ES2578275T3 - Plataforma de prueba de tren - Google Patents

Abstract

Plataforma de prueba de tren (101) para un tren ferroviario que comprende múltiples cabinas comprendiendo dicha plataforma de prueba (101): - una unidad de cabina (111 a 118) para cada una de las múltiples cabinas que representan una respectiva de cada una de las múltiples cabinas de tren real, - un sistema de comunicación de tren (136) que conecta las unidades de cabina (111 a 118), - una unidad supervisora (119), y - sistema de memoria reflectiva (137) en el que el sistema de memoria reflectiva (137) comprende una tabla de memoria reflectiva (231 a 239) del mismo espacio de memoria para cada unidad de cabina (111 a 118) y la unidad supervisora (119), en el que dichas tablas de memoria (231 a 239) se mantienen síncronas mediante el sistema de memoria reflectiva (137), y en el que cada unidad de cabina (111 a 118) comprende una unidad de instrumentación, proporcionando dicha unidad de instrumentación las interfaces de conexiones (331 a 338) entre el sistema de comunicación del tren (136) y todos los componentes del tren en la respectiva cabina, en el que la unidad de instrumentación comprende adicionalmente: al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina (361 a 368); en el que dicho al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina (361 a 368) puede leer desde y escribir en la respectiva tabla de memoria reflectiva (231 a 239) de dicha respectiva unidad de cabina (111 a 118) y; configurado para monitorizar y/o para manipular señales en estas interfaces de conexiones (331 a 338) en tiempo real, en el que las señales monitorizadas se escriben en la tabla de memoria reflectiva (231 a 239) y las manipulaciones se llevan a cabo de acuerdo con datos leídos desde la tabla de memoria reflectiva (231 a 239); y una unidad de simulación para cada sistema de tren de cabina no está físicamente presente en la respectiva cabina para simular el comportamiento eléctrico de dicho sistema de tren de cabina no presente como para reaccionar sobre señales especializadas para dicho sistema de tren de cabina no presente y como para proporcionar las respectivas señales suministradas mediante el respectivo sistema de tren de cabina real simulado, en el que un sistema de tren de cabina es un sistema de tren localizado en una unidad de cabina que representa la cabina verdadera, en el que dicha unidad supervisora (119) comprende: un motor en tiempo real de sistema central que interactúa con la respectiva tabla de memoria reflectiva (231 a 239) mediante la lectura de datos para registrar y/o monitorizar y o procesar datos de señal monitorizada y mediante la escritura de datos en la tabla de memoria reflectiva (231 a 239) para manipular señales en unidades de cabina (111 a 118) y/o dirigir y controlar los sistemas de tren de cabina.

Description

DESCRIPCION

Plataforma de prueba de tren

5 La invencion pertenece a plataformas de prueba de tren, especialmente para la prueba de integracion de sistemas y componentes de tren electricos, electromecanicos y/o electro-neumaticos.

Antecedentes de la invencion

10 La complejidad de los trenes ferroviarios modernos ha aumentado drasticamente durante las ultimas decadas. Hoy en dfa muchos sistemas y componentes estan controlados e interconectados mediante un sistema de comunicacion que comprende alambrado, buses, etc. En trenes que comprenden multiples cabinas es importante probar los sistemas y componentes de tren individuales con respecto a su funcionalidad no unicamente como sistemas individuales sino tambien como un componente de un sistema de tren integrado interconectado.

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Hasta ahora ha sido comun construir bancos o plataformas de prueba para probar el sistema de tren individual por sf mismo. El documento US 6.269.319 B1 desvela adicionalmente una estacion de prueba de integracion reconfigurable para una pluralidad de componentes de vefuculo de un vefuculo individual como una aeronave. El banco de pruebas esta disenado para ser adaptable a diferentes modelos de vefuculo. La unidad bajo prueba esta 20 conectada a la estacion de prueba que simula un entorno para esta unidad bajo prueba. El entorno simulado se usa para simular otros componentes del vefuculo individual.

Una plataforma de prueba de este tipo puede revelar algunos problemas que surgen de la interferencia de diferentes componentes por ejemplo, en una etapa de desarrollo temprana. Sin embargo, es muy tedioso y lleva tiempo y 25 tambien es propenso a errores en algun aspecto simular todos los otros componentes que pueden afectar a la unidad bajo prueba. Las influencias no esperadas e interferencia normalmente no pueden detectarse debido a cafdas breves en la simulacion de los componentes que a menudo no "imitan" el comportamiento inesperado. Los problemas se multiplican, cuando no unicamente una agrupacion de componentes de un vefuculo individual, sino una unidad de multiples vefuculos como un tren ferroviario se ha de probar.

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Por lo tanto, existe una necesidad de una plataforma de prueba mejorada para probar la integracion de componentes de tren especialmente en trenes ferroviarios complejos que comprenden multiples cabinas.

Sumario de la invencion 35

De acuerdo con un aspecto de la invencion se proporciona una plataforma de prueba de tren para un tren ferroviario que comprende multiples cabinas. Dicha plataforma de prueba comprende:

- una unidad de cabina para cada una de las multiples cabinas que representan una respectiva de cada una de las 40 multiples cabinas de tren real,

- un sistema de comunicacion de tren que conecta las unidades de cabina y sistemas de tren,

- una unidad supervisora, y

- sistema de memoria reflectiva,

en el que el sistema de memoria reflectiva comprende una tabla de memoria reflectiva del mismo espacio de 45 memoria para cada unidad de cabina y la unidad supervisora, en el que dichas tablas de memoria se mantienen smcronas mediante el sistema de memoria reflectiva, y en el que cada unidad de cabina comprende

una unidad de instrumentacion

50 proporcionando dicha unidad de instrumentacion las interfaces de conexiones electricas entre el sistema de comunicacion del tren y todos los componentes del tren en la respectiva cabina, en el que la unidad de instrumentacion comprende adicionalmente:

al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina;

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en el que dicho al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina puede leer desde y escribir en la respectiva tabla de memoria reflectiva de dicha respectiva unidad de cabina y; configurado para monitorizar y/o manipular senales en estas interfaces de conexiones electricas en tiempo real, en el que las senales monitorizadas se escriben en la tabla de memoria reflectiva y se llevan a cabo manipulaciones de acuerdo con los datos lefdos desde la tabla 60 de memoria reflectiva; y

una unidad de simulacion para sistemas de tren de cabina no esta ffsicamente presente en la respectiva cabina para simular el comportamiento electrico de dicho sistema de tren de cabina no presente (por ejemplo para reaccionar con las senales especializadas para dicho sistema de tren de cabina no presente y para proporcionar las respectivas 65 senales que se suministranan mediante el respectivo sistema de tren de cabina real simulado); en el que dicha unidad supervisora comprende:

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un motor en tiempo real de sistema central que interactua con la respectiva tabla de memoria reflectiva mediante la lectura de datos para grabar y/o monitorizar y/o procesar datos de senal monitorizada y mediante la escritura de datos en la tabla de memoria reflectiva para manipular senales en unidades de cabina y/o dirigir y/o controlar sistemas de tren de cabina y/o componentes de plataforma de las unidades de instrumentacion.

De acuerdo con un segundo aspecto una plataforma de prueba de tren de este tipo se usa para realizar prueba de integracion de uno o varios sistemas de tren de cabina verdaderos antes de construir un primer tren de multiples cabinas real.

De acuerdo con un tercer aspecto de la invencion se propone usar una plataforma de prueba de tren de este tipo para realizar prueba de resistencia para estar por delante de los trenes verdaderos en servicio. Esto posibilita detectar desgaste inesperado.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la invencion se usa una plataforma de prueba de este tipo para probar la integracion de componentes de sustitucion mientras los trenes verdaderos estan aun en servicio.

De acuerdo con un quinto aspecto se usa una plataforma de prueba de este tipo para entrenar personal de servicio en componentes reales y su comportamiento en el entorno de tren. Esto puede ocurrir antes de poner los trenes verdaderos en servicio o mientras los trenes ya estan en servicio.

Los diferentes aspectos de la invencion permiten la deteccion de posibles deficiencias de diseno, errores de diseno, especificaciones incorrectas o incompletas para ciertos componentes en una preproduccion de etapa temprana o mientras los trenes verdaderos de un cierto modelo ya estan en servicio. Especialmente los fallos que tienen lugar aleatoriamente o muy raramente pueden replicarse y verificarse mediante una plataforma de prueba de este tipo proporcionando un conjunto de informacion completo o casi completo sobre las senales y el estado de todos los componentes monitorizados. Los efectos secundarios e influencias inesperados pueden revelarse. Una ventaja de una plataforma de prueba de tren de este tipo sobre el sistema de tren real es la capacidad de probar modos degradados y/o modos de fallo de sistemas de tren de cabina, sistemas por todo el tren y similares. Especialmente pueden probarse y detectarse las interferencias adicionales entre el sistema identico en una cabina o diferentes cabinas. Aquellas que normalmente no se pueden detectar en estaciones de prueba de la tecnica anterior, ya que normalmente un unico componente de este tipo se prueba en un entorno simulado.

Definiciones

Una unidad de cabina de la plataforma de prueba no es una cabina real que comprende la estructura completa de un vagon ferroviario. Una unidad de cabina comprende todos los componentes y sistemas que pueden asignarse a una cabina de un tren de multiples cabinas. Por lo tanto la unidad de cabina comprende todas o al menos una mayona de las entidades funcionales operacionales mas importantes relacionadas con seguridad relacionadas con una cabina. Estos son los componentes reales o verdaderos de un tren que va a producirse finalmente, que tambien se denominan componentes de produccion o componentes verdaderos (tren). Estos son tambien aquellos componentes de la plataforma de prueba asignados a una cierta unidad de cabina que se usan para monitorizar y/o manipular y/o simular componentes de la respectiva unidad de cabina. La unidad de cabina comprende tambien aquellos componentes de hardware y/o software que proporcionan infraestructura a la respectiva unidad de cabina como fuentes de alimentacion, cajas de conexiones o unidades de memoria reflectiva del sistema de memoria reflectiva asignadas a la unidad de cabina.

Un sistema de tren de cabina es un sistema de tren que esta localizado en una unidad de cabina. Un componente de un sistema por todo el tren o por multiples cabinas puede ser tambien un sistema de tren de cabina que esta localizado en una respectiva cabina. Ejemplos de sistemas de tren de cabina son los sistemas de freno (por ejemplo un sistema de freno para cada cabina), los sistemas de monitorizacion de vagoneta, los sistemas de deteccion de fuego, los sistemas de puertas, calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC), pantografos, mesas de control, o sistemas de control y gestion de tren (TCMS) por nombrar algunos ejemplos.

Los sistemas de tren de cabina pueden comprender varios componentes localizados en diferentes lugares en la cabina verdadera representada mediante la unidad de cabina.

Un motor en tiempo real es un programa de software ejecutado en hardware apropiado para posibilitar la reaccion en tiempo real a senales de entrada. Es decir el tiempo de procesamiento se determina mediante el motor en tiempo real y no se dicta mediante el planificador informatico como en sistemas orientados a pilas. El procesamiento de una senal entrante se inicia inmediatamente o en un punto en el tiempo determinado mediante el motor en tiempo real. Los retardos debido a limitaciones de recursos se presupone que son ordenes de magnitud inferiores al tiempo de procesamiento anticipado. Las senales de salida se proporcionan a tiempo. Los motores en tiempo real usados para fines de simulacion imitan estrechamente el comportamiento de temporizacion del componente simulado con respecto a emitir respuestas de senal cuando se responde a las senales de entrada.

El termino monitorizacion se usa en este punto para obtener informacion acerca de una senal sin perturbar la senal o

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cambiarla. Monitorizar una senal de dos niveles digital revela el estado de la senal, por ejemplo si un alambre que lleva la senal esta en un estado de alta tension o en un estado de baja tension. Monitorizar una senal analogica da como resultado un valor, por ejemplo el nivel de tension exacta de un alambre con respecto a un potencial de referencia. Tierra o masa se usan normalmente como potencial de referencia o tension de referencia que tiene el valor de 0 o 0 V. A partir de monitorizar un bus se recibe, dependiendo del tipo de bus, uno o varios flujos de datos que representan estados de senal o tensiones de senal. Este flujo o estos flujos a menudo pueden interpretarse en vista de un protocolo, para recibir datos completos significativos como comandos, instrucciones, direcciones, datos, etc. Por lo tanto el resultado de monitorizar un bus depende de la cantidad de procesamiento realizado a los datos de bus monitorizados en bruto.

Los terminos simulacion o simular se usan cuando se proporciona una senal o senales mediante un simulador no presente en un sistema de tren verdadero. La senal o senales se crean para proporcionar informacion representativa sobre el alambre o buses que se simulan basandose en las condiciones verdaderas del sistema, obtenidas desde las senales monitorizadas. Por lo tanto se imita o emula un sistema o componente real en terminos de proporcionar senales que se asocianan con una funcionalidad que proporcionara dicho componente real. El termino simulacion se usa cuando falta el componente.

Los terminos manipulacion o manipular se usan para situaciones, donde al menos una senal en un alambre o bus se fuerza a un cierto estado o valor. El termino manipulacion se usa cuando un componente real que esta presente suministra la senal manipulada. Esta senal se manipula en caso de que la senal se fuerce a un cierto o estado o valor independientemente del valor suministrado verdadero mediante el componente real. Normalmente el termino manipulacion se usa unicamente cuando un estado forzado de esta senal es diferente del estado o valor pretendido que proporciona este componente real.

El sistema de comunicacion de un tren comprende el alambrado, buses y fuente de alimentacion y sirve la funcionalidad de que diferentes componentes y sistemas del tren pueden intercambiar senales. El sistema de comunicacion puede comprender alguna funcionalidad basica, basada generalmente en rele. En este caso el sistema de comunicacion a menudo se denomina sistema de control de tren convencional (OTC). El sistema de control de tren convencional (OTC), por ejemplo puede comprender circuitos de interbloqueo y de proteccion. Esto puede implicar el aislamiento de componentes y funciones electricas, por ejemplo para permitir controlar un tren desde un habitaculo unicamente, cuando este habitaculo esta activo. El control de tren convencional puede comprender algunas interfaces controladoras para controlar las luces por ejemplo. En general, las funciones con un nivel de integridad de seguridad alto se implementan mediante alambrado e interbloqueo basado en rele que componen el OTC. Las funciones mas avanzadas que no requieren el nivel mas alto de integridad de seguridad se implementan en otros sistemas. Debena observarse que algunas funciones complejas con nivel de integridad de seguridad alto pueden implementarse tambien usando componentes de software. Por lo tanto en general las funciones de control y gestion mas sofisticadas se implementan en componentes que no pertenecen al propio sistema de comunicacion.

Realizaciones preferidas

La prueba de integracion completa puede realizarse mejor en una plataforma de prueba, en la que el sistema de comunicacion comprende el sistema de bus o sistemas de buses verdaderos asf como el alambrado inter-cabina y en cabina verdadero excepto para desviaciones de longitud de cable donde sea apropiado. Donde sea apropiado significa en este contexto que los excesos de longitud u holguras de cables se minimizan si es posible. Para algunos cables puede ser necesario que sean mas largos en la plataforma de prueba que en una cabina de produccion para permitir la monitorizacion y/o manipulacion de las senales llevadas.

Ademas del sistema de comunicacion se prefiere que cada unidad de cabina comprenda el sistema de control y gestion de tren verdadero completo incluyendo los interbloqueos. Normalmente cada unidad de cabina comprende uno o varios componentes que proporcionan esta funcionalidad de control y gestion. Por ejemplo las unidades de cabina puede comprender el sistema o sistemas de control de tren convencional (OTC) completo asf como el sistema o sistemas de control y gestion de tren verdadero completo (TCMS).

En una realizacion preferida la plataforma de prueba esta localizada en un edificio, preferentemente en una sala. Cada unidad de cabina esta asignada a una cierta area de modo que todos los sistemas de tren de cabina que pertenecen a esa cabina respectiva estan localizados cerca entre sf. Esto se asemeja al mejor diseno de tren verdadero.

En una realizacion preferida las unidades de cabina estan localizadas de una manera con forma de U o con forma de O. La unidad supervisora esta preferentemente localizada en el extremo abierto o entre la primera y la ultima cabina de tren. Ya que el sistema de memoria reflectiva normalmente usa un bucle optico para conectar las diferentes unidades que albergan las respectivas tablas de memoria del espacio de memoria compartido, esta distribucion minimiza la longitud del bucle optico para el sistema de memoria reflectiva. En virtud de este acto se minimizan los efectos de latencia. Es decir se minimiza el intervalo de tiempo que toma comunicar un cambio en una tabla de memoria reflectiva a todas las otras tablas de memoria reflectiva.

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Es ventajoso tener la plataforma de prueba equipada con todos los sistemas de tren verdaderos usados en el tren de produccion. Debido al tamano, coste y otras limitaciones de recursos esto a menudo no es posible. Por lo tanto se instala unicamente un numero seleccionado de sistemas de tren de cabina verdaderos en una plataforma de prueba. Especialmente para probar efectos secundarios en sistemas iguales en la misma cabina o en diferentes cabinas, se prefiere tener al menos al menos para algunos sistemas de cabina de tren varios sistemas de tren de cabina verdaderos instalados para probar en la plataforma de prueba.

El alcance principal de la plataforma de prueba es en una realizacion sobre la integracion electrica y verificacion funcional del diseno de tren de multiples cabinas.

Preferentemente la plataforma de prueba comprende una o varias instancias verdaderas de sistemas de tren de cabina fuera del grupo: sistema de puerta verdadero, sistema de freno, mesa de control, sistema de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC), por ejemplo un armario de control de HVAC en combinacion con una unidad de habitaculo de HVAC, sistema de fuente de alimentacion, por ejemplo un cargador de batena que incluye batenas.

Para ciertos componentes es diffcil instalar todos los componentes mecanicos que pertenecen al respectivo sistema de tren. Ejemplos son el sistema de freno o los sistemas de pantografo. En una realizacion por lo tanto la plataforma de prueba comprende una o varias instancias de los componentes de tren de cabina verdaderos al menos parcialmente. Los componentes preferidos se seleccionan fuera del grupo, pantografo, sistema de freno, en los que las partes verdaderas faltantes se simulan ffsicamente. Para un pantografo del tren en una realizacion, se instalan los ordenadores de tren de produccion, pero se usa un simulador electro-neumatico para simular los componentes de los brazos elevadores del pantografo. Con respecto al acoplamiento del simulador a los componentes de produccion verdaderos el simulador se comporta como un brazo elevador de pantografo real. Por lo tanto, todas las senales enviadas desde los ordenadores y de vuelta a los ordenadores son identicas en tipo de senal y temporizacion a un brazo elevador de pantografo real. En sistemas de freno por ejemplo las pinzas de freno pueden simularse mediante un simulador neumatico.

Los sistemas en los trenes modernos a menudo comprenden subcomponentes que pueden no estar en comunicacion con su controlador y/o componente de control mediante un sistema de bus u otras lmeas de comunicacion monitorizadas mediante la plataforma de prueba en cualquier caso. Por lo tanto en una realizacion preferida de la plataforma de prueba las unidades de instrumentacion comprenden tambien las interfaces de conexiones para conectar subcomponentes de un sistema de tren de cabina con su controlador y/o componente de control, en el que esas interfaces de conexiones pueden monitorizarse o manipularse mediante el respectivo al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina. Esto posibilita prueba de subcomponentes o prueba en profundidad componentes y sistemas verdaderos. Esto permite tambien manipulaciones de senales en un sistema de tren para facilitar la prueba de modo degradado o modo de fallo. Al monitorizar en profundidad ayuda a localizar errores e identificar componentes fallidos en caso no especificado y/o se observe comportamiento funcional erroneo de sistemas de tren de cabina.

En una realizacion preferida la unidad supervisora comprende un motor de simulacion para simular el comportamiento por todo del tren. Un motor de este tipo puede por ejemplo simular una velocidad o aceleracion de tren, o la deceleracion en la activacion de un freno de emergencia. Por lo tanto, este motor de simulacion central proporciona datos en tiempo real usados mediante algunos otros componentes en el sistema de tren. Por ejemplo, las funciones del sistema de frenos son dependientes de la velocidad del tren verdadera. El sistema de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado puede ser dependiente de los parametros del entorno como temperatura exterior, humedad o un estado de conduccion. El estado de conduccion puede comprender por ejemplo informacion de si el tren esta recorriendo al aire libre o en un tunel, etc.

Para posibilitar la prueba de resistencia y prueba sistematica asf como por ejemplo prueba de activacion simultanea de diferentes sistemas o competidores es ventajoso poder tener la prueba automatizada y controlada por ordenador. Por lo tanto, en una realizacion preferida la unidad supervisora comprende un motor de guion para ejecutar guiones para realizar secuencias de pruebas automatizadas, normalmente mediante la interaccion con el motor en tiempo real central.

Sin embargo en algunas situaciones se desea tambien poder influenciar, es decir manipular, ciertas senales u observar, es decir monitorizar, ciertas senales manualmente. Por lo tanto en algunas realizaciones la unidad supervisora comprende una interfaz de maquina humana que puede proporcionar datos de monitorizacion de la plataforma de prueba de multiple cabina de una manera perceptible humana y tambien puede aceptar entradas humanas para manipular sistemas de tren de prueba mediante la interaccion con el motor en tiempo real central. La plataforma de prueba implementa un tren de prueba que comprende los sistemas de tren verdaderos asf como los sistemas de tren simulados. Por lo tanto los datos de monitorizacion entre otros comprenden datos que representan el comportamiento de este tren de prueba.

En una realizacion preferida la interfaz de maquina humana puede proporcionar datos de monitorizacion del tren de prueba de multiple cabina de una manera perceptible humana y que puede aceptar entradas humanas para

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manipular los sistemas de tren de prueba mediante la interaccion con el motor en tiempo real central. En una realizacion la interfaz de maquina humana comprende una o mas pantallas tactiles para visualizar datos de monitorizacion y al mismo tiempo aceptar entradas de usuario. Preferentemente la pantalla tactil o las pantallas tactiles proporcionan una capacidad multi tactil. Estas pantallas multitactiles son capaces de registrar varios toques en diferentes localizaciones que tienen lugar en la pantalla simultaneamente como localizaciones de entrada o trazados separadas. Estas pantallas pueden detectar gestos tactiles para aumentar la comodidad de manejo para el ser humano.

Se prefiere que todos los datos presentes en la tabla de memoria reflectiva puedan monitorizarse y cambiarse mediante la interfaz de maquina humana.

La simulacion para el comportamiento de tren completo se lleva a cabo en la unidad supervisora. Aunque toda la simulacion de los sistemas de tren de cabina se lleva a cabo en las respectivas unidades de cabina. Por lo tanto, en la realizacion preferida las unidades de simulacion comprenden un motor de simulacion de sistema de cabina en tiempo real. Este puede simular mediante software todos los componentes que no estan presentes en la respectiva cabina. La interaccion con los sistemas ffsicos y la tabla de memoria reflectiva se lleva a cabo en una realizacion mediante el motor en tiempo real de la unidad de cabina.

En algunas realizaciones la unidad de simulacion comprende al menos un simulador que esta al menos parcialmente realizado mediante componentes ffsicos distintos a un motor en tiempo real.

Dicho espacio de memoria reflectiva compartido por las unidades de cabina y la unidad supervisora comprende todas las senales monitorizadas y todas las senales que pueden manipularse. En una realizacion preferida el espacio de memoria reflectiva comprende tambien toda la informacion de estado, variables de parametros, etc., que se usa para controlar y configurar los componentes de las unidades de instrumentacion y/o sistemas de tren a probar. Esto incluye los sistemas verdaderos completos asf como sistemas parcial y completamente simulados.

Las unidades de instrumentacion comprenden bastidores de instrumentacion asf como fuentes de alimentacion ininterrumpibles para todos los componentes de la plataforma de prueba que no estan presentes en el tren verdadero. La fuente de alimentacion ininterrumpible posibilita a la plataforma de prueba en perdidas de potencia u otros fallos proporcionar el hardware y software para monitorizacion, manipulacion y simulacion asf como que el sistema de memoria reflectiva en una configuracion estable que posibilita un cierre seguro de la instrumentacion.

Las unidades de instrumentacion comprenden como parte de las interfaces de conexiones cajas de conexiones para llevar a cabo monitorizacion y manipulacion de senales asf como interconexion de senales simuladas que no son senales digitales emitidas a un sistema de bus mediante una interfaz del hardware informatico. El motor en tiempo real de sistema de cabina implementado en la unidad de instrumentacion controla estas cajas de conexiones que comprenden el hardware necesario para espiar las senales que estan conectadas a traves de la caja de conexiones o para crear una senal y conectarla a la respectiva lmea de senal en una situacion de manipulacion/simulacion.

Preferentemente las unidades de instrumentacion estan configuradas para dejar de proporcionar energfa de manera segura a todas las interfaces en caso de una situacion de emergencia. De esta manera puede realizarse la seguridad para el personal que trabaja en la plataforma de prueba.

La invencion tambien proporciona un metodo para probar componentes de tren de cabina verdaderos en un entorno de tren de multiples cabinas integrado por delante de la produccion del primer tren de multiple cabina verdadero real o sin un tren de cabina multiple verdadero. El metodo comprende las etapas de:

proporcionar una plataforma de prueba anteriormente mencionada, en la que los componentes de tren de cabina verdaderos a probar estan instalados en las respectivas unidades de cabina de la plataforma de prueba, de manera que al menos algunas de las senales usadas para controlar la funcionalidad de los componentes de tren de cabina verdaderos a probar pueden monitorizarse y/o manipularse mediante la plataforma de prueba y/o al menos algunas de las senales producidas como realimentacion o como parte de la funcionalidad proporcionada mediante dichos componentes de tren de cabina verdaderos a probar, pueden monitorizarse,

arrancar la plataforma de prueba que incluye los componentes de tren de cabina verdaderos a probar; y manipular o simular al menos una senal de uno de los componentes de tren de cabina verdaderos a probar o de uno cualquiera de los componentes de tren simulados mediante una de las unidades de cabina mediante la unidad supervisora cambiando al menos una entrada de memoria en el espacio de memoria reflectiva.

En una realizacion la manipulacion se lleva a cabo mediante la ejecucion de un guion en hardware de la unidad supervisora.

Se prefiere que al menos las senales monitorizadas se graben en tiempo real en la unidad supervisora. Esto puede hacerse por ejemplo almacenando cambios para senales monitorizadas juntas con indicaciones de tiempo que documentan el tiempo del cambio. Preferentemente tambien la informacion de estado asf como las senales de manipulacion se graban en tiempo real. Esto posibilita la reconstruccion completa de eventos para evaluar los

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resultados de prueba.

Algunos de los componentes de la cabina como una mesa de controlador en una unidad de habitaculo comprenden accionadores para controlar y/o dirigir otros componentes de tren. Para posibilitar ciertas pruebas y/o entrenamiento de controlador, etc., se desea poder aceptar entradas mediante estos accionadores en una de las unidades de cabina y, como alternativa, las entradas creadas en la unidad supervisora, mediante cualquiera de entrada manual mediante la interfaz de maquina humana o mediante simulacion automatica y/o manipulacion realizada mediante un motor de guion. Por lo tanto, en una realizacion al menos una unidad de cabina comprende al menos un accionador para influenciar el comportamiento de al menos un componente de tren en un tren verdadero, y en el que la interfaz de conexiones de la respectiva unidad de cabina esta configurada para activar o desactivar de manera alternativa una entrada de senal de dicho al menos un accionador, y en el que la interfaz de conexiones esta configurada adicionalmente para crear una senal de entrada equivalente bajo el control de la unidad supervisora como una modificacion, cuando la entrada de accionador esta desactivada.

En una realizacion el componente de tren puede comprender una interfaz de maquina humana visual realizada mediante una pantalla tactil por ejemplo. Para posibilitar que las manipulaciones no se noten por la persona en esta interfaz de maquina humana de componente de cabina, la interfaz de maquina humana de un componente de tren verdadero se modifica mediante un componente de software para posibilitar entradas manipuladas en la interfaz de maquina humana de la unidad de cabina mediante la unidad supervisora.

En una realizacion la localizacion, desde la que puede ejecutarse la direccion/control de ciertas funciones operacionales, puede cambiarse desde la unidad supervisora a los medios operacionales de una mesa de control en una de las unidades de cabina, en el que las funciones de visualizacion que indican el estado de los componentes de tren reales o sistemas simulados pueden visualizarse en paralelo en la interfaz de maquina humana del supervisor y en una interfaz de maquina humana de la mesa de control.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 muestra una vista general de una plataforma de prueba;

La Figura 2 muestra un concepto esquematico de flujo de informacion en la plataforma de prueba usando un sistema de memoria reflectiva;

La Figura 3 muestra una arquitectura de plataforma de prueba que ilustra la distincion entre los componentes de plataforma de prueba y componentes de tren a probar;

La Figura 4, 4a muestra una ilustracion esquematica de una plataforma de prueba para un tren de ocho cabinas y una seccion ampliada del mismo, respectivamente;

La Figura 5 ilustra la arquitectura de software de plataforma de prueba desde los componentes de instrumentacion de plataforma hasta la interfaz de conexiones a los componentes de tren a probar;

La Figura 6 muestra un modelo funcional de una caja de conexiones usada para adaptacion de senal;

La Figura 7 representa diferentes modos de prueba que pueden usarse en la plataforma de prueba; y

La Figura 8 muestra un concepto funcional de una caja de conexiones usada para aceptar entradas de manera

alternativa desde un accionador de tren verdadero o la unidad supervisora.

Descripcion detallada de la invencion

La Figura 1 muestra la vista general de una plataforma de prueba de tren ferroviario de multiples cabinas 101. La plataforma de prueba 101 esta adaptada a un tren que comprende ocho cabinas. La plataforma de prueba 101 esta estructurada por lo tanto en 8 unidades de cabinas 111 a 118. Los pictogramas 1 a 8 representan cada uno los respectivos sistemas de tren de cabina comprendidos por la cabina de tren de produccion representada mediante la respectiva unidad de cabina 111 a 118. Por ejemplo el pictograma 1 de la unidad de cabina 111 representa todas o al menos una mayona de los componentes de tren funcionales mas importantes operacionales relacionados con la seguridad asociados con la primera cabina del tren de produccion. Por ejemplo esta primera cabina comprende entre otros sistemas de tren de cabina una mesa de control, sistemas de freno, sistemas de puerta, sistemas de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC), componentes de sistema de control y gestion de tren (TCMS), solo por nombrar unos pocos. Estos componentes que se incluyen en la prueba integrada a realizar mediante la plataforma de prueba 101 se representan para la unidad de cabina 111 mediante el pictograma 1. El pictograma 2 representa en consecuencia los sistemas de tren de cabina de la unidad de cabina 112 que representan la segunda cabina del tren de produccion verdadero y asf sucesivamente.

Ademas de los sistemas de freno, sistemas de puerta, sistemas de HVAC, y componentes de TCMS la segunda cabina comprende tambien un pantografo pero por ejemplo ninguna mesa de control. Por lo tanto las diferentes

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cabinas del tren ferroviario de produccion pueden diferenciarse entre sf De la misma manera las unidades de cabina 111 a 118 se diferencian para representar correctamente la cabina de tren de produccion asociada con ellas.

Todas las cabinas estan interconectadas mediante un sistema de comunicacion 136 que comprende sistemas de bus, alambres, etc., para distribuir senales y potencia. Todas estas interconexiones se denominan en este punto como el sistema de comunicacion 136. En el tren de produccion verdadero el sistema de comunicacion interconecta los diferentes sistemas y componentes de tren. Es decir distribuye senales y potencia en el tren. El sistema de comunicacion 136 sirve el mismo fin en la plataforma de prueba tambien.

Las interfaces de conexiones entre los componentes de plataforma de prueba y el componente de tren verdadero (representado mediante los pictogramas 1 a 8) estan localizadas en este sistema de comunicacion 136, que es un propio sistema de tren. Se senala que el sistema de comunicacion es un componente de tren verdadero tambien. Sin embargo, la plataforma de prueba modifica este sistema de tren proporcionando los componentes de interfaz de conexiones ffsicas para poder espiar, manipular y/o simular senales. Para distinguir los componentes recien usados para probar de aquellos componentes presentes en un tren de produccion verdadero real los componentes usados para probar unicamente se denominaran en este punto como componentes de plataforma. Los componentes a probar que se encuentran en el tren de produccion verdadero real se denominaran como componentes de tren. Debena destacarse en esta etapa que algunas realizaciones de la plataforma de prueba, cuando realizan prueba verdadera de los componentes de tren, evidentemente comprenden componentes de tren. Sin embargo, estos componentes se trataran como componentes de tren. Tambien los componentes que se realizan mediante simulacion en las respectivas unidades de cabina de la plataforma de prueba se denominan como sistemas de tren.

Cada unidad de cabina comprende una unidad de instrumentacion 121 a 128. Esta unidad de instrumentacion representa todos los componentes de plataforma asociados con la respectiva cabina o unidad de cabina 111 a 118. Como se explicara en mayor detalle a continuacion las unidades de instrumentacion 121 a 128 proporcionan las interfaces de conexiones para acoplar el sistema de comunicacion 136 con los componentes de tren a probar. Estas interfaces de conexiones se usan para monitorizar, es decir espiar una senal, manipular una senal, es decir forzar un cierto estado de senal proporcionado mediante los componentes de plataforma de prueba, independientemente del estado de senal presente verdadero que proporcionan los componentes de tren, y/o para simular senales, es decir forzar estados de senal proporcionados mediante los componentes de plataforma de prueba en caso de que los componentes de tren verdaderos reales no esten presentes en la plataforma de prueba. Las unidades de instrumentacion 121 a 128 comprenden todos los componentes necesarios para realizar la monitorizacion, manipulacion y simulacion en la respectiva unidad de cabina 111 a 118.

Toda la prueba se controla de manera central. Los componentes necesarios para este fin se proporcionan mediante una unidad supervisora 119. La unidad supervisora 119 proporciona hardware, especialmente hardware informatico 270, para realizar al menos una interfaz de maquina humana, y memoria 192 para almacenar datos de prueba en una base de datos de registros 454, especialmente datos de monitorizacion, pero tambien datos de configuracion en una base de datos de gestion de configuracion 452 y otros datos tecnicos 458. Adicionalmente el hardware puede controlar prueba automatizada por ejemplo ejecutando guiones de prueba 459. Por lo tanto, la unidad supervisora 119 comprende hardware par un simulador central 460 que interconecta con sistemas operativos en tiempo real para permitir ejecucion de guiones de prueba automatizados, combinado con la simulacion en tiempo real de comportamiento del entorno del tren completo. En una realizacion las rutinas de prueba automatizadas se ejecutan en ordenadores con sistemas operativos no en tiempo real. Estos pueden equiparse por ejemplo con sistemas operativos comunes para ordenadores personales y/o estaciones de trabajo (por ejemplo con un sistema operativo de la familia de sistemas operativos comercializados por Microsoft, Inc. bajo la marca comercial "Windows"). En esta realizacion la interfaz de maquina humana esta tambien controlada mediante ordenadores de sistema operativo no en tiempo real. Un motor de guion de prueba puede proporcionarse tambien y ejecutarse en un ordenador usando un sistema operativo no en tiempo real.

Un sistema de memoria reflectiva 137 se usa para intercambiar cualquier dato entre componentes de plataforma de prueba de las diferentes unidades de cabina 111 a 118 ellas mismas asf como para intercambiar datos entre estos componentes de plataforma de las unidades de cabina 111 a 118 y la unidad supervisora 119.

El concepto de memoria reflectiva usado se explicara en mas detalle con referencia a la Figura 2. La Figura 2 muestra un concepto esquematico de flujo de informacion en la plataforma de prueba usando un sistema de memoria reflectiva 137. Existe un espacio de memoria 220. Este espacio de memoria 220 se divide en los subespacios 221 a 228 asignados a cada una de las unidades de cabina 111 a 118. En estos subespacios 221 a 228 se graban todos los datos asociados con la respectiva unidad de cabina 111 a 118, es decir todas las senales monitorizadas se almacenan aquf Ademas, los parametros para las interfaces de conexiones con los componentes de tren asf como de los componentes de plataforma de prueba se graban aquf. Algunos parametros pueden codificarse en software de modelo de simulador ejecutado en los ordenadores de sistema operativo en tiempo real en las respectivas unidades de cabina 111 a 118. La instruccion desde la unidad supervisora 119 a una cualquiera de las unidades de cabina 111 a 118 se transfiere escribiendo datos a una localizacion de memoria designada para el intercambio de tales instrucciones. En algunas realizaciones puede haber un subespacio para informacion comun que no es espedfico para una cabina. Este subespacio podna asignarse a la unidad supervisora. Debena apreciarse

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que la asignacion de subespacios conduce a un espacio de memoria bien estructurado. Normalmente se asigna unicamente la respectiva la unidad de cabina 111 a 118 a un cierto subespacio 221 a 228 y la unidad supervisora 119 accedera a este cierto subespacio 221 a 228 en modo de escritura. Normalmente incluso en modo de lectura unicamente estas dos entidades accederan al respectivo subespacio. Por ejemplo, el subespacio 221 asignado a la unidad de cabina 111 se accedera mediante los componentes de la unidad de cabina 111 y mediante el componente de la unidad supervisora 119 unicamente. Sin embargo, en principio todas las unidades 111 a 119 pueden acceder al mismo espacio de memoria. Es tambien ventajoso organizar los subespacios 221 a 228 de tal manera que exista una seccion de escritura de unidad de cabina 221-cuw a 228-cuw y una seccion de escritura de supervisor 221-suw a 228-suw. De esta manera es posible conseguir que cada localizacion de memoria se escriba por unica entidad.

Ffsicamente el sistema de memoria reflectiva 137 se realiza proporcionando "copias identicas" del espacio de memoria en forma de las tablas de memoria 231 a 239. Estas se mantienen en componentes de sistema de memoria reflectiva locales 241 a 249. Estos componentes de sistema de memoria reflectiva locales 241 a 249 estan conectados en un bucle 260 mediante un cable optico 261. Tan pronto como una de las diferentes unidades de cabina 111 a 118 o la unidad supervisora 119, es decir uno de los respectivos componentes de las unidades de cabina 111 a 118 o la unidad supervisora 119 escribe en cualquier localizacion de memoria en el espacio de memoria compartido 220, la respectiva tabla de memoria 231 a 239 se cambia. El sistema de memoria 137 esta disenado para mantener todas las tablas de memoria 231 a 239 smcronas con el menor retardo posible.

Se supone por fines de explicacion unicamente que, por ejemplo, la unidad de cabina 112 que representa la segunda cabina en el tren de produccion verdadero esta escribiendo en su respectivo subespacio 222 del espacio de memoria 220 en la tabla de memoria local 232. Esta tabla de memoria 232 se mantiene en el componente de sistema de memoria reflectiva local 242 en la unidad de cabina 112. Tan pronto como el componente de sistema de memoria reflectiva local 242 detecta el acceso de escritura en la tabla de memoria local 232 comunica el cambio de memoria mediante el bucle optico 260 al siguiente componente de sistema de memoria reflectiva local 243 en lmea. Esto actualiza su propia copia local del espacio de memoria 220, es decir su tabla de memoria local 232 y tambien comunica el cambio al siguiente componente de sistema de memoria reflectiva local 244 en lmea. De esta manera el cambio, o mas correctamente, la informacion acerca del cambio viaja en el bucle hasta que alcanza el componente de sistema de memoria reflectiva local 242 en el que se realizo originalmente el cambio. Este componente de sistema de memoria reflectiva local 242 elimina la informacion de cambio desde el flujo de informacion pasado en el bucle 260 desde el componente local 241 a 249 al componente local 241 a 249.

Se apreciara por un experto en la materia que sena posible tener dos o mas copias locales del espacio de memoria reflectiva 220 en una unidad de cabina 111 a 118 o la unidad supervisora 119. Esto puede ser ventajoso cuando ciertos componentes de tren a probar tienen que localizarse separados entre sf, por ejemplo, debido a razones de seguridad.

Normalmente los componentes ffsicos del sistema de memoria reflectiva que se asignaron a una unidad de cabina 111 a 118 estan localizados en la respectiva unidad de instrumentacion 121 a 128, que normalmente comprende uno o mas bastidores. Por lo tanto las unidades de instrumentacion 121 a 128 comprenden y proporcionan la interfaz entre la respectiva unidad de cabina 111 a 118 y la unidad supervisora 119.

La Figura 3 representa la arquitectura de hardware de la plataforma de prueba de una manera esquematica. De las multiples unidades de cabina unicamente se representan tres. El hardware de las unidades supervisoras 119 comprende al menos un ordenador 270 que puede albergar un sistema operativo en tiempo real (RTOS) y dispositivos de entrada y salida adicionales para realizar una interfaz de maquina humana. Preferentemente la interfaz de maquina humana comprende hardware informatico para realizar un menu visual orientado a interfaz de maquina humana que puede visualizar toda la senal monitorizada y aceptar entradas para manipular todas las senales manualmente que puedan manipularse. En una realizacion esta interfaz de maquina humana comprende al menos una pantalla tactil 280. Ademas, en caso de que los parametros puedan establecerse para ciertos sistemas o componentes, una unidad supervisora de acuerdo con una realizacion preferida comprende la interfaz de maquina humana configurada para posibilitar cambios manuales tambien. Ademas la unidad supervisora 119 comprende preferentemente hardware informatico para introducir o ejecutar codigo. Este hardware sirve como terminal para un motor en tiempo real, como terminal para un motor simulador, y/o como un motor de guion que ejecuta procedimientos de prueba automatizados en una realizacion. Ademas, se proporciona hardware para almacenar resultados de prueba, datos tecnicos, datos de configuracion y documentacion. La unidad supervisora comprende tambien en algunas realizaciones interfaces para distribuir los datos de prueba recogidos a otros ordenadores, por ejemplo, mediante una red informatica, etc. El componente de sistema de memoria reflectiva local 249 esta conectado con el hardware que puede albergar un sistema operativo en tiempo real. El componente de sistema de memoria reflectiva local 249 enlaza la unidad supervisora 119 a las diferentes unidades de cabina 111 a 113 mediante el sistema de memoria reflectiva 137.

Las unidades de cabina representadas 111 a 113 comprenden una unidad de instrumentacion 121 a 123 cada una. Las unidades de instrumentacion 121 a 123 comprenden uno o mas bastidores de instrumentacion 321-1 a 323-3. En el ejemplo representado cada unidad de instrumentacion, por ejemplo, comprende tres bastidores de instrumentacion 321-1 a 321-3. La unidad de instrumentacion 121 de la unidad de cabina 111 por ejemplo comprende los bastidores de instrumentacion 321-1, 321-2 y 321-3.

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Estos bastidores de instrumentacion 321-1 a 321-3 de la unidad de cabina 121 comprenden como los componentes de plataforma de prueba, por ejemplo, el respectivo componente de sistema de memoria reflectiva local 241 y el hardware informatico 271 para albergar un sistema operativo en tiempo real. En este hardware informatico 271 se ejecuta el motor en tiempo real que gestiona el acceso a la tabla de memoria reflectiva 231. Debena senalarse que estos motores en tiempo real de las unidades de cabina estan completamente separados del propio sistema de memoria reflectiva 137 y solamente controlan las operaciones de lectura y escritura en las tablas de memoria reflectivas 231 a 233. Las propias tablas de memoria reflectiva 231 a 233 se usan como memoria de acceso aleatorio normal mediante los respectivos motores en tiempo real.

Las unidades de instrumentacion 121 a 123 proporcionan todo el hardware incluyendo las interfaces de conexiones 331-333 para monitorizar las senales, para manipular las senales, o para simular senales en el sistema de comunicacion 136.

Estas interfaces de conexiones 331 a 333 comprenden diferentes componentes. Cada unidad de cabina comprende al menos un bloque de terminal 351 a 353 para interconectar ffsicamente las lmeas de senal, alambres, etc., del sistema de comunicacion 136. Estos bloques terminales se usan para fines de encaminamiento. Es decir las lmeas de senal del sistema de comunicacion estan conectadas a las lmeas de senal de los otros componentes de tren verdaderos 401 a 407 presentes en las respectivas unidades de cabina 111 a 119.

En caso de cualquier realizacion de espionaje y/o manipulacion de senales que provenga de o se pretenda dirigir a cualquier componente de tren verdadero 401 a 407 una denominada caja de conexiones esta interconectada en la trayectoria de senal entre la lmea de comunicacion del sistema de comunicacion 136 y la lmea de senal a y/o desde el componente de tren verdadero. Pueden encaminarse lmeas de senal adicionales de componentes de tren mediante el bloque de terminal 351 a 353 de la respectiva unidad de cabina 111 a 113 para posibilitar encaminamiento "extra" mediante las cajas de conexiones para espionaje y/o manipulacion.

En algunos casos la distincion entre lmeas de senal o alambres del sistema de comunicacion y lmeas de senal o alambre de un componente de tren es diffcil. Independientemente de esta distincion el espionaje y manipulacion puede realizarse en ambos casos con el mismo tipo de estructura de hardware y software.

Para monitorizacion y manipulacion y para interconectar senales simuladas se proporcionan dichas denominadas cajas de conexiones 341-1 a 341-3, 342-1 a 342-3, 343-1 a 343-3. El numero vana de acuerdo con las senales y/o componentes de cabina verdaderos 401 a 406 en los que se va a llevar a cabo espionaje, manipulacion y/o simulacion de senal. Tales cajas de conexiones pueden usarse tambien para proporcionar senales ffsicas que se simulan en la respectiva unidad de cabina 111 a 113 en respectivos alambres del sistema de comunicacion 136. Las senales de bus espiadas, manipuladas o simuladas normalmente pueden capturarse o proporcionarse respectivamente mediante un modulo de interfaz normalizado para el respectivo bus. Tales interfaces se denominan interfaces de bus de conexiones. En algunos casos de manipulacion de senales de bus, las cajas de conexiones pueden ser necesarias para "sustituir" las senales originales proporcionadas mediante la senal manipulada.

Las cajas de conexiones 341-1 a 348-j (siendo j un numero natural para contar el terminal de conexiones de la unidad de cabina 118) asf como los bloques terminales de conexiones 351 a 358 pueden considerarse como parte de las respectivas interfaces de conexiones 331-338, mediante las cuales los componentes de tren asf como los componentes simulados estan conectados al sistema de comunicacion 136, es decir los buses y alambres etc.

La monitorizacion se lleva a cabo de una forma tal que es completamente transparente al sistema de tren probado. Es decir el sistema no se ve influenciado por la accion de monitorizacion. En caso de manipulacion esta se hace de una manera que los componentes de sistema no pueden detectar que la senal no se esta derivando desde el componente que se supone que suministra la respectiva senal, ademas se puede detectar una senal fuera de especificacion. Tales senales fuera de especificacion se proporcionan intencionadamente para inducir un modo degradado o un modo de fallo. Todo el espionaje y la manipulacion se llevan a cabo en las interfaces de conexiones 331 a 333 proporcionadas mediante las respectivas unidades de instrumentacion 121 a 123. En caso de que se haya de espiar una senal o se haya de manipular estas acciones se llevan a cabo a traves de una de las cajas de conexiones 341-1 a 343-j. Una caja de conexiones de este tipo se explica a continuacion en mayor detalle. La conexion verdadera a los componentes de tren verdaderos a probar se establece mediante cajas de conexiones especializadas 341-1 a 343-3 y los bloques terminales de conexiones 351 a 353. Por lo tanto, los conectores originales de los componentes de tren verdaderos, en caso de que existiera alguno, pueden usarse en los bloques terminales de conexiones 351 a 353 de las interfaces de conexiones 331 a 333 proporcionadas mediante las respectivas unidades de instrumentacion 121 a 123. Los bloques terminales de conexiones 351 a 353 se configuran preferentemente para aceptar enchufes o conectores verdaderos en caso de que los componentes de cabina verdaderos 401 a 406 esten equipados con cualquier tipo de enchufes o conectores en sus lmeas y/o alambres de senal.

El sistema de comunicacion 136 que es preferentemente un componente de tren verdadero o al menos funcionalmente construido identico y mas preferentemente tambien estructurado ffsicamente identico esta conectado a las interfaces de conexiones 331 a 333 mediante las cajas de conexiones 341-1 a 343-3 y mediante interfaces de

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bus de conexiones normalizadas 381 a 383 usadas para espiar y/o manipulacion de buses del sistema de comunicacion 136. En algunos casos las cajas de conexiones pueden usarse tambien para espiar en lmeas de comunicacion realizadas como sistema de bus en serie y/o paralelo.

Entre los componentes o sistemas de tren verdaderos 400 probados en una realizacion esta el sistema de control y gestion de tren (TCMS) 401, el sistema de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC) 402 o subcomponentes como el bastidor de control HVAC y el respectivo modulo de bar o modulo de habitaculo, sistemas de freno 403, sistemas de pantografo 404, sistemas de fuente de alimentacion 405 como el cargador de batena y las batenas, la mesa de control 406, el sistema de puerta 407. Otros sistemas que pueden estar presentes en otras realizaciones pueden comprender el sistema de deteccion de fuego, el sistema de control de vagoneta, sistemas de bano, puertas automaticas internas, sistemas de entretenimiento, sistemas de intercomunicaciones, iluminacion general, sistemas relacionados con senales de trafico solo por nombrar unos pocos. Debena apreciarse que puede probarse cualquier numero y combinacion de componentes de tren verdaderos. Algunos o todos los componentes que no esten presentes pueden simularse. La simulacion puede llevarse a cabo en software y/o en una combinacion de software y hardware. Es posible tambien aumentar los componentes de tren verdaderos con componentes de simulacion de hardware y/o software para realizar sistemas equivalentes a los componentes de tren verdaderos.

La Figura 3 muestra que las interfaces de conexiones 331-333 y mas precisamente las cajas de conexiones 341-1 a 343-3, y las interfaces de bus de conexiones 381 a 383 constituyen la lmea de division con respecto al hardware entre los componentes de tren 400 y los componentes de plataforma 102. Las cajas de conexiones 341-1 a 343-3 pueden estar localizadas parcialmente o todas ffsicamente en los bastidores de componente de tren, etc., incluso aunque se considere que son parte de las interfaces de conexiones 331 a 333 y por lo tanto de las unidades de instrumentacion 121 a 123. Las lmeas de senal y control 300 conectan las cajas de conexiones 341-1 a 343-3 a la informatica 271 a 273 en la que se ejecuta los motores en tiempo real de la unidad de cabina 361 a 363.

En una realizacion representada en la Figura 4 se realiza una plataforma de prueba para un tren de ocho cabinas. La plataforma de prueba 101 comprende un conjunto preseleccionado de componentes reales 400. Estos componentes estan configurados funcionalmente identicos al tren de produccion. Los componentes de tren verdaderos 400 instalados comprenden el alambrado, interbloqueo, tubenas (si por ejemplo el control de freno se maneja neumaticamente) del sistema de comunicacion 136, y los sistemas de control y gestion de tren 401 para todas las ocho cabinas. La instalacion es funcionalmente identica al tren de produccion, excepto donde sea imposible realizar a esfuerzo razonable. Por ejemplo los cables y tubenas se acortan para evitar cables holgados o excesos de longitud. Los componentes en cada cabina asf como las propias cabinas estan interconectados mediante el sistema de comunicacion 136 en una configuracion funcionalmente identica al tren de produccion, excepto donde sea imposible realizar a un esfuerzo razonable. El alambrado que incluye buses, la fuente de alimentacion y tubenas, asf como alguna funcionalidad basada en rele basica integrada en el alambrado se denominara como el sistema de comunicacion 136. Como se ha establecido anteriormente un sistema de comunicacion 136 se denomina algunas veces sistema de control de tren convencional (OTC).

Las unidades de instrumentacion 121 a 128 comprenden bastidores de instrumentacion 321 a 328. Estos bastidores de instrumentacion 321 a 328 comprenden, entre otras cosas, el hardware requerido para que las interfaces de conexiones 331 a 338 conecten el alambrado e interconexion de bus del sistema de comunicacion 136 con los componentes de tren verdaderos 400. Los bastidores de instrumentacion 321 a 328 comprenden tambien el hardware 271 a 278 que alberga los motores en tiempo real de la unidad de cabina 361 a 368. Estos estan controlando las cajas de conexiones 341-1 a 348-k para espiar senales y para manipular senales en las respectivas cajas de conexiones 341-1 a 348-k. Los motores en tiempo real de la unidad de cabina 361 a 368 pueden leer y escribir en la respectiva tabla de memoria 231 a 238 albergada en los respectivos componentes de sistema de memoria reflectiva locales 241 a 248 del sistema de memoria 137. Por lo tanto, cada unidad de instrumentacion 121 a 128 comprende un componente de sistema de memoria reflectiva local 241 a 248. El sistema de memoria reflectiva 137 se usa como el "esqueleto" para el intercambio de informacion entre los componentes de plataforma de las unidades de instrumentacion 121 a 128 y la unidad supervisora 119.

El fin de las unidades de instrumentacion 121 a 128 y los bastidores de instrumentacion 321 a 328 es simular las senales de sistema a nivel de cabina y proporcionar las siguientes funciones principales:

- comunicar el estado con todas las otras unidades de instrumentacion 121 a 128 y bastidores y la unidad supervisora 119 usando el sistema de memoria reflectiva 137;

- ejecutar software de simulacion en un sistema operativo en tiempo real (RTOS);

- proporcionar las interfaces de conexiones electricas 331 a 338 (entradas/salidas ffsicas y buses) con interfaces ffsicas en forma de las cajas de conexiones 341-1 a 348-k, interfaces informaticas de conexiones 391 y las interfaces de bus de conexiones 381 a 388 para interconectar los sistemas de tren 400 y el sistema de comunicacion 136;

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- proporcionar una fuente de alimentacion ininterrumpible (UPS) para permitir a las unidades de instrumentacion y bastidores proporcionar las interfaces electricas a una configuracion predefinida antes del cierre durante un corte de potencia;

- proporcionar un mecanismo de apagado de emergencia para dejar de suministrar ene^a de manera segura a todas las interfaces de conexiones electricas 331 a 338.

Los sistemas de tren 400 instalados o incorporados en una plataforma de prueba presentan una seleccion estrategica de los sistemas de tren de produccion. Dependiendo de los objetivos de los programas de prueba a llevar a cabo, pueden instalarse diferentes sistemas de tren. Las senales de los sistemas de tren que no estan instaladas se simulan cuando se requiera para conseguir los objetivos del programa de prueba.

Como un ejemplo, la plataforma de prueba representada en la Figura 4 comprende los componentes de los siguientes sistemas de tren:

- Sistema de control y gestion de tren (TCMS) 401. Todos los componentes requeridos para el tren de produccion estan instalados en todas las unidades de cabina 111 a 118;

- mesa de control 406: esta instalada una mesa de control 406 de una cabina de extremo; la segunda de la segunda cabina de extremo esta simulada unicamente.

- pantografo 404: para ambos pantografos 404 del tren, estan instalados los ordenadores de tren de produccion, pero se usa un simulador electro-neumatico para simular los componentes desde los brazos elevadores del pantografo.

- sistemas de HVAC 402: esta instalado el armario de control de HVAC del tren de produccion desde una cabina asf como la unidad de habitaculo de HVAC del tren de produccion. La unidad de bar de HVAC esta simulada.

- el sistema de deteccion de fuego: las senales del sistema de deteccion de fuego estan simuladas; no estan instalados componentes de tren de produccion.

- sistema de monitorizacion de vagoneta: las senales del sistema de monitorizacion de vagoneta estan simuladas; no estan instalados componentes de tren de produccion.

- Sistemas de freno 403: se usan para 4 cabinas los componentes del tren de produccion del sistema de frenos 403, excepto para algunos componentes que estan simulados en su lugar mediante componentes electro- neumaticos. Los componentes electro-neumaticos simulan el comportamiento de los componentes faltantes. Por ejemplo las pinzas de freno estan simuladas. El sistema de freno para las restantes 4 cabinas esta simulado por completo.

- Sistemas de puerta 407: esta instalado un sistema de puerta de tren de produccion 406 para una de las veintiseis puertas. Las restantes 25 puertas estan simuladas.

La unidad supervisora 119 representa la interfaz de usuario de la plataforma de prueba, desde la que puede realizarse prueba manual y automatizada. La unidad supervisora 119 comprende en esta realizacion:

- una interfaz de maquina humana (HMI) 451 desde la que pueden monitorizarse y manipularse senales;

- una base de datos de gestion de configuracion 452 que comprende software y datos para gestionar la configuracion de la plataforma de prueba 101;

- una aplicacion de guiones de prueba o motor de guion de prueba 453 para permitir ejecucion de prueba automatizada, por ejemplo usando un guion de prueba,

- una base de datos de registros 454, donde se almacenan todas las senales y datos desde la ejecucion de prueba;

- un simulador 455, que ejecuta modelos de simulacion globales, que se aplican a todas las cabinas, en contraste a las simulaciones llevadas a cabo en las diferentes unidades de cabina 111 a 118, que ejecutan modelos de simulacion local que se aplican unicamente a la respectiva unidad de cabina (cabina de produccion representada).

El fin de la unidad supervisora 119 es simular el entorno global y estado de tren en la plataforma de prueba 101, y proporciona las siguientes funciones principales:

- registro del estado del tren en senales instrumentadas en la base de datos de registros 454;

- configurar el tren con un gestor de configuracion (por ejemplo: numero y orden de cabinas, configuracion de bastidores de instrumentacion...);

- prueba automatica usando el motor de guion 453;

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- simular el comportamiento por todo el tren global y condiciones del entorno;

- direccion de todas las otras unidades de instrumentacion 121 a 128 y bastidores de instrumentacion 321 a 328 usando un sistema de memoria reflectiva 137;

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- monitorizar el estado de todos los otros bastidores de unidades de instrumentacion usando el sistema de memoria reflectiva 137;

El objetivo principal de la plataforma de prueba se describe en el TCMS (Sistema de Control y Gestion de Tren) 401, 15 el sistema de comunicacion 136 con sistema de OTC (control de tren convencional) de funcionalidad mejorada, el sistema de freno 403, el sistema de puerta 407, la mesa de control 406, la fuente de alimentacion (batena y cargadores de batena) 405, los pantografos 404, y el sistema de HVAC (calefaccion, ventilacion y aire acondicionado) 402. Para complementar los componentes faltantes se usan los motores de modelo de sistema 371 a 378 para simularlos.

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La plataforma de prueba no puede usarse unicamente para minimizar el riesgo de desarrollo probando sistemas completamente integrados frente a requisitos de cliente con suficiente antelacion del primer tren de produccion de prueba dinamico, sino tambien para realizar verificacion de prueba avanzada frente a las especificaciones de diseno del vefnculo funcionales (FVDS), que incluyen modos normales, modos degradados y modos de fallo. Una gran 25 parte del programa de prueba esta basado en prueba negativa funcional y prueba de robustez de diseno.

La Figura 4a muestra una seccion ampliada de la interfaz de conexiones 331 de la unidad de cabina 111. Puede observarse en detalle que las lmeas de senal de los componentes de tren 401, 402, 406, 407 estan conectadas al sistema de comunicacion 136 mediante el bloque terminal de conexiones 351 y la respectiva caja de conexiones 30 341-1 a 341-4. Ademas de poder espiar en senales de sistema internas, por ejemplo, una senal de boton de

pulsacion que pertenece directamente al sistema de puerta 407 las lmeas de senal 421,422 estan conectadas a una caja de conexiones 341-5 mediante el bloque terminal de conexiones 351. En este caso la caja de conexiones 341-5 no esta conectada al sistema de comunicacion 136 ya que las lmeas de senal 421, 422 se considera que son partes del sistema de puerta y no del sistema de comunicacion 136.

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Ademas el sistema de puerta 407 esta conectado al sistema de comunicacion en este ejemplo mediante la interfaz de bus de conexiones 381. Debena entenderse, que los otros sistemas de cabina 401, 402, 406 podnan tambien estar conectados adicionalmente o como alternativa a las cajas de conexiones 341-1 a 341-4 al sistema de comunicacion 136 mediante las interfaces de bus de conexiones o interfaces informaticas de conexiones.

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En esta ampliacion ademas las lmeas de senal y de control 300 se muestran que conectan las cajas de conexiones 341-1 a 341-5 y la interfaz de bus de conexiones 381 con el ordenador 271 en el que se ejecuta el motor en tiempo real de unidad de cabina 361. En la mayona de las otras figuras excepto la Figura 3 estas lmeas de senal y de control 300 no se muestran para no oscurecer las figuras.

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Con respecto a la Figura 5 se explicara la arquitectura de software de una realizacion. La Figura 5 muestra la arquitectura de software de la unidad supervisora asf como la arquitectura de software de una unidad de cabina. El software de los sistemas de tren verdaderos probados que no estan simulados no se muestra.

50 El alcance del software supervisor es proporcionar la interfaz de maquina humana para permitir acceso a los datos de plataforma de prueba y funcionalidades desde una unica ubicacion. El software supervisor incluye las siguientes capacidades:

- un motor de guion 453 permite la ejecucion automatizada de guiones para realizar secuencias de pruebas 55 automatizadas. Este motor de guion genera automaticamente un informe con los resultados de la ejecucion de

prueba;

- una interfaz de maquina humana supervisora (HMI) 456 permite acceso a los datos de plataforma de prueba y permite la operacion manual de la plataforma de prueba y manipulacion de todas las variables;

60

- un motor de modelo de entorno de tren 457 se usa para ejecutar algoritmos en tiempo real para simular el comportamiento por todo el tren (tal como velocidad y aceleracion). Los resultados de estos algoritmos se usan en simulaciones a nivel de cabina y a nivel de sistema.

65 - una base de datos de supervisor (no mostrada) se usa para almacenar las senales monitorizadas de la plataforma de prueba y resultados de prueba.

- para leer desde y escribir en una tabla de memoria reflectiva 239, que es una copia del espacio de memoria 220 compartido entre todos los sistemas conectados (unidad supervisora 119 y unidades de cabina 111 a 118). Cada sistema informatico conectado puede leer o escribir directamente en este espacio de memoria. La tabla de memoria reflectiva del supervisor 239 y las tablas de memoria reflectiva de las unidades de cabina 231 a 238 comunican a

5 traves de una red de fibra optica a alta velocidad 260 en una configuracion en anillo.

- un motor en tiempo real central de supervisor 369 permite la coordinacion de informacion que proviene desde el motor de guion 453, la HMI supervisora 456, el motor de modelo de entorno del tren 457, la base de datos de supervisor (no mostrada) y la tabla de memoria reflectiva 239.

10

El alcance del software en las unidades de instrumentacion (se muestra unicamente la unidad de instrumentacion 121) es para desplegar en el nivel de cabina, comandos de procesos e instrucciones que provienen desde la unidad supervisora 119 y otras unidades de instrumentacion (no mostradas) y para gestionar la interfaz de conexiones de hardware 331 de la unidad de instrumentacion 121. El software de la unidad de instrumentacion proporciona las

15 siguientes capacidades:

- un motor de modelo de sistema de cabina 371 se usa para ejecutar algoritmos en tiempo real para simular el comportamiento espedfico del sistema de componentes de tren unicamente simulados. Los resultados de estos algoritmos se emiten directamente a los componentes de tren verdaderos 400 a traves del sistema de comunicacion

20 136 o se envfan de vuelta a la unidad supervisora 119 a traves del sistema de memoria reflectiva 137.

- la capacidad para leer desde y escribir en una tabla de memoria reflectiva 231, que es una copia del espacio de memoria 220 compartido entre todos los sistemas conectados (unidad supervisora 119 y unidades de cabina 111 a 118, es decir las unidades de instrumentacion 121 a 128). Cada sistema informatico conectado puede leer o escribir

25 directamente en este espacio de memoria reflectiva 220. La tabla de memoria reflectiva de la unidad supervisora 239 y la tabla de memoria reflectiva de la unidad de instrumentacion 231 comunican a traves de una red de fibra optica a alta velocidad 260 en una configuracion en anillo.

- un motor en tiempo real de unidad de cabina 361 permite la coordinacion de informacion que proviene desde la tabla

30 de memoria reflectiva 231, el motor de modelo de entorno del tren 371 y las interfaces de conexiones de hardware

331.

- El motor en tiempo real de unidad de cabina puede controlar las senales en la interfaz de conexiones 331 que comprende una interfaz de hardware de caja de conexiones 341-1 para recibir senales desde el sistema de

35 comunicacion 136 y otra caja de conexiones 341-2 para emitir senales al sistema de comunicacion 136. Mediante esto la interfaz de conexiones 331 interconecta mediante sus cajas de conexiones a traves del sistema de comunicacion 136 con los componentes de tren verdaderos 400 a probar y/o sistemas simulados al menos parcialmente en hardware.

40 La interfaz de conexiones entre los componentes de tren verdaderos o sistemas simulados y el sistema de comunicacion comprende cajas de conexiones como se ha mencionado anteriormente. La conexion verdadera a un componente de tren se realiza mediante bloques terminales especializados. La conexion entre el sistema de comunicacion es decir el alambrado y/o el bus o buses se realiza mediante las cajas de conexiones que se realizan de acuerdo con las necesidades espedficas. Diferentes tipos de senales necesitan diferentes tipos de manejo. En

45 ciertas lmeas de conexion unicamente se deseara espionaje. En otras lmeas se deseara espionaje y/o manipulacion.

Por lo tanto, se realizan diferentes modelos de adaptacion de senal en las cajas de conexiones 341 a 348. Las cajas de conexiones comprenden el alambrado, reles y otra electronica para espiar senales (monitorizar) o para manipular senales. Las cajas de conexiones 341 a 348 estan conectadas a interfaces informaticas de la maquina que ejecuta el motor en tiempo real de unidad de cabina 361 a 368.

50

Un modelo de adaptacion de senal es un concepto de interconexion generico, que no contiene nombre de senal o nombre de componente espedficos. Este modelo de adaptacion de senal puede aplicarse a una o multiples conexiones electricas reales espedficas de una manera en bloques de construccion. Los modelos de adaptacion mas sencillos pueden agruparse para crear modelos de adaptacion de senal mas complejos.

55

La Figura 6 muestra un ejemplo de modelo de adaptacion de senal, para el caso de un modelo de "manipular una lmea normalmente cerrada y espiar". En este modelo de adaptacion de senal, el hardware de componente de tren 501 esta conectado a traves de la caja de conexiones 502 localizada en la unidad de instrumentacion 121 a 128 a traves de los bloques terminales de conexiones de interconexion 503. En el ejemplo dado, un contactor 504 estaba

60 activando originalmente un componente 505 a traves de su alambre original 506. Para manipular la salida 507 de este contactor 504, el alambre original 506 se elimina y la salida del contactor 507 se encamina a la caja de conexiones 502 mediante el bloque terminal 503. En la caja de conexiones 502 el alambrado pasa a traves de un rele normalmente cerrado 508. El circuito continua a traves del bloque terminal 503 de nuevo a la entrada 509 del componente de sistema 505. La salida del contactor 507, la entrada de componente de sistemas 509 y una lmea de

65 referencia de tension a cero 510 estan interconectados en el bloque terminal de conexiones especializado 503.

El rele normalmente cerrado 508 se controla mediante un modulo CRIO 511 alimentado mediante una fuente de alimentacion interna 512. CRIO es la abreviatura para entrada salida en tiempo real compacta. El modulo CRIO 511 se controla a sf mismo mediante la unidad de cabina o el motor en tiempo real del sistema de unidad de instrumentacion. Las lmeas de senal y de control de esta conexion no se representan. Cuando se le deja de aplicar 5 energfa, el rele normalmente cerrado 508 no modifica la salida del contactor 507. Sin embargo, cuando se le aplica energfa, el rele normalmente cerrado 508 abre la conexion entre la salida del contactor 507 y la entrada 509 del componente de sistema 505.

Ademas, el modelo de adaptacion de senal incluye una opcion de espionaje, que permite la lectura de la salida del 10 contactor 507 a traves de un rele de espfa 513. Este rele de espfa 513 esta conectado a otro modulo CRIO 514 alimentado mediante otra fuente de alimentacion interna 515. De nuevo no se muestran las lmeas de senal y de control que conectan el modulo CRIO 514 al respectivo motor en tiempo real de unidad de cabina.

En este ejemplo la caja de conexiones 502 puede eliminar una salida de contactor 507 de un conector 504 desde su 15 destino pretendido, una entrada de componente de sistema 509 del componente de sistema 505, mientras tambien mide la tension introducida a un componente de sistema 505. Para la realizacion de una plataforma de prueba como la mostrada en la figura 4, se desarrollaron estos modelos de adaptacion de senal genericos.

Con estos tipos de cajas de conexiones pueden realizarse diferentes modos de interconexion funcionales.

20

La Figura 7 muestra los diferentes modos de interconexion funcionales desarrollados para una plataforma de prueba de este tipo. Estos modos se desarrollaron sobre la suposicion de que los sistemas de tren verdaderos 400 a probar comprenden un controlador de sistema ffsico verdadero 701 y algun otro sistema ffsico 702 conectado al controlador de sistema 701. Estos modos de interconexion funcional son:

25

• Modo 0: No accion - No monitorizacion: Este modo se usa cuando el hardware ffsico real 702 esta conectado al controlador real 701, pero no hay necesidad de monitorizar las entradas y salidas

• Modo 1: Monitorizacion - Este modo se usa cuando el hardware ffsico real 702 esta conectado al controlador real

30 701. La plataforma monitorizara todas las actividades de entrada y salida (E/S) entre el controlador 701 y el mundo

ffsico 702 y/o al sistema de comunicacion 136 mediante el bloque terminal de conexiones 351 y las cajas de conexiones 341-1, 341-2.

• Modo 2: Monitorizacion + Manipulacion - Este modo se usa cuando el hardware ffsico real 702 esta conectado al 35 controlador real 701. Monitorizara todas las actividades a probar (E/S) entre el controlador 701 y el mundo ffsico 702

y/o al sistema de comunicacion 136 mediante el bloque terminal de las cajas de conexiones 351 y las cajas de conexiones 341-1, 341-2. Estas se usaran tambien para manipular las senales necesarias entre el controlador 701 y el mundo ffsico 702 y/o al sistema de comunicacion 136.

40 • Modo 3A: simulacion de entorno de software - Este modo simula el entorno (usando un modelo de software) del controlador 701. Es decir el hardware ffsico se simula mediante un motor de modelo de sistema de cabina 371 y todas las E/S conectadas a este controlador 701 se manipulan mediante el bloque terminal de conexiones 351 y las cajas de conexiones 341-2, 341-3 y/o interfaces informaticas de conexiones 391. La E/S entre el sistema de comunicacion 136 y el controlador 701 se espfa mediante un bloque terminal de conexiones 351 y la caja de 45 conexiones 341-1 y/o una interfaz de bus de conexiones 381.

• Modo 3B: Simulacion de entorno hardware - Este modo es identico al modo 3A excepto que este modo simula el entorno (usando un simulador de hardware) del controlador 701 mediante hardware de simulacion especializado 703 y todas las E/S conectadas al controlador real 701. Espiar la E/S between el sistema de comunicacion 136 y el

50 controlador 701 se lleva a cabo mediante un bloque terminal de conexiones 351 y la caja de conexiones 341-1 y/o a la interfaz de bus de conexiones 381. La monitorizacion y/o manipulacion del hardware de simulacion 703 se lleva a cabo mediante un bloque terminal de conexiones 351 y la caja de conexiones 341-2 y/o interfaz informatica de conexiones 391.

55 • Modo 4: Simulacion de controlador - Este modo simula el comportamiento del controlador y toda la E/S (incluyendo E/S al bus de vefffculo multifuncional (MVB) u otros buses del sistema de comunicacion 136). La interconexion se realiza mediante el bloque terminal de conexiones 351 y las cajas de conexiones 341-1, 341-2 y/o interfaces de bus de conexiones 381. La simulacion se hace mediante un motor de modelo de sistema de cabina 371.

60 Se apreciara que los diferentes modos funcionales pueden ponerse en uso en diferentes combinaciones para conseguir objetivos de prueba expuestos.

Para maximizar el uso de la plataforma de prueba, la mesa de control 406 de la unidad de cabina 111 como se muestra en una realizacion representada en la Figura 4 puede comprender los siguientes componentes:

uno o varios conmutadores, uno o varios botones, una palanca de impulso de control maestro, y una denominada

Unidad Controladora de Interfaz (IDU) que realiza una interfaz de maquina humana usando una pantalla tactil en la mesa de control. Los componentes estan instrumentados de tal manera que permiten tres modos de control:

- un modo de control manual desde la mesa de control (como un controlador real). Esto se denomina como modo de 5 control de habitaculo manual;

- un modo de control manual desde la HMI supervisora (usando raton). Este modo se denomina como modo supervisor manual;

- un modo controlador automatico desde el motor de guion supervisor. Este modo se denomina como modo automatico;

10

Es necesario proporcionar capacidades de manipulacion y/o de espionaje en estos componentes de hardware de entrada y salida. Para los accionadores electromecanicos de la mesa de control tales como, pero sin limitacion, botones de pulsacion, conmutadores, palanca de impulso de control maestro etc., se usan cajas de conexiones y/o interfaces informaticas de conexiones o interfaces de bus de conexiones dependiendo de la conexion de estos 15 accionadores electromecanicos al sistema de comunicacion 136 en el entorno de tren verdadero.

La monitorizacion y manipulacion de la interfaz de maquina humana de IDU puede realizarse de diferentes maneras. Es posible usar interfaces de bus de conexiones y/o interfaces informaticas de conexiones para monitorizar y manipular las senales eventualmente emitidas y/o recibidas mediante el sistema de comunicacion 136. Aunque la 20 interfaz de maquina humana de IDU interna no puede monitorizarse o manipularse. Por lo tanto se prefiere usar adicionalmente una aplicacion de software especialmente desarrollada para realizar la monitorizacion y manipulacion al nivel de IDU.

En una realizacion los diferentes modos se realizan como sigue:

25

- En el modo de control de habitaculo manual realizado en la mesa de control, todas las manipulaciones se desactivan y los comandos de la mesa de control pueden ejecutarse como un controlador lo hana en el tren. Las capacidades de espionaje estan aun sin embargo activas, por lo que los comandos de controlador pueden visualizarse en la HMI de supervisor y tambien registrarse en la base de datos de supervisor. Estos datos pueden usarse como parte del

30 programa de entrenamiento del controlador para evaluar el comportamiento del controlador.

- En el modo de supervisor manual todas las entradas se realizan manualmente mediante la HMI supervisora.

- En el modo de control automatico todas las "entradas" se proporcionan desde el motor de guion de supervisor. En 35 una realizacion todas las entradas y/o manipulaciones se activan permitiendo el control desde la unidad supervisora

manualmente mediante la HMI o como alternativa automaticamente desde el motor de guion de supervisor.

En una realizacion las entradas pueden proporcionarse unicamente desde cualquiera de un componente de habitaculo de controlador ffsico o la unidad supervisora. Para diferentes componentes o grupos de componentes 40 esta "decision de control" exclusiva puede tomarse de manera diferente. Por lo tanto para cada componente el modo de control puede seleccionarse individualmente. Diferentes componentes pueden asignarse a diferentes modos de control al mismo tiempo. Por ejemplo, la palanca de impulso de control maestro podna controlarse mediante el motor de guion de supervisor mientras el boton de pulsacion de puerta podna controlarse mediante el controlador desde la mesa de control.

45

En una realizacion mas sofisticada al menos en el modo de control manual las manipulaciones que se originan desde la unidad supervisora son tambien posibles. Tal diseno permite la creacion de escenarios de entrenamiento de controlador donde pudieran introducirse fallos en los comandos de controlador para ver como reaccionana el controlador a ellos.

50

En principio es posible tener realizaciones donde un componente pudiera asignarse a varios modos de control al mismo tiempo. Es decir las entradas podnan realizarse mediante cualquiera del componente de control verdadero o mediante los ordenadores de la unidad supervisora (manual o automaticamente). Sin embargo esto conducina a comportamiento en conflicto. Por lo tanto, la manipulacion de las unidades supervisoras debena tener preferencia 55 sobre las entradas manuales realizadas en el habitaculo del controlador en caso de comportamiento en conflicto.

La Figura 8 representa el concepto de la caja de conexiones de las interconexiones funcionales para el accionador electromecanico de la mesa de control, donde la entrada del accionador se introduce exclusivamente mediante el accionador o mediante la plataforma de prueba.

60 Una lmea de senal 601 del sistema de comunicacion 136 se encamina mediante el bloque terminal de conexiones 603 a una caja de conexiones 602. La entrada 604 de la caja de conexiones 602 esta conectada a un rele de separacion 605 controlado mediante el modulo de salida digital CRIO 606. Este modulo de salida digital CRIO 606 es parte de la interfaz de conexiones y se controla mediante el respectivo motor en tiempo real de unidad de cabina (no mostrado). En el estado de conmutador cerrado del rele de separacion representado en la Figura 8 la entrada 65 604 esta conectada a una primera salida 607 de la caja de conexiones 602. La primera salida 607 se encamina

mediante el bloque terminal de conexiones 603 a la entrada 608 del accionador 609 que es un boton de pulsacion en

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

este caso. La salida 610 del accionador 609 esta conectada a otra lmea de senal 611 del sistema de comunicacion 136 y al bloque terminal de conexiones 603. La salida 610 del accionador 609 se encamina mediante el bloque terminal de conexiones 603 a una entrada/salida 612 de la caja de conexiones 602.

La entrada/salida 612 esta conectada a una segunda salida 613 mediante un rele de espfa 614 que controla el modulo de entrada digital CRIO 615. Mediante el rele de espfa 614 es posible espiar el estado de accionamiento del accionador 609. El modulo de entrada CRIO 615 esta conectado al motor en tiempo real de unidad de cabina (no mostrado) de la respectiva unidad de cabina. El motor en tiempo real de la unidad de cabina controla todo el espionaje y manipulacion en esa unidad de cabina.

La segunda salida 613 esta conectada a una lmea de tension de referencia 616 del sistema de comunicacion 136 mediante el bloque terminal de conexiones 603.

En el estado de interruptor abierto del rele de separacion 605 la entrada 604 esta conectada a la entrada/salida 612 mediante un rele de manipulacion 617 controlado mediante el modulo de salida de CRIO 606. Por lo tanto en el estado de conmutador abierto el motor en tiempo real de unidad de cabina puede manipular o simular una activacion del accionador 609 mediante el rele de manipulacion 617. Ya que la entrada/salida 612 esta conectada a la salida 610 del accionador 609 esta manipulacion es transparente, es decir indetectable para los sistemas de cabina reales influenciados por una activacion del accionador 609. Esta senal se lleva en dicha otra lmea de senal 611 del sistema de comunicacion tambien conectado a la salida 610 del accionador 609.

En la posicion de conmutador abierto del rele de separacion 605 un espionaje de la activacion del accionador (efectuado mediante el rele de manipulacion 617) puede realizarse de la misma manera que en el estado de conmutador cerrado del rele de separacion 605. Debena observarse que las lmeas de senal y de control que conectan los modulos CRIO 606, 615 con el motor en tiempo real de la unidad de cabina (no mostrado) no se representan.

Numeros de referencia

1 a 8

pictogramas que representan componentes y sistemas de tr

101

plataforma de prueba de tren

102

componente de plataforma

111 a 118

unidades de cabina

119

unidad supervisora

121 a 128

unidades de instrumentacion

136

sistema de comunicacion

137

sistema de memoria reflectiva

192

memoria

220

espacio de memoria

221 a 228

subespacios

221-cuw a 218-cuw

seccion de escritura de unidad de cabina

221-suw a 218-suw

seccion de escritura de unidad supervisora

231 a 239

tablas de memoria

241 a 249

componentes de sistema de memoria reflectiva locales

260

enlace (anillo)

261

cable optico

270 a 278

ordenador

280

pantalla tactil

300

lmeas de senal y control

321-n a 321-k

bastidores de instrumentacion (n, k son numeros naturales)

331 a 338

interfaces de conexiones

341 -i a 341-j

cajas de conexiones (i, j son numeros naturales)

351 a 358

bloques terminales de conexiones

361 a 368

motor en tiempo real de unidad de cabina

369

motor en tiempo real central

371 a 378

motor de modelo de sistema de cabina

381 a 388

interfaz de bus de conexiones

391

interfaz informatica de conexiones

400

componentes de tren (verdaderos)

401

sistema de control y gestion de tren (TCMS)

402

calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC)

403

sistema de freno

404

pantografo

405

fuente de alimentacion

406

mesa de control

407

sistema de puerta

421, 422 lmeas de senal (de componente de tren verdadero que no es el sistema de comunicacion)

451 Interfaz de maquina humana (HMI)

452 base de datos de gestion de configuracion

453 motor de guion de prueba

5

454 base de datos de registros

455 simulador (modelo global)

456 interfaz de maquina humana

457 motor de modelo de entorno de tren

458 datos tecnicos

10

459 guiones

460 simulador

501 hardware de componente de tren

502 caja de conexiones

503 bloque terminal

15

504 contactor

505 componente de sistema

506 alambre original

507 salida de contactor

508 rele normalmente cerrado

20

509 entrada de componente de sistema

510 lmea de tension de referencia

511 modulo CRIO

512 fuente de alimentacion

513 rele espfa

25

514 otro modulo CRIO

515 otra fuente de alimentacion

601 lmea de senal

602 caja de conexiones

603 bloque terminal de conexiones

30

604 entrada (de caja de conexiones)

605 rele de separacion

606 modulo de salida digital CRIO

607 primera salida (de la caja de conexiones)

608 entrada (del accionador)

35

609 accionador (electromecanico)

610 salida (del accionador)

611 otra lmea de senal

612 entrada/salida (de caja de conexiones)

613 segunda salida (de caja de conexiones)

40

614 rele espfa

615 modulo de entrada CRIO

616 lmea de tension de referencia

617 rele de manipulacion

701 controlador de sistema

45

701 sistema ffsico

703 hardware de simulacion

Claims (18)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Plataforma de prueba de tren (101) para un tren ferroviario que comprende multiples cabinas comprendiendo dicha plataforma de prueba (101):

   - una unidad de cabina (111 a 118) para cada una de las multiples cabinas que representan una respectiva de cada una de las multiples cabinas de tren real,

   - un sistema de comunicacion de tren (136) que conecta las unidades de cabina (111 a 118),

   - una unidad supervisora (119), y

   - sistema de memoria reflectiva (137)

   en el que el sistema de memoria reflectiva (137) comprende una tabla de memoria reflectiva (231 a 239) del mismo espacio de memoria para cada unidad de cabina (111 a 118) y la unidad supervisora (119), en el que dichas tablas de memoria (231 a 239) se mantienen smcronas mediante el sistema de memoria reflectiva (137), y en el que cada unidad de cabina (111 a 118) comprende

   una unidad de instrumentacion,

   proporcionando dicha unidad de instrumentacion las interfaces de conexiones (331 a 338) entre el sistema de comunicacion del tren (136) y todos los componentes del tren en la respectiva cabina, en el que la unidad de instrumentacion comprende adicionalmente:

   al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina (361 a 368);

   en el que dicho al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina (361 a 368) puede leer desde y escribir en la respectiva tabla de memoria reflectiva (231 a 239) de dicha respectiva unidad de cabina (111 a 118) y; configurado para monitorizar y/o para manipular senales en estas interfaces de conexiones (331 a 338) en tiempo real, en el que las senales monitorizadas se escriben en la tabla de memoria reflectiva (231 a 239) y las manipulaciones se llevan a cabo de acuerdo con datos lefdos desde la tabla de memoria reflectiva (231 a 239); y

   una unidad de simulacion para cada sistema de tren de cabina no esta ffsicamente presente en la respectiva cabina para simular el comportamiento electrico de dicho sistema de tren de cabina no presente como para reaccionar sobre senales especializadas para dicho sistema de tren de cabina no presente y como para proporcionar las respectivas senales suministradas mediante el respectivo sistema de tren de cabina real simulado, en el que un sistema de tren de cabina es un sistema de tren localizado en una unidad de cabina que representa la cabina verdadera,

   en el que dicha unidad supervisora (119) comprende:

   un motor en tiempo real de sistema central que interactua con la respectiva tabla de memoria reflectiva (231 a 239) mediante la lectura de datos para registrar y/o monitorizar y o procesar datos de senal monitorizada y mediante la escritura de datos en la tabla de memoria reflectiva (231 a 239) para manipular senales en unidades de cabina (111 a 118) y/o dirigir y controlar los sistemas de tren de cabina.
2. 2. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el sistema de comunicacion (136) comprende el sistema de bus o sistemas de bus verdaderos asf como el alambrado verdadero excepto para desviaciones de longitud de cable donde sea apropiado.
3. 3. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que cada unidad de cabina (111 a 118) comprende el sistema de control y gestion de tren verdadero completo (401) incluyendo interbloqueos.
4. 4. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la plataforma de prueba (101) comprende una o varias instancias verdaderas de sistemas de tren de cabina fuera del grupo: sistema de puerta verdadero (407), sistema de freno (403), mesa de control (406), armario de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC) incluyendo una unidad de habitaculo de HVAC (402), un cargador de batena (405) incluyendo batenas.
5. 5. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la plataforma de prueba (101) comprende una o varias instancias de los componentes de tren de cabina a probar que estan compuestos de componentes de tren verdaderos de manera parcial unicamente, y en el que las partes verdaderas faltantes estan ffsicamente simuladas, en el que estos componentes de tren compuestos parcialmente de componentes de tren verdaderos se seleccionan fuera del grupo que comprende: un pantografo, un sistema de freno.
6. 6. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que las unidades de instrumentacion comprenden tambien interfaces de conexiones (331 a 338) para conectar subcomponentes de un sistema de tren de cabina con su unidad de control y/o de interfaz de dicho sistema de

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

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   45

   50

   55

   60

   65

   cabina, en el que dichas interfaces de conexiones pueden monitorizarse o manipularse mediante el respectivo al menos un motor en tiempo real de unidad de cabina (361 a 368).
7. 7. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la unidad supervisora (119) comprende un motor de simulacion para simular el comportamiento por todo el tren.
8. 8. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la unidad supervisora (119) comprende un motor de guion para ejecutar guiones para realizar secuencias de pruebas automatizadas.
9. 9. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que la unidad supervisora (119) comprende una interfaz de maquina humana que puede proporcionar datos de monitorizacion del tren de prueba de multiples cabinas de una manera perceptible humana y que puede aceptar entradas humanas para manipular sistemas de tren de prueba.
10. 10. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que la unidad de simulacion comprende un motor de simulacion de sistema de cabina en tiempo real.
11. 11. Plataforma de prueba de tren (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que la unidad de simulacion comprende un simulador que esta realizado ffsicamente al menos parcialmente.
12. 12. Plataforma de tren de prueba (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que al menos una unidad de cabina (111 a 118) comprende al menos un accionador (609) para influenciar el comportamiento de al menos un componente de tren en un tren verdadero, y en el que la interfaz de conexiones (331 a 338) de la respectiva unidad de cabina esta configurada para activar o desactivar de manera alternativa una entrada de senal de dicho al menos un accionador (609), y en la que la interfaz de conexiones (331 a 338) esta configurada adicionalmente para crear una senal de entrada equivalente bajo el control de la unidad supervisora (119) como una modificacion, cuando la entrada del accionador (609) esta desactivada.
13. 13. Plataforma de tren de prueba (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que una interfaz de maquina humana de un componente de tren verdadero esta modificada mediante un componente de software para posibilitar entradas manipuladas en la interfaz de maquina humana de la unidad de cabina mediante la unidad supervisora (119).
14. 14. Plataforma de tren de prueba (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada por que la localizacion, desde la que puede ejecutarse la direccion/control de ciertas funciones operacionales, puede cambiarse desde la unidad supervisora (119) a los medios operacionales de una mesa de control en una de las unidades de cabina (111 a 118), en la que las funciones de visualizacion que indican el estado de componentes de tren reales (400) o sistemas simulados pueden visualizarse en paralelo en la interfaz de maquina humana del supervisor y en una interfaz de maquina humana de la mesa de control.
15. 15. Uso de una plataforma de prueba (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para realizar prueba de integracion automatizada y/o o manual de componentes de tren verdaderos de un tren de multiples cabinas.
16. 16. Metodo para probar componentes de tren de cabina verdaderos en un entorno de tren de multiples cabinas integradas que comprende las etapas de:

    proporcionar una plataforma de prueba (101) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en la que los componentes de tren de cabina verdaderos a probar estan instalados en las respectivas unidades de cabina (111 a 118) de la plataforma de prueba (101), de manera que al menos algunas de las senales usadas para controlar la funcionalidad de los componentes de tren de cabina verdaderos a probar pueden monitorizarse y/o manipularse mediante la plataforma de prueba (101) y/o al menos algunas de las senales producidas como realimentacion o como parte de la funcionalidad proporcionada mediante dichos componentes de tren de cabina verdaderos a probar, pueden monitorizarse,

    arrancar la plataforma de prueba (101) incluyendo los componentes de tren de cabina verdaderos a probar; y manipular o simular al menos una senal de uno de los componentes de tren de cabina verdaderos a probar o de uno cualquiera de los componentes de tren simulados mediante una de las unidades de cabina (111 a 118) mediante la unidad supervisora (119) cambiando al menos una entrada de memoria en el espacio de memoria reflectiva.
17. 17. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 16, caracterizado por que la manipulacion se lleva a cabo mediante la ejecucion de un guion en hardware de la unidad supervisora (119).
18. 18. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 16 o 17, caracterizado por que al menos todas las senales monitorizadas se registran en tiempo real en la unidad supervisora (119).