CN113741385A - 轨道信号测试系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种轨道信号测试系统，属于轨道领域，其灵活程度高，能够降低轨道信号系统的软硬件返工率，大大降低了工作量以及对轨道信号系统进行查漏补缺的难度。一种轨道信号测试系统，包括：轨道信号系统中已被实施的设备中的至少部分已实施设备；至少一个自动测试设备，所述自动测试设备利用既有工程数据进行配置，配置后的自动测试设备被用作所述轨道信号系统中尚未被实施的设备中的至少部分未实施设备，所述既有工程数据是实现所述至少部分已实施设备的测试所需的数据；配置后的自动测试设备和所述至少部分已实施设备之间进行互动，来对所述轨道信号系统的功能进行测试。

Description

轨道信号测试系统
技术领域
本公开涉及轨道领域，具体地，涉及一种轨道信号测试系统。
背景技术
目前，轨道信号系统的实现过程为：设计→产品→实施→调试→交付。进入实施阶段后，需要经历轨旁施工、室内机柜安装、控制中心设备安装、信号系统软件环境搭建、数据通信系统(Data Communication System，DCS)环境搭建、车载机柜安装等实施过程，待实施阶段完成后才可进入调试阶段以进行一系列调试，包括车载控制器(Vehicle On-boardController，VOBC)动静态测试、轨旁数据校核、地面子系统单体调试、DCS调试、大系统逻辑测试。如果在调试阶段发现已经实施的软硬件存在问题，就需要返工，导致轨道信号系统数据变更，增加巨大工作量，而且由于轨道信号系统纷繁复杂，也会使得对轨道信号系统进行查漏补缺的难度很大。
发明内容
本公开的目的是提供一种轨道信号测试系统，该系统的灵活程度高，能够降低轨道信号系统的软硬件返工率，大大降低了工作量以及对轨道信号系统进行查漏补缺的难度。
根据本公开的第一实施例，提供一种轨道信号测试系统，包括：
轨道信号系统中已被实施的设备中的至少部分已实施设备；
至少一个自动测试设备，所述自动测试设备利用既有工程数据进行配置，配置后的自动测试设备被用作所述轨道信号系统中尚未被实施的设备中的至少部分未实施设备，所述既有工程数据是实现所述至少部分已实施设备的测试所需的数据；
配置后的自动测试设备和所述至少部分已实施设备之间进行互动，来对所述轨道信号系统的功能进行测试。
可选地，所述至少部分已实施设备包括已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统和已实施的CI交换机；配置后的自动测试设备被用作尚未实施的车载控制器；
则，所述已实施的应用与数据服务器、所述已实施的控制单元服务器、所述已实施的列车自动监控ATS交换机、所述已实施的骨干网交换机、所述已实施的区域控制器、所述已实施的计算机联锁CI系统、所述已实施的CI交换机和配置后的自动测试设备之间进行互动，来测试行车过程中的CI功能、区域控制功能和ATS功能。
可选地，配置后的自动测试设备通过console接口连接至所述已实施的ATS交换机和所述已实施的CI交换机。
可选地，所述至少部分已实施设备包括已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统和已实施的CI交换机；配置后的自动测试设备被用作尚未实施的ATS子系统；
则，所述已实施的ATS交换机、所述已实施的区域控制器、所述已实施的计算机联锁CI系统、所述已实施的CI交换机和配置后的自动测试设备之间进行互动，来测试所述轨道信号系统的逻辑功能。
可选地，所述至少部分已实施设备包括现地工作站，所述配置后的自动测试设备通过利用所述既有工程数据对所述现地工作站进行配置而得到。
可选地，所述至少部分已实施设备包括已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统、已实施的CI交换机、已实施的一个车载控制器；配置后的至少一个自动测试设备被用作至少一个尚未实施的车载控制器；
所述已实施的应用与数据服务器、所述已实施的控制单元服务器、所述已实施的ATS交换机、所述已实施的骨干网交换机、所述已实施的区域控制器、所述已实施的CI系统、所述已实施的CI交换机、所述已实施的一个车载控制器和配置后的至少一个自动测试设备之间进行互动，来测试轨道车辆追踪功能。
可选地，所述至少部分已实施设备包括ATS运行图工作站，所述配置后的自动测试设备通过利用所述既有工程数据对所述ATS运行图工作站进行配置而得到。
可选地，所述配置后的自动测试设备通过利用所述既有工程数据对所述轨道信号系统的既有冗余工作站进行配置而得到。
上述技术方案具有以下有益效果。
(1)能够在轨道信号系统没有实施完整的情况下，进行半实体化的现场测试。因此，其测试灵活度更高而且简化了测试前置条件，可以快速达成复杂场景下的测试前置条件，例如，在单实体轨道车条件下测试区域控制器系统的双车追踪距离设计，大大提高了现场调试效率。而且，在同等测试要求下，根据本公开实施例的轨道信号测试系统的设备更简化，在符合测试要求的前提下，其可以节省大量硬件设备，大大节省测试成本。而在现有技术中，实施必须作为现场测试的前置条件，必须待轨道信号系统基本框架搭建完毕，测试活动才能够以行车控制为核心有序进行。
(2)有助于合理安排现场工期，实施活动不再成为测试活动的必要前置条件，使得可以将实施活动与测试活动合理交错安排，压缩现场工作周期，从而产生经济效益。
(3)能够利用配置了既有工程数据的自动测试设备，在没有轨道信号系统大量实体硬件设备的情况下，提前进行工程数据的验证性测试，可以提前发现工程数据问题，避免信号系统软件大面积返工与现场升级、重复测试，提高效率的同时减少了现场调试工作量，降低了后续查漏补缺的难度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是轨道信号系统的基本结构框图。
图2是根据本公开一种实施例的轨道信号测试系统的示意框图。
图3是根据本公开一种实施例的轨道信号测试系统的又一示意框图。
图4是根据本公开一种实施例的轨道信号测试系统的又一示意框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是轨道信号系统的基本结构框图。如图1所示，目前基于通信的列车控制系统(Communication based Train Control system，CBTC)级别以上的轨道信号系统通常分为4个子系统，分别是车载控制器(Vehicle On-board Controller，VOBC)系统、列车自动监控系统(Automatic Train Supervision System，ATS)、计算机联锁(ComputerInterlocking，CI)系统、区域控制器(Zone Controller，ZC)。
VOBC子系统根据地面设备提供的移动授权、临时限速等信息，并结合线路参数和列车参数，按照目标距离、连续速度、控制模式生成动态速度防护曲线，对列车位置、速度、车门等进行监控，保证列车安全运行。
ATS子系统根据地面设备发送的设备状态、车载设备发送的列车状态，将线路的列车及轨旁设备状态信息实时显示在工作站，并提供调度员对轨旁设备的基本操作功能。ATS子系统可以包括ATS运行图工作站、用于调度人员的调度员工作站、用于现场监控的现地工作站、控制单元服务器、应用与数据服务器等等。
CI子系统通过硬线采集所有轨旁设备的状态，并接受调度员通过ATS下发的控制命令，对轨旁设备进行控制。
ZC子系统主要负责根据CBTC列车所汇报的位置信息以及联锁所排列的进路和轨道占用/空闲信息，为其控制范围内的CBTC列车计算生成移动授权(MA)，确保在其控制区域内CBTC列车的安全运行。
图2是根据本公开一种实施例的轨道信号测试系统的示意框图。如图2所示，该轨道信号测试系统包括轨道信号系统中已被实施的设备中的至少部分已实施设备1001～100n和至少一个自动测试设备2001～200m。自动测试设备2001～200m利用既有工程数据进行配置，配置后的自动测试设备2001～200m被用作轨道信号系统中尚未被实施的设备中的至少部分未实施设备，其中既有工程数据是实现至少部分已实施设备的测试所需的数据；而且配置后的自动测试设备和至少部分已实施设备之间进行互动，来对轨道信号系统的功能进行测试。
图2中的虚线用于说明各个已实施设备、自动测试设备之间的连接是根据需要被测试的轨道信号系统功能进行设置的，需要测试的轨道信号系统功能不同，那么已实施设备、自动测试设备相互之间的连接关系也有可能随之改变。
已被实施的设备指的是，该设备是轨道信号系统的组成构件，而且该设备已经被安装或者搭建完成。例如，如果已被实施的设备是控制单元服务器，则说明该控制单元服务器已经被安装在构建轨道信号系统所需的合适位置上了；如果已被实施的设备是实体轨道车，则说明该实体轨道车已经生产完成且其上已经被安装好了诸如车载控制器之类的设备，也即该实体轨道车已经处于待测试的阶段了。
轨道信号测试系统中所包括的已实施设备的数量和类型根据测试需求来定，轨道信号测试系统中所包括的自动测试设备的数量也是根据测试需求来定的。例如，假设目前已经有区域控制器、CI交换机、骨干网交换机、ATS交换机、应用与数据服务器和CI系统实施完成，但是即将需要被测试的轨道信号系统功能是功能A，而功能A的测试需要用到区域控制器、CI交换机、CI系统、控制单元服务器和轨道车才能够完成，所以在这种情况下，就会利用已实施的区域控制器、已实施的CI交换机、已实施的CI系统和两个自动测试设备来构成轨道信号测试系统，其中一个自动测试设备利用关于控制单元服务器的既有工程数据进行配置，使得该自动测试设备能够模拟实体控制单元服务器的操作，而另一个自动测试设备利用关于轨道车的既有工程数据进行配置，使得该自动测试设备能够模拟实体轨道车的操作。
上述技术方案具有以下有益效果。
(1)能够在轨道信号系统没有实施完整的情况下，进行半实体化的现场测试。因此，其测试灵活度更高而且简化了测试前置条件，可以快速达成复杂场景下的测试前置条件，例如，在单实体轨道车条件下测试区域控制器系统的双车追踪距离设计，大大提高了现场调试效率。而且，在同等测试要求下，根据本公开实施例的轨道信号测试系统的设备更简化，在符合测试要求的前提下，其可以节省大量硬件设备，大大节省测试成本。而在现有技术中，实施必须作为现场测试的前置条件，必须待轨道信号系统基本框架搭建完毕，测试活动才能够以行车控制为核心有序进行。
(2)有助于合理安排现场工期，实施活动不再成为测试活动的必要前置条件，使得可以将实施活动与测试活动合理交错安排，压缩现场工作周期，从而产生经济效益。
(3)能够利用配置了既有工程数据的自动测试设备，在没有轨道信号系统大量实体硬件设备的情况下，提前进行工程数据的验证性测试，可以提前发现工程数据问题，避免信号系统软件大面积返工与现场升级、重复测试，提高效率的同时减少了现场调试工作量，降低了后续查漏补缺的难度。
图3是根据本公开一种实施例的轨道信号测试系统的又一示意框图。在该轨道信号测试系统中，自动测试设备被用于模拟实体轨道车，也即自动测试设备利用关于实体轨道车的既有工程数据进行配置。
图3中，自动测试设备200之外的其他设备均是轨道信号系统的已实施设备。但是，需要说明的是，虽然图3中示出了很多个已实施设备，但是并不意味着在对不同的轨道信号系统功能进行测试时，轨道信号测试系统均需要包括图3中所示出的所有已实施设备。也即，在对轨道信号系统的某个功能进行测试时，轨道信号测试系统只需要包括测试该功能所需要的必要已实施设备即可。
例如，在一个实施例中，轨道信号测试系统可以包括已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统和已实施的CI交换机和被用作尚未实施的车载控制器的自动测试设备。其中，已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器等可以通过已实施的ATS交换机与已实施的区域控制器进行交互；已实施的ATS交换机与已实施的CI交换机通过已实施的骨干网交换机进行交互；已实施的控制单元服务器、已实施的区域控制器、已实施的CI系统等通过已实施的CI交换机进行交互。这些交互仅是示例，并不构成对各个已实施设备、自动测试设备之间的实际交互的限制。
利用图3所示的轨道信号测试系统，能够在完全不需要实体轨道车的情况下，将自动测试设备200通过console接口连接至CI交换机和ATS交换机，从而组建轨道信号系统基本结构，实现子系统间通信正常后，可以以行车控制为核心，进行大部分线路数据复核，验证行车过程中CI、ZC、ATS功能，例如子系统间数据一致性验证、子系统间逻辑协议正确性验证，以及一些基本功能点测试，例如列车移动授权正确性、闯红灯防护、ATS行车界面审核等多种需要多系统参与的测试案例。
另外，在执行测试之前，还需要对图3所示的轨道信号测试系统进行初始配置，以使得轨道信号测试系统中的设备之间能够满足进行通信的条件，也即能够相互进行通信。图3中，用虚线框示出的设备是需要进行初始配置的设备。
(1)在自动测试设备200上创建4个console接口，分别直连于CI-A网交换机、CI-B网交换机、ATS-A网交换机、ATS-B网交换机。将自动测试设备200的网口IP地址配置为模拟子系统的A/B网IP，当然新增IP地址也是可行的。这里，A网和B网是轨道交通系统所使用的两个网络，例如，在一个实施例中，A网可以是安全网络，用于传输轨道交通系统的安全性要求较高的数据，B网可以是非安全网络，用于传输轨道交通系统的对安全性要求不高的数据。CI-A网交换机、CI-B网交换机、ATS-A网交换机、ATS-B网交换机分别指的是A网的CI交换机、B网的CI交换机、A网的ATS交换机和B网ATS交换机。
(2)对CI交换机和ATS交换机进行初始配置。如果在前一步骤的配置中是新增IP地址，则需要在骨干网交换机上新增路由序列，重新配置CI交换机和ATS交换机网口定义，划分新的虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)，并增设网关。
(3)修改轨道信号测试系统所包括的已实施子系统的配置。如果在前面步骤的配置中是新增IP地址，则对于CI子系统而言修改已实施的CI的CI配置文件，对于区域控制器子系统而言，修改已实施的区域控制器的区域控制器配置文件，对于车载控制器子系统而言，修改利用自动测试设备200模拟的车载控制器均的车载控制器配置文件，对于ATS子系统而言，修改控制单元服务器的配置文件以及应用服务器的配置文件，以满足轨道信号测试系统中的设备之间的通信条件。
对轨道信号测试系统初始配置完成之后，就能够利用该轨道信号测试系统来测试轨道信号系统的相关功能以及工程数据验证。
图4是根据本公开一种实施例的轨道信号测试系统的又一示意框图。在该轨道信号测试系统中，配置后的自动测试设备200被用作尚未实施的ATS子系统。另外，由于轨道信号系统现场有许多的冗余现地工作站，所以自动测试设备200可以通过利用既有工程数据对现地工作站进行配置而得到。
图4所示的轨道信号测试系统还包括已实施的ATS交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统、已实施的CI交换机、已实施的车载控制器和已实施的骨干网交换机。
需要说明的是，在对轨道信号系统的某个功能进行测试时，轨道信号测试系统可以只包括测试该功能所需要的必要已实施设备即可，而不需要包括
图4中示出的所有已实施设备。
在执行测试之前，也需要对图4所示的轨道信号测试系统进行初始配置。图4中，用虚线框示出的设备是需要进行初始配置的设备。初始配置的过程与上面结合图3所描述的初始配置过程类似。
初始配置完成之后，就可以利用已实施的ATS交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统、已实施的CI交换机和配置后的自动测试设备之间的互动，来测试轨道信号系统的逻辑功能。从而，能够在无需ATS应用与数据服务器、控制单元服务器及其他工作站的情况下，实现测试环境创建，无需新增网线。
除此之外，借助自动测试设备，也能够快速实现CBTC级别下跑车条件。信号调试过程中跑车场景最为复杂，耗时最长，而根据本公开实施例的半实体化测试方案则可快速达成CBTC跑车条件，提升时间利用率，防止其他信号系统设备故障带来了项目呆滞。
在另一实施例中，根据本公开实施例的轨道信号测试系统可以包括已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统、已实施的CI交换机、已实施的一个车载控制器、以及至少一个自动测试设备200。这些自动测试设备200可以被用作至少一个尚未实施的车载控制器。而且，自动测试设备200可以通过利用既有工程数据对ATS运行图工作站进行配置而得到。
通过已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的CI系统、已实施的CI交换机、已实施的一个车载控制器和配置后的至少一个自动测试设备之间的互动，就能够测试轨道车辆追踪功能。
在测试执行，也需要执行类似于前文中描述的初始配置那样的配置，以满足通信条件。例如，修改区域控制器配置文件，更新交换机配置等等。由于CI与VOBC通信问题和虚拟车对轨旁设备影响问题在双车追踪测试活动中可以避免，因此无需更新CI配置文件。
另外，在测试过程中，可以将自动测试设备200用作前车，将已实施的实体轨道车用作后车，通过实体轨道车追踪虚拟轨道车的方式，实现追踪功能测试。这样，就能够在只有一辆实体轨道车的情况下顺利完成双车追踪测试功能。
在其他实施例中，由于在信号实施阶段，轨道信号系统的既有工作站冗余程度往往能满足创建多个自动测试设备环境的情况，所以就可以利用这些冗余工作站创建多个自动测试设备，以实现诸如多车或多个信号系统缺失条件下信号系统逻辑的测试。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种轨道信号测试系统，其特征在于，包括：
轨道信号系统中已被实施的设备中的至少部分已实施设备；
至少一个自动测试设备，所述自动测试设备利用既有工程数据进行配置，配置后的自动测试设备被用作所述轨道信号系统中尚未被实施的设备中的至少部分未实施设备，所述既有工程数据是实现所述至少部分已实施设备的测试所需的数据；
配置后的自动测试设备和所述至少部分已实施设备之间进行互动，来对所述轨道信号系统的功能进行测试。
2.根据权利要求1所述的轨道信号测试系统，其特征在于，
所述至少部分已实施设备包括已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统和已实施的CI交换机；
配置后的自动测试设备被用作尚未实施的车载控制器；
则，所述已实施的应用与数据服务器、所述已实施的控制单元服务器、所述已实施的列车自动监控ATS交换机、所述已实施的骨干网交换机、所述已实施的区域控制器、所述已实施的计算机联锁CI系统、所述已实施的CI交换机和配置后的自动测试设备之间进行互动，来测试行车过程中的CI功能、区域控制功能和ATS功能。
3.根据权利要求2所述的轨道信号测试系统，其特征在于，配置后的自动测试设备通过console接口连接至所述已实施的ATS交换机和所述已实施的CI交换机。
4.根据权利要求1所述的轨道信号测试系统，其特征在于，
所述至少部分已实施设备包括已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统和已实施的CI交换机；
配置后的自动测试设备被用作尚未实施的ATS子系统；
则，所述已实施的ATS交换机、所述已实施的区域控制器、所述已实施的计算机联锁CI系统、所述已实施的CI交换机和配置后的自动测试设备之间进行互动，来测试所述轨道信号系统的逻辑功能。
5.根据权利要求4所述的轨道信号测试系统，其特征在于，所述至少部分已实施设备包括现地工作站，所述配置后的自动测试设备通过利用所述既有工程数据对所述现地工作站进行配置而得到。
6.根据权利要求1所述的轨道信号测试系统，其特征在于，
所述至少部分已实施设备包括已实施的应用与数据服务器、已实施的控制单元服务器、已实施的列车自动监控ATS交换机、已实施的骨干网交换机、已实施的区域控制器、已实施的计算机联锁CI系统、已实施的CI交换机、已实施的一个车载控制器；
配置后的至少一个自动测试设备被用作至少一个尚未实施的车载控制器；
所述已实施的应用与数据服务器、所述已实施的控制单元服务器、所述已实施的ATS交换机、所述已实施的骨干网交换机、所述已实施的区域控制器、所述已实施的CI系统、所述已实施的CI交换机、所述已实施的一个车载控制器和配置后的至少一个自动测试设备之间进行互动，来测试轨道车辆追踪功能。
7.根据权利要求6所述的轨道信号测试系统，其特征在于，所述至少部分已实施设备包括ATS运行图工作站，所述配置后的自动测试设备通过利用所述既有工程数据对所述ATS运行图工作站进行配置而得到。
8.根据权利要求1所述的轨道信号测试系统，其特征在于，所述配置后的自动测试设备通过利用所述既有工程数据对所述轨道信号系统的既有冗余工作站进行配置而得到。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的轨道信号测试系统，其特征在于，配置后的自动测试设备和所述至少部分已实施设备被进行初始配置，使得配置后的自动测试设备和所述至少部分已实施设备均满足能够进行通信的条件。
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