機車TCMS網絡控制系統自動化仿真測試平臺

解決方案

TCMS網絡控制系統自動化測試平臺結構如下圖所示：

網絡控制系統自動化測試平臺可以分為機車仿真系統和測試總控系統兩個部分。機車仿真系統采用以太網TCP/IP為其主干網絡，包括：TCMS網絡；分布式 實時仿真系統，模擬機車各子系統；虛擬駕駛與場景，實現虛擬駕駛。測試總控系統采用以太網作為其主干網絡，測試總控系統基于統一的通信協議管理，在此基礎 之上，采用了自動化測試技術、分布式監控技術、自動分析判讀技術、仿真司控臺、以及大規模數據存儲技術。

•機車仿真系統

機車仿真系統主要功能是實現列車的行為仿真和測試，通過機車仿真機柜和HiGale仿真系統實現對列車行為的仿真模擬，虛擬駕駛和場景提供列車運行的外界環境模擬。

HiGale采用了x86架構的處理器及PXI高速通信總線，而且配備了實時操作系統，能夠到達甚至超過真實的嵌入式控制器實時性能，并支持各種I/O板 卡及通信板卡，能夠完全取代真實控制器的外部接口。其中HiGale分布式仿真系統能夠提供仿真實時要求較低的模型運行環境，以及無法在純軟件環境下的高 速模型運行環境，包括FPGA等方式，仿真系統之間通過反射內存網實現高實時的數據交互。機車仿真機柜、仿真系統和虛擬駕駛和場景通過以太網TCP/IP 進行數據交互。

虛擬駕駛和場景使用德國的VIRES公司的Virtual Test Drive （VTD）軌道交通環境視景建模、仿真軟件進行開發。通過以太網與Virtual Test Drive搭建的高速列車視景模型相連，能夠實時顯示列車的運行狀況以及信號輸出。

•測試總控系統

測試總控系統是測試過程的總控管理設備，實現了對測試過程的統一調度管理。測試總控系統各軟件提供了與用戶交互的UI界面和提供操作服務。

測試總控網絡用以太網作為其主干網絡，采用DDS中間件技術，它主要應用于要求高性能、可預見性和對資源有效使用的關鍵任務領域，能夠滿足測試系統大數據量，且復雜的數據交互要求。

在通信協議的管理上，為適應測試系統中數據格式的多樣性，采用Excel作為通信協議編輯管理的環境，對機車網絡通信協議進行統一的管理和配置。

自動化測試軟件集測試序列的編輯與執行為一體，提供了測試指令的編輯和管理、測試序列的編輯與管理、測試序列的執行與調試、測試結果判讀及報告自動生成等功能。

利用測試監控軟件，用戶能夠任意編輯自己需要的監控界面，選擇各自需要觀測的指令或反饋。也可對測試過程中的故障進行判斷。

除了通過自動化測試軟件向被測網絡發送數據外，還可以通過司控臺仿真軟件發送操控指令。仿真司控臺軟件上具有機車控制臺常用的操控功能，實現人在環的完整測試。

在測試過程中，數據服務器將所有的測試指令和數據都存入到數據庫中。由于測試過程中數據存儲量很大，因此數據庫需要具有較高的性能。數據存儲系統運行于數據服務器上，能夠高效地從網絡中訂閱數據，存儲到數據庫中，各監控終端可以對歷史數據進行檢索。