调车进路选项，选择指定进路类型后，始端信号机开始闪烁，再点击终端信号机，完成选路指令的输入。
联锁仿真模型收到办理进路及始终端信号机状态后，根据联锁表信息识别进路是否符合规范。
其中，办理进路结果可以包括以下三种情况。
其一、通过转动道岔，修改轨道区段状态和信号机状态，进路办理成功。
其二、进路存在，但该进路不符合办理进路条件，提示进路未办理原因。
其三、进路不存在，提示无此进路。
如图3所示，联锁仿真模型中的联锁逻辑运算模块10根据选路指令，进行联锁逻辑运算。
进路内设备状态符合进路办理条件，选路，逻辑运算块350执行转换道岔，逻辑运算块310执行信号机开放；进路内设备不符合进路办理条件时，逻辑运算块320执行信号机关闭；人工解锁降级时，逻辑运算块330执行信号机关闭；联锁进路表中未配置进路，逻辑运算块320和逻辑运算块330执行结果为未搜索到进路，逻辑运算块340执行进路解锁。
针对某一进路，若存在该进路，且符合进路办理条件，始端信号机开放，道岔转换动作到位，区段锁闭。
若存在该进路，但不符合进路办理条件，向车载设备和站场设备反馈进路办理失败，信号机关闭，区段轨道未锁闭。
若不存在该进路向车载设备和站场设备反馈无此进路消息，不对设备进行任何操作；对测试设备反馈进路办理失败，无此进路。
取消该进路后，该进路立即解锁，进路解锁通过更改进路状态按钮实现。
根据联锁逻辑运算模块10的联锁逻辑运算，得到进路选择结果，进而在站场设备信息维护模块20更新当前设备状态。
如图4所示，生成并发送应用信息包。
其中，应用信息包中包括多种应用数据。
步骤410、获取外部设备发送的应用信息。
步骤420、更新信息对象状态。
步骤430、生成发送至外部设备的应用信息，根据更新站场设备的当前设备状态，生成发送至外部设备的应用信息包，外部设备包括车载设备和区域控制中心。
通过应用信息处理模块30和网络通信模块40与车载设备建立通信连接，通过站场设备信息维护模块20和联锁逻辑运算模块10现了信号机、道岔及进路等设备信息的关联和更新，根据用户的测试用例，得到相应的测试结果，实现城轨列控系统的功能测试。
根据本发明提供的应用于城轨的联锁仿真模型，实现城轨列控系统的功能测试，兼容现有的城轨列控系统的仿真测试环境，减少测试成本，作为系统测试阶段的有利补充，提升系统测试准确性和全面性。
在一些实施例中，网络通信模块40，还用于接收车载设备发送的第二应用数据，应用信息处理模块30，还用于根据第二应用数据和当前设备状态，得到第三应用数据，网络通信模块40，还用于将第三应用数据发送至车载设备。
应用信息处理模块30接收第二应用数据得到第三应用数据是对车载设备反馈的应用信息的处理。
车载设备反馈的应用信息包括心跳、控制信息和注销请求信息等应用信息。
如图5所示，为应用信息处理模块30处理车载设备反馈的应用信息的处理流程。
步骤510、从接收的应用消息的队列中取出应用消息，判断车载设备反馈的应用消息的类型。
步骤520、应用消息为心跳。
步骤521、向车载设备反馈心跳。
步骤530、应用消息为控制信息。
步骤531、控制信息为站台门的开闭状态。
步骤532、向仿真测试环境反馈站台门的开闭状态。
步骤533、控制信息为站台门的轨道区段ID。
步骤534、根据轨道区段ID，获取该轨道区段上下信号机状态。
步骤535、向车载设备发送上下信号机状态。
步骤540、应用消息为注销请求信息。
步骤541、向车载设备反馈注销请求指令。
向车载设备反馈对应的应用信息后，再从接收的应用消息的队列中继续取出应用消息，进行处理。
应用信息处理模块30对车载设备发送的应用信息进行处理，完成城轨列控系统中车载设备与联锁仿真模型间发送、接收、处理以及反馈应用信息的功能测试。
在一些实施例中，如图2所示，联锁仿真模型还包括应答器报文更改模块50，用于根据站场设备的当前设备状态，选择应答器报文；网络通信模块40，还用于将应答器报文发送至车载设备。
其中，应答器报文更改模块50可以周期性地根据站场设备信息维护模块20更新的当前设备状态，选择应答器报文。
应答器报文更改模块50更改应答器报文时，通过网络通信模块40将应答器报文相关的信息发送至测试设备的仿真测试环境。
可以理解的是，测试人员可以通过接口平台修改有源应答器报文。
下面介绍一个应答器报文自动更改的具体实施例。
联锁仿真模型读取数据表初始化应答器设备信息，应答器设备信息包括信号机ID、道岔ID和轨道区段ID。
其中，轨道区段ID通过数据表配置的进路ID查找进路内区段获取。
如图6所示，报文自动更改模块周期处理所有应答器报文，实现应答器报文的自动更改。
步骤610、启动应答器报文处理线程。
步骤620、遍历应答器。
步骤630、通过信号机ID检查信号机是否为红灯。
步骤631、若信号机为红灯，应答器更改至红灯报文。
步骤640、若信号机为黄灯或绿灯，检查道岔状态是否处在指定位置，是否与预期一致。
步骤641、道岔状态不一致，应答器更改至红灯报文。
步骤650、道岔状态一致，根据轨道区段ID，检查轨道区段限速状态，按照最小限速的条件，查找符合条件的应答器报文。
步骤651、应答器更改至指定条件的报文。
在实际执行中，测试人员可以通过运行图界面更改应答器报文，应答器报文更改后，仿真测试环境不再处理联锁仿真模型发送的设置报文信息，点击运行图恢复应答器按钮后，仿真测试环境恢复处理联锁仿真模型发送的设置报文信息。
在一些实施例中，站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
轨道区段单元包括计轴区段和逻辑区段。
计轴区段的设备状态包括计轴设备所在信息包中的偏移和计轴区段的占用状态。
逻辑区段的设备状态包括：逻辑区段与计轴区段的关联关系、逻辑区段的锁闭状态和占用状态、逻辑区段包含的道岔名称、逻辑区段与相邻轨道单元的连接关系以及逻辑区段的轨道单元状态。
信号机单元的设备状态包括：信号机设备所在信息包中的偏移、信号机属性以及信号机状态。
其中，信号机属性包括信号机的编码、类型、方向和保护区段。
进路单元的设备状态包括：进路属性和进路状态。
其中，进路属性包括进路所属站、类型、始终端信号机、方向和进路内股道等属性。
道岔单元的设备状态包括：道岔设备所在信息包中的偏移和道岔状态。
应答器单元的设备状态包括：应答器属性编号、应答器所属联锁和应答器报文集合。
应答器报文单元的设备状态包括：所属应答器编号、报文及报文相关属性。报文相关属性包括关联信号机、亮灯类型、道岔列表以及轨道区段列表。
本发明还提供一种应用于城轨的联锁测试系统，该系统包括：如上述的联锁仿真模型和车载设备，联锁仿真模型包括联锁逻辑运算模块10、站场设备信息维护模块20、应用信息处理模块30、网络通信模块40和应答器报文更改模块50。
其中，联锁逻辑运算模块10的输出端与站场设备信息维护模块20的输入端相连；站场设备信息维护模块20与应用信息处理模块30、网络通信模块40和应答器报文更改模块50相连；网络通信模块40与应用信息处理模块30和应答器报文更改模块50相连。
联锁逻辑运算模块10，用于根据选路指令和当前设备状态，进行联锁运算逻辑，计算得到进路选择结果；
站场设备信息维护模块20，用于根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态；
应用信息处理模块30，用于根据站场设备信息维护模块20中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；
应答器报文更改模块40，用于根据当前设备状态，选择应答器报文；
网络通信模块50，用于将第一应用数据和应答器报文发送至车载设备和区域控制中心。
联锁仿真模型可以模拟真实联锁设备的联锁功能，可以与车载设备连接，联锁测试系统设有城轨列控系统仿真测试环境，可以进行城轨列控系统的功能测试。
联锁逻辑运算模块10，用于根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果。
其中，选路指令属于测试人员输入的测试用例，测试设备接收到选路指令后，联锁逻辑运算模块10根据联锁运算逻辑进行计算，得到进路选择结果，进路选择结果可以作为站场设备的设备状态更新的参考基础。
例如，测试人员输入办理进路的选路指令，联锁逻辑运算模块10根据办理进路的选路指令进行联锁逻辑运算，得到在该选路指令的进路情况下的进路选择结果。
其中，进路是指列车在车站内运行的路径，包括列车进路、调车进路和敌对进路等。
站场设备信息维护模块20，用于根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态。
在该步骤中，站场设备信息维护模块20根据联锁逻辑运算模块10的计算结果，更新站场设备的当前设备状态。
站场设备信息维护模块20所更新的站场设备的当前设备状态，可以在仿真测试环境的运行图界面中进行显示。
站场设备可以包括道岔、信号机、轨道区段、屏蔽门及紧急关闭按钮等设备。
可以理解的是，测试人员可以通过对运行图界面的输入，修改站场设备的设备状态，例如，在运行图界面点击信号机、道岔、轨道区段图元，修改对应站场设备的设备状态。
测试人员也可以通过对运行图界面的输入，控制修改联锁仿真模型中的设备信息，增加或减少站场设备。
应用信息处理模块30，用于根据站场设备信息维护模块20中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据。
应用信息处理模块30可以生成和处理应用信息，其中，应用信息指将联锁仿真模型的信息进行应用层协议处理，可以在测试设备、站场设备和车载设备间进行传递通信的信息。
应用信息处理模块30根据站场设备信息维护模块20更新的站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据。
在实际执行中，应用信息处理模块30针对信号机、道岔、站台门、站台门紧急关闭按钮、计轴区段等设备信息建立相应的类，得到不同的第一应用数据。
网络通信模块40，用于将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
联锁仿真模型通过网络通信模块40与车载设备和测试设备建立通信连接，站场设备信息维护模块20更新站场设备的当前设备状态，可通过网络通信模块40发送至测试设备，在运行图界面显示更新。
网络通信模块40还可以将应用信息处理模块30生成的第一应用数据，发送至车载设备和区域控制中心，完成城轨列控系统中车载设备、区域控制中心和联锁设备完成的测试工作。
下面介绍一个具体的实施例。
在实际执行中，测试人员点击运行图界面的始端信号机，弹出办理进路列车进路和调车进路选项，选择指定进路类型后，始端信号机开始闪烁，再点击终端信号机，完成选路指令的输入。
联锁仿真模型收到办理进路及始终端信号机状态后，根据联锁表信息识别进路是否符合规范。
其中，办理进路结果可以包括以下三种情况。
其一、通过转动道岔，修改轨道区段状态和信号机状态，进路办理成功。
其二、进路存在，但该进路不符合办理进路条件，提示进路未办理原因。
其三、进路不存在，提示无此进路。
如图3所示，联锁仿真模型中的联锁逻辑运算模块10根据选路指令，进行联锁逻辑运算。
进路内设备状态符合进路办理条件，选路，逻辑运算块350执行转换道岔，逻辑运算块310执行信号机开放；进路内设备不符合进路办理条件时，逻辑运算块320执行信号机关闭；人工解锁降级时，逻辑运算块330执行信号机关闭；联锁进路表中未配置进路，逻辑运算块320和逻辑运算块330执行结果为未搜索到进路，逻辑运算块340执行进路解锁。
针对某一进路，若存在该进路，且符合进路办理条件，始端信号机开放，道岔转换动作到位，区段锁闭。
若存在该进路，但不符合进路办理条件，向车载设备和站场设备反馈进路办理失败，信号机关闭，区段轨道未锁闭。
若不存在该进路向车载设备和站场设备反馈无此进路消息，不对设备进行任何操作；对测试设备反馈进路办理失败，无此进路。
取消该进路后，该进路立即解锁，进路解锁通过更改进路状态按钮实现。
根据联锁逻辑运算模块10的联锁逻辑运算，得到进路选择结果，进而在站场设备信息维护模块20更新当前设备状态。
如图4所示，生成并发送应用信息包。
其中，应用信息包中包括多种应用数据。
步骤410、获取外部设备发送的应用信息。
步骤420、更新信息对象状态。
步骤430、生成发送至外部设备的应用信息，根据更新站场设备的当前设备状态，生成发送至外部设备的应用信息包，外部设备包括车载设备和区域控制中心。
通过应用信息处理模块30和网络通信模块40与车载设备建立通信连接，通过站场设备信息维护模块20和联锁逻辑运算模块10现了信号机、道岔及进路等设备信息的关联和更新，根据用户的测试用例，得到相应的测试结果，实现城轨列控系统的功能测试。
根据本发明提供的应用于城轨的联锁测试系统，实现城轨列控系统的功能测试，无需真实联锁设备，减少测试成本，作为系统测试阶段的有利补充，提升系统测试准确性和全面性。
在一些实施例中，网络通信模块40，还用于接收车载设备发送的第二应用数据，应用信息处理模块30，还用于根据第二应用数据和当前设备状态，得到第三应用数据，网络通信模块40，还用于将第三应用数据发送至车载设备。
应用信息处理模块30接收第二应用数据得到第三应用数据是对车载设备反馈的应用信息的处理。
车载设备反馈的应用信息包括心跳、控制信息和注销请求信息等应用信息。
如图5所示，为应用信息处理模块30处理车载设备反馈的应用信息的处理流程。
步骤510、从接收的应用消息的队列中取出应用消息，判断车载设备反馈的应用消息的类型。
步骤520、应用消息为心跳。
步骤521、向车载设备反馈心跳。
步骤530、应用消息为控制信息。
步骤531、控制信息为站台门的开闭状态。
步骤532、向仿真测试环境反馈站台门的开闭状态。
步骤533、控制信息为站台门的轨道区段ID。
步骤534、根据轨道区段ID，获取该轨道区段上下信号机状态。
步骤535、向车载设备发送上下信号机状态。
步骤540、应用消息为注销请求信息。
步骤541、向车载设备反馈注销请求指令。
向车载设备反馈对应的应用信息后，再从接收的应用消息的队列中继续取出应用消息，进行处理。
应用信息处理模块30对车载设备发送的应用信息进行处理，完成城轨列控系统中车载设备与联锁仿真模型间发送、接收、处理以及反馈应用信息的功能测试。
在一些实施例中，如图2所示，联锁仿真模型还包括应答器报文更改模块50，用于根据站场设备的当前设备状态，选择应答器报文；网络通信模块40，还用于将应答器报文发送至车载设备。
其中，应答器报文更改模块50可以周期性地根据站场设备信息维护模块20更新的当前设备状态，选择应答器报文。
应答器报文更改模块50更改应答器报文时，通过网络通信模块40将应答器报文相关的信息发送至测试设备的仿真测试环境。
可以理解的是，测试人员可以通过接口平台修改有源应答器报文。
下面介绍一个应答器报文自动更改的具体实施例。
联锁仿真模型读取数据表初始化应答器设备信息，应答器设备信息包括信号机ID、道岔ID和轨道区段ID。
其中，轨道区段ID通过数据表配置的进路ID查找进路内区段获取。
如图6所示，报文自动更改模块周期处理所有应答器报文，实现应答器报文的自动更改。
步骤610、启动应答器报文处理线程。
步骤620、遍历应答器。
步骤630、通过信号机ID检查信号机是否为红灯。
步骤631、若信号机为红灯，应答器更改至红灯报文。
步骤640、若信号机为黄灯或绿灯，检查道岔状态是否处在指定位置，是否与预期一致。
步骤641、道岔状态不一致，应答器更改至红灯报文。
步骤650、道岔状态一致，根据轨道区段ID，检查轨道区段限速状态，按照最小限速的条件，查找符合条件的应答器报文。
步骤651、应答器更改至指定条件的报文。
在实际执行中，测试人员可以通过运行图界面更改应答器报文，应答器报文更改后，仿真测试环境不再处理联锁仿真模型发送的设置报文信息，点击运行图恢复应答器按钮后，仿真测试环境恢复处理联锁仿真模型发送的设置报文信息。
在一些实施例中，站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
轨道区段单元包括计轴区段和逻辑区段。
计轴区段的设备状态包括计轴设备所在信息包中的偏移和计轴区段的占用状态。
逻辑区段的设备状态包括：逻辑区段与计轴区段的关联关系、逻辑区段的锁闭状态和占用状态、逻辑区段包含的道岔名称、逻辑区段与相邻轨道单元的连接关系以及逻辑区段的轨道单元状态。
信号机单元的设备状态包括：信号机设备所在信息包中的偏移、信号机属性以及信号机状态。
其中，信号机属性包括信号机的编码、类型、方向和保护区段。
进路单元的设备状态包括：进路属性和进路状态。
其中，进路属性包括进路所属站、类型、始终端信号机、方向和进路内股道等属性。
道岔单元的设备状态包括：道岔设备所在信息包中的偏移和道岔状态。
应答器单元的设备状态包括：应答器属性编号、应答器所属联锁和应答器报文集合。
应答器报文单元的设备状态包括：所属应答器编号、报文及报文相关属性。报文相关属性包括关联信号机、亮灯类型、道岔列表以及轨道区段列表。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，该联锁仿真模型包括：联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块和网络通信模块，该方法包括：通过联锁逻辑运算模块，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；通过站场设备信息维护模块，根据联锁逻辑运算模块的计算结果，更新站场设备的当前设备状态；通过应用信息处理模块，根据站场设备信息维护模块中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；通过网络通信模块，将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，该联锁仿真模型包括：联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块和网络通信模块，该方法包括：通过联锁逻辑运算模块，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；通过站场设备信息维护模块，根据联锁逻辑运算模块的计算结果，更新站场设备的当前设备状态；通过应用信息处理模块，根据站场设备信息维护模块中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；通过网络通信模块，将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，该联锁仿真模型包括：联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块和网络通信模块，该方法包括：通过联锁逻辑运算模块，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；通过站场设备信息维护模块，根据联锁逻辑运算模块的计算结果，更新站场设备的当前设备状态；通过应用信息处理模块，根据站场设备信息维护模块中站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；通过网络通信模块，将第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
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各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，其特征在于，所述联锁仿真模型包括：联锁逻辑运算模块、站场设备信息维护模块、应用信息处理模块和网络通信模块，所述方法包括：
通过所述联锁逻辑运算模块，根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；
通过所述站场设备信息维护模块，根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态；
通过所述应用信息处理模块，根据所述站场设备信息维护模块中所述站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；
通过所述网络通信模块，将所述第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
2.根据权利要求1所述的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，其特征在于，在通过所述站场设备信息维护模块，根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态后，所述方法还包括：
通过所述网络通信模块，接收所述车载设备发送的第二应用数据；
通过所述应用信息处理模块，根据所述第二应用数据和所述当前设备状态，得到第三应用数据；
通过所述网络通信模块，将所述第三应用数据发送至所述车载设备。
3.根据权利要求1所述的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，其特征在于，所述模型还包括：应答器报文更改模块；
在通过所述站场设备信息维护模块，根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态后，所述方法还包括：
通过所述应答器报文更改模块，根据所述站场设备的当前设备状态，选择应答器报文；
通过所述网络通信模块，将所述应答器报文发送至所述车载设备。
4.根据权利要求1-3任一项所述的应用于城轨的联锁仿真模型设计方法，其特征在于，所述站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
5.一种应用于城轨的联锁仿真模型，其特征在于，包括：
联锁逻辑运算模块，用于根据选路指令和当前设备状态，计算得到进路选择结果；
站场设备信息维护模块，用于根据所述联锁逻辑运算模块的计算结果，更新所述站场设备的当前设备状态；
应用信息处理模块，用于根据所述站场设备信息维护模块中所述站场设备的当前设备状态，得到第一应用数据；
网络通信模块，用于将所述第一应用数据发送至车载设备和区域控制中心。
6.根据权利要求5所述的应用于城轨的联锁仿真模型，其特征在于，
所述网络通信模块，还用于接收所述车载设备发送的第二应用数据；
所述应用信息处理模块，还用于根据所述第二应用数据和所述当前设备状态，得到第三应用数据；
所述网络通信模块，还用于将所述第三应用数据发送至所述车载设备。
7.根据权利要求5所述的应用于城轨的联锁仿真模型，其特征在于，所述模型还包括：
应答器报文更改模块，用于根据所述当前设备状态，选择应答器报文；
所述网络通信模块，还用于将所述应答器报文发送至所述车载设备。
8.根据权利要求5-7任一项所述的应用于城轨的联锁仿真模型，其特征在于，所述站场设备的设备状态包括：轨道区段单元、信号机单元、进路单元、道岔单元、应答器单元及应答器报文单元的设备状态。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述应用于城轨的联锁仿真模型设计方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述应用于城轨的联锁仿真模型设计方法的步骤。
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