[发明专利]列车控制网络半实物仿真测试平台

说明书

技术领域

本发明涉及测试平台技术，尤其是涉及一种列车控制网络半实物仿真测试平台。

背景技术

列车控制网络用于控制和管理列车的牵引系统、制动系统、高压系统、辅助供电、空调、行车安全设备、车门和照明等几乎所有子系统，在列车运行和维护中，具有极其重要的作用，而诸多子系统涉及多个专业领域，不但各个子系统之间的网络通讯协议十分复杂，更重要的是基于网络通讯的逻辑控制算法和故障诊断策略也十分复杂。

设计和实现如此复杂和庞大的系统，并且确保列车的安全可靠运行，无论是在设计和实现系统的网络通讯协议和内部逻辑控制算法时，还是在列车运行后期维护中的故障诊断时，都迫切需要一个地面仿真试验平台。

目前的列车控制网络系统的仿真平台有两种，一种是以开关量为主要模拟对象的硬件仿真平台，另一种是软件仿真平台。

硬件仿真平台主要包括中央控制单元、司机室输入输出设备，车辆输入输出设备，另外还包括输入输出设备所连接的开关和接触器等，其它复杂智能控制单元，如牵引控制单元、制动控制单元、辅助控制单元、车门控制单元以及空调控制单元均不具有设备实物，也不具备仿真模型，只是通过开关输入模拟故障节点。硬件仿真平台可以测试中央控制单元的部分控制功能以及中央诊断系统的部分诊断功能，验证司机室输入输出设备或车辆输入输出设备的应用控制软件、固件和通信协议。

但是，现有的硬件仿真平台也具有如下缺点：

第一，需要输入开关和输出指示灯等部件来模拟外围输入条件和执行机构的响应；

第二，对智能控制单元只能模拟部分输入输出信息和诊断故障，对于复杂控制逻辑和连锁反应，只能靠人工操作按钮或开关制造故障连锁和延时，硬件仿真平台的仿真输出结果与实际故障情况具有较大差异，对控制系统的评估和验证不全面。

纯软件仿真平台，需要完全靠软件程序来实现对网络终端输入输出的模拟和对复杂控制单元的模拟。仿真系统软件不仅需要对输入输出开关、按钮、接触器、继电器、指示灯和司机控制器等简单功能设备进行模拟，还需要对牵引控制单元、制动控制单元、辅助控制单元以及车门、空调控制单元及其执行机构进行模拟。

仿真系统模型建立得越接近真实设备，对控制系统的控制响应和诊断性能测试得越全面。但纯软件仿真平台需要对被控对象的特性和行为非常了解，由于缺乏实物做参照当仿真模型与实际设备不符或模型参数不正确时，可能使整个仿真平台的控制输出与实际结果有很大偏差，并且，软件仿真平台无法实现对硬件设备的程序(包括固件、数据库、应用软件)等进行装载和验证，对控制系统的评估和验证不全面。

发明内容

本发明提供一种列车控制网络半实物仿真测试平台，用以解决现有技术中的缺陷，能够全面地对列车网络控制系统的设计实施评估和验证，排除可能的设计错误，快速定位故障查找原因，降低实车的生产调试成本和技术风险。

本发明提供了一种列车控制网络半实物仿真测试平台，包括：

车载电气控制系统；用于发布控制指令并接收状态反馈；

软件仿真控制系统和/或实物控制系统；与所述车载电气控制系统连接，为列车控制网络提供运行环境和信号激励；

数据采集交互系统；与所述车载电气控制系统连接，将所述车载电气控制系统输出的信号转换为数字信号，或将数字信号转换为车载电气控制系统需要的输入信号；与所述软件仿真控制系统和/或实物控制系统连接，将所述软件仿真控制系统和/或实物控制系统连接输出的数字信号转换为开关量信号，或将开关量信号转换为软件仿真控制系统和/或实物控制系统需要的数字信号。

本发明提供的列车控制网络半实物仿真测试平台，所述车载电气控制系统通与实车相同的硬件；所述软件仿真控制系统具有与实物设备完全相同的电气接口与通信接口，软件仿真控制系统能够输出具有与实际控制器和被控制对象相同的控制信号和反馈信息；所述数据采集交互系统既可以分别接入所述软件仿真控制系统和实物控制系统进行通信接口及功能测试。

本发明提供的列车网络控制半实物仿真测试系统可以直接接入网络控制设备，可方便地进行控制系统实物的软硬件系统联合调试；能够全面地对列车网络控制系统实施评估和验证，排除可能的设计错误，快速定位故障查找原因，降低实车的生产成本和技术风险。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的列车控制网络半实物仿真测试平台的示意图；

图2为图1中车载电气控制系统的示意图；

图3为图1中软件仿真控制系统的示意图；

图4为图1中数据采集交互系统的示意图；