机车TCMS网络控制系统自动化仿真测试平台

解决方案

        TCMS网络控制系统自动化测试平台结构如下图所示：

        网络控制系统自动化测试平台可以分为机车仿真系统和测试总控系统两个部分。机车仿真系统采用以太网TCP/IP为其主干网络，包括：TCMS网络；分布式 实时仿真系统，模拟机车各子系统；虚拟驾驶与场景，实现虚拟驾驶。测试总控系统采用以太网作为其主干网络，测试总控系统基于统一的通信协议管理，在此基础 之上，采用了自动化测试技术、分布式监控技术、自动分析判读技术、仿真司控台、以及大规模数据存储技术。

• 机车仿真系统

        机车仿真系统主要功能是实现列车的行为仿真和测试，通过机车仿真机柜和HiGale仿真系统实现对列车行为的仿真模拟，虚拟驾驶和场景提供列车运行的外界环境模拟。

        HiGale采用了x86架构的处理器及PXI高速通信总线，而且配备了实时操作系统，能够到达甚至超过真实的嵌入式控制器实时性能，并支持各种I/O板 卡及通信板卡，能够完全取代真实控制器的外部接口。其中HiGale分布式仿真系统能够提供仿真实时要求较低的模型运行环境，以及无法在纯软件环境下的高 速模型运行环境，包括FPGA等方式，仿真系统之间通过反射内存网实现高实时的数据交互。机车仿真机柜、仿真系统和虚拟驾驶和场景通过以太网TCP/IP 进行数据交互。

        虚拟驾驶和场景使用德国的VIRES公司的Virtual Test Drive （VTD）轨道交通环境视景建模、仿真软件进行开发。通过以太网与Virtual Test Drive搭建的高速列车视景模型相连，能够实时显示列车的运行状况以及信号输出。

• 测试总控系统

        测试总控系统是测试过程的总控管理设备，实现了对测试过程的统一调度管理。测试总控系统各软件提供了与用户交互的UI界面和提供操作服务。

        测试总控网络用以太网作为其主干网络，采用DDS中间件技术，它主要应用于要求高性能、可预见性和对资源有效使用的关键任务领域，能够满足测试系统大数据量，且复杂的数据交互要求。

        在通信协议的管理上，为适应测试系统中数据格式的多样性，采用Excel作为通信协议编辑管理的环境，对机车网络通信协议进行统一的管理和配置。

        自动化测试软件集测试序列的编辑与执行为一体，提供了测试指令的编辑和管理、测试序列的编辑与管理、测试序列的执行与调试、测试结果判读及报告自动生成等功能。

        利用测试监控软件，用户能够任意编辑自己需要的监控界面，选择各自需要观测的指令或反馈。也可对测试过程中的故障进行判断。

        除了通过自动化测试软件向被测网络发送数据外，还可以通过司控台仿真软件发送操控指令。仿真司控台软件上具有机车控制台常用的操控功能，实现人在环的完整测试。

        在测试过程中，数据服务器将所有的测试指令和数据都存入到数据库中。由于测试过程中数据存储量很大，因此数据库需要具有较高的性能。数据存储系统运行于数据服务器上，能够高效地从网络中订阅数据，存储到数据库中，各监控终端可以对历史数据进行检索。