列车测试平台的制作方法

列车测试平台的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于多车厢铁路列车的实际列车部件的集成测试的列车测试平台(101)、以及一种在生产第一实际真实列车之前或在不需要实际完整列车的情况下测试这种实际列车部件的方法。所述测试平台(101)包括监控器单元(119)和由反射存储器系统(137)链接的多个车厢单元(111到118)。待测的实际部件安装在相应车厢单元(111到118)的仪表单元中。所述仪表单元提供用于将所述实际列车部件连接到列车通信系统(136)的分接接口，所述列车通信系统(136)包括在功能上与实际列车中的所述通信系统(136)相同的线路、总线系统、电源等。此外，所述仪表单元模拟在物理上不存在于相应车厢中的那些部件，以提供由这些部件产生的信号并且对为这些部件指定的信号做出反应。通过实时地监测和/或操控所述分接接口处的信号来执行测试。通过所述监控器单元(119)利用所述反射存储器与相应车厢单元(111到118)中的平台部件交换信息来控制所有测试。
【专利说明】列车测试平台

【技术领域】
[0001]本发明涉及列车测试平台，尤其是用于电气、机电和/或电-气动列车系统和部件的集成测试。

【背景技术】
[0002]现代铁路列车的复杂性在过去几十年中大幅增加。现今许多系统和部件通过包括线路和总线等的通信系统来控制和互连。在包括多个车厢的列车中，重要的是不仅测试单独的列车系统和部件作为单独系统的功能，还测试单独的列车系统和部件作为互连的集成列车系统的部件的功能。
[0003]迄今为止，通常建立用于独立测试单独的列车系统的测试站或测试平台。US6, 269, 319 BI还公开了一种用于单独的车辆(如，航空器)的多个车辆部件的可重构的集成测试站。测试站被设计为适应于不同的车辆模型。待测单元与测试站连接，测试站为该待测单元模拟环境。模拟的环境用于模拟单独的车辆的其它部件。
[0004]例如在早期开发阶段，这种测试平台能够揭示由不同部件的干扰所引起的一些问题。然而，模拟可能会影响待测单元的所有其它部件在某些方面非常繁琐并且耗时严重，并且也容易出错。由于缺少对通常不会“模仿”意外行为的部件的模拟，所以通常不能检测出意外的影响和干扰。当不仅要测试单独的车辆的一组部件，还要测试类似于铁路列车的多车单元时，问题变得更加复杂。
[0005]因此，需要一种改进的测试平台，其用于尤其是在包括多个车厢的复合铁路列车中的列车部件的集成测试。


【发明内容】

[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种用于包括多个车厢的铁路列车的列车测试平台。所述列车测试平台包括:
[0007]-用于多个车厢中的每个车厢的车厢单元，每个车厢单元表示多个真实列车车厢中的相应的一个真实列车车厢；
[0008]-连接车厢单元和列车系统的列车通信系统；
[0009]-监控器单元；以及
[0010]-反射存储器系统，
[0011]其中所述反射存储器系统包括用于每个车厢单元和监控器单元的相同存储器空间的反射存储器表，其中反射存储器表由反射存储器系统来保持同步，并且
[0012]其中每个车厢单元包括:
[0013]仪表单元，
[0014]所述仪表单元在列车通信系统与相应的车厢中的所有列车部件之间提供电分接接口 (electrical break-out interface),
[0015]其中，仪表单元还包括:
[0016]至少一个车厢单元实时引擎；
[0017]其中所述至少一个车厢单元实时引擎能够对所述相应的车厢单元的相应的反射存储器表进行读取和写入；并且所述至少一个车厢单元实时引擎被配置为实时监测和/或操控这些电分接接口处的信号，其中将监测的信号写入反射存储器表，并且根据从反射存储器表读取的数据进行操控；以及
[0018]模拟单元，其用于物理上不存在于相应车厢中的车厢列车系统，所述模拟单元用于模拟所述不存在的车厢列车系统的电行为(例如，以对专用于所述不存在的车厢列车系统的信号起作用并且以便提供由被模拟的相应的真实车厢列车系统供应的相应的信号)；
[0019]其中，所述监控器单元包括:
[0020]中央系统实时引擎，其经由数据的读取而与相应的反射存储器表进行交互，用于记录和/或监测和/或处理所监测的信号数据，并且所述中央系统实时引擎经由将数据写入反射存储器表而与相应的反射存储器表进行交互，用于操控车厢单元中的信号和/或操纵和/或控制车厢列车系统和/或仪表单元的平台部件。
[0021]根据第二方面，这种列车测试平台用于在建立第一个真实多车厢列车之前对一个或多个实际车厢列车系统进行集成测试。
[0022]根据本发明的第三方面，提出了在实际列车投入使用前利用这种列车测试平台进行耐久性测试。这能够检测出意外磨损。
[0023]根据本发明的第四方面，这种测试平台用于当实际列车已经投入使用时对替换部件进行集成测试。
[0024]根据本发明的第五方面，这种测试平台用于在真实部件上训练服务人员并且在列车环境中训练他们的行为。这可以在将实际列车投入使用之前进行或者在列车已经投入使用时进行。
[0025]本发明的不同方面允许在早期的前期生产阶段或者在某个模型的实际列车已经投入使用时对某些部件可能存在的设计缺陷、设计误差、不正确或不完整的技术规格进行检测。利用这种测试平台，通过提供关于所有监测的部件的信号和状态的完整的或几乎完整的一套信息，可以复制并验证尤其是随机发生或不常发生的故障。可以揭示意外的后果和影响。针对真实列车系统的这种列车测试平台的一个优点是能够测试车厢列车系统、全列车(train-wide)系统等的劣化模式和/或故障模式。此外，尤其可以测试并检测出一个车厢或不同车厢中的同一系统之间的干扰。现有技术的测试站中通常不能检测这些干扰，因为通常利用模拟环境只能测试这类的一个部件。
[0026]定义
[0027]测试平台的车厢单元不是包括铁路货车的完整结构的真实车厢。车厢单元包括可以被指派到多车厢列车中的一个车厢的所有部件和系统。因此车厢单元包括与一个车厢相关的所有或至少大部分最重要的操作和安全相关的功能实体。这些是最终要生产的列车的真实或实际的部件，也被称为生产部件或实际(列车)部件。这些也是测试平台的被指派到某个车厢单元的部件，这些部件用于监测和/或操控和/或模拟相应的车厢单元的部件。车厢单元还包括向相应车厢单元提供例如被指派到车厢单元的电源、分接盒(break-outbox)或反射存储器系统的反射存储器单元之类的基础设施的那些硬件和/或软件部件。
[0028]车厢列车系统是位于一个车厢单元中的列车系统。全列车系统或多个全车厢系统的部件也可以是位于相应车厢中的车厢列车系统。举例来说，车厢列车系统的示例是制动系统(例如，每个车厢一个制动系统)、转向架监测系统、火灾检测系统、车门系统、供暖、通风和空调(HVAC)、受电弓、驾驶员工作台、或列车控制与管理系统(TCMS)。
[0029]车厢列车系统可以包括位于由车厢单元表示的实际车厢中不同位置的多个部件。
[0030]实时引擎是在适当的硬件上执行的软件程序，以使得能够对输入信号做出实时反应。即，处理时间由实时引擎确定，并且不由例如面向堆栈的系统中的计算机调度程序决定。入射信号的处理立刻开始或者在由实时引擎确定的时间点开始。由于资源限制而导致的时延应该是低于预期处理时间的数量级。按时提供输出信号。当响应输入信号时，用于模拟的目的的实时引擎高度模仿所模拟的部件相对于输出信号响应的时间行为。
[0031]术语监测此处用于在不干扰信号或改变信号的情况下获得关于信号的信息。监测数字双电平信号揭示了该信号的状态，例如，传送信号的电线是处于高电压状态还是处于低电压状态。监测模拟信号产生例如电线的相对于参考电势的准确的电压电平的值。接地或地面通常用作具有O值或OV的参考电势或参考电压。通过监测总线，取决于总线的类型而接收到表示信号状态或信号电压的一个或多个数据流。考虑到协议，该数据流或这些数据流通常可以被解释为接收意义完整的数据，如命令、指令、地址、数据等。因此监测总线的结果取决于对原始检测的总线数据进行的处理的量。
[0032]术语模拟用于由实际列车系统中不存在的模拟器提供信号或多个信号的情况。创建信号或多个信号，以在基于系统实际情况而模拟的电线或总线上提供从监测的信号中获取的代表信息。因此就提供与所述真实部件能提供的功能相关联的信号而言，对真实系统或部件进行了模拟或仿真。在缺少真实部件时使用术语模拟。
[0033]术语操控用于电线或总线上的至少一个信号被迫处于某种状态或某个值的情况。当存在供应被操控的信号的真实部件时，使用术语操控。在信号被迫处于某种状态或某个值而无论真实部件的实际供应值或状态如何的情况下，该信号被操控。通常只有在该信号被迫处于与该真实部件提供的预期状态或值不同的状态时才使用术语操控。
[0034]列车的通信系统包括线路、总线和电源，并且提供使列车的不同部件和系统可以交换信号的功能。通信系统可以包括一些基本的、通常基于继电器的功能。在这种情况下，通信系统有时被称为普通列车控制(OTC)系统。例如，普通列车控制(OTC)系统可以包括联锁装置和保护电路。例如，这可以包括电部件和功能的隔离，以例如允许在驾驶室有效时仅驾驶来自该驾驶室的列车。普通列车控制可以包括一些驱动程序接口，以例如控制灯。通常，具有高安全完整性等级的功能由组成OTC的线路和基于继电器的联锁装置来实施。不要求最高等级的安全完整性的更高级的功能在其它系统中实施。由此应该注意，具有高安全完整性等级的一些复杂功能也可以利用软件部件来实施。因此更复杂的控制与管理功能通常在不属于通信系统本身的部件中实施。
[0035]优选实施例
[0036]在测试平台中可以最好地实现完全集成测试，其中通信系统包括实际总线系统或多个实际总线系统以及实际车厢间和车厢中的线路，除了缆线长度在适当情况下发生偏差。“在适当情况下”在本文中指的是如果可能则使缆线的超长长度或松弛最小。对于一些缆线，可能必要的是在测试平台中的长度比生产车厢中的长度更长，以允许监测和/或操控所传送的信号。
[0037]除了通信系统之外，优选的是每个车厢单元包含包括联锁装置的完整的实际列车控制与管理系统。通常每个车厢单元包括提供该控制与管理功能的一个或多个部件。例如车厢单元可以包括(多个)完整的普通列车控制系统(OTC)以及(多个)完整的实际列车控制与管理系统(TCMS)。
[0038]在优选实施例中，测试平台位于建筑物中，优选地位于一个大厅中。为每个车厢单元指派某个区域，以使属于相应车厢的所有车厢列车系统彼此相邻地设置。这最类似于实际列车设计。
[0039]在优选实施例中，车厢单元以U形或O形方式设置。监控器单元优选地位于开口端或位于第一个列车车厢与最后一个列车车厢之间。由于反射存储器系统通常使用光学环路来连接主管共享的存储器空间的相应存储器表的不同单元，所以该布局使用于反射存储器系统的光学环路的长度最小。由此使延迟效应最小。即，使将一个反射存储器表中的变化传输到所有其它反射存储器表所需的时间间隔最短。
[0040]有利的是将配备有所有实际列车系统的测试平台用于生产列车中。由于尺寸、成本和其它资源限制，这通常是不可能的。因此在测试平台中仅安装选定数量的实际车厢列车系统。尤其是测试对相同车厢或不同车厢中的相同系统的负面影响，至少对于一些列车车厢系统而言，优选的是在测试平台中安装多个实际车厢列车系统，用于进行测试。
[0041]在一个实施例中，测试平台的主要范围是多车厢列车设计的电气集成和功能验证。
[0042]优选地，测试平台包括来自以下组的车厢列车系统的一个或多个实际实例:实际车门系统、制动系统、驾驶员工作台、供暖、通风、空调(HVAC)系统(例如，与HVAC驾驶室单元结合的HVAC控制柜)、电源系统(例如,包括电池的电池充电器)。
[0043]对于某些部件而言，很难安装属于相应列车系统的所有机械部件。例如，制动系统和受电弓系统。因此，在一个实施例中，测试平台至少部分地包括实际车厢列车部件的一个或多个实例。从以下组中选择优选的部件:受电弓、制动系统，其中，对缺少的实际部分进行物理模拟。在一个实施例中，对于列车的受电弓，安装了生产列车计算机，但是基于电-气动的模拟器用于模拟来自受电弓升降臂的部件。关于模拟器与实际生产部件的耦合，模拟器表现得像真实的受电弓升降臂。因此，由计算机发送并且回到计算机的所有信号的信号类型和时序均与真实受电弓升降臂相同。在制动系统中，例如，可以由气动模拟器模拟制动钳。
[0044]现代列车中的系统通常包括子部件，所述子部件可能不经由测试平台所监测的总线系统或其它通信线与它们的控制器和/或控制部件进行通信。因此在测试平台的优选实施例中，仪表单元还包括用于连接车厢列车系统的子部件与其控制器和/或控制部件的分接接口，其中可以由相应的至少一个车厢单元实时引擎来监测或操控该分接接口。这能够实现子部件测试，或者实现实际部件和系统的深度测试。这也允许在列车系统内操控信号，以有助于劣化模式或故障模式测试。在观察到车厢列车系统的未指明和/或错误功能行为的情况下，深度监测有助于定位误差和识别故障部件。
[0045]在优选实施例中，监控器单元包括用于模拟全列车行为的模拟引擎。例如，这种引擎能够模拟加速时的列车速度、或者在激活紧急制动而进行减速时的列车速度。因此，该中央模拟引擎实时提供由列车系统中的一些其它部件使用的数据。例如，制动系统功能取决于实际列车速度。供暖通风和空调系统可以取决于环境参数，如外部温度、湿度或驱动状态。驱动状态可以包括例如列车是在空旷地带行进还是在隧道中行进等信息。
[0046]为了能够进行耐久性测试和系统测试以及例如进行不同或竞争系统的同步激活测试，有利的是使测试能够自动进行并且由计算机控制。因此，在优选实施例中，监控器单元包括用于通常经由与中央实时引擎进行交互来执行脚本的脚本引擎，以完成自动测试序列。
[0047]然而在一些情况下，也期望能够影响(即，操控)某些信号或能够手动地观察(即，监测)某些信号。因此，在一些实施例中，监控器单元包括人机接口，其能够以人类可感知的方式提供多车厢测试平台的监测数据并且也能够接受人类输入，以经由与中央实时引擎进行交互来操控测试列车系统。测试平台实施包括实际列车系统以及模拟列车系统的测试列车。因此监测数据包括表示该测试列车的行为的数据。
[0048]在优选实施例中，人机接口能够以人类可感知的方式提供多车厢测试列车的监测数据并且能够接受人类输入，以经由与中央实时引擎进行交互来操控测试列车系统。在一个实施例中，人机接口包括一个或多个触摸屏，以使监测数据可视化并且同时接受用户输入。优选地，触摸屏或多个触摸屏提供多点触摸能力。那些多点触摸屏能够将屏幕上的不同位置处同时发生的多个触摸标示为单独的输入位置或轨迹。那些屏幕能够检测触摸手势以提高人类用户的运用舒适性。
[0049]优选的是可以经由人机接口来监测和改变反射存储器表中存在的所有数据。
[0050]在监控器单元中进行对完整列车行为的模拟。而车厢列车系统的所有模拟均在相应的车厢单元中进行。因此，在优选实施例中，模拟单元包括实时车厢系统模拟引擎。这能够通过软件来模拟相应的车厢中不存在的所有部件。在一个实施例中，经由车厢单元实时引擎来进行与物理系统和反射存储器表的交互。
[0051]在一些实施例中，模拟单元包括至少部分地由除了实时引擎以外的物理部件实现的至少一个模拟器。
[0052]由车厢单元和监控器单元共享的所述反射存储器空间包括所监测的所有信号和可能被操控的所有信号。在优选实施例中，反射存储器空间还包括用于控制和构造待测仪表单元和/或列车系统的部件的所有状态信息、参数变量等。这包括完整的实际系统以及部分模拟系统和完整的模拟系统。
[0053]仪表单元包括仪表架以及用于实际列车中不存在的测试平台的所有部件的不间断电源。不间断电源使测试平台在断电或发生其它故障时能够使用于监测、操控和模拟的硬件与软件以及反射存储器系统进入能够使仪表安全关闭的稳定结构状态。
[0054]仪表单元包括作为分接接口的一部分的分接盒，以进行信号的监测和操控以及所模拟的信号的交互，所模拟的信号不是经由计算机硬件的接口而输出至总线系统的数字信号。仪表单元上实施的车厢系统实时引擎控制包括必要硬件的这些分接盒，所述必要硬件用于侦查通过分接盒连接的信号或者用于产生信号并且在操控/模拟情况下将该信号连接到相应信号线。
[0055]优选地，仪表单元被配置为在紧急情况下安全地断开所有接口。这样，可以实现测试平台上的人员的安全工作。
[0056]本发明还提供了一种用于在生产第一个真实的实际多车厢列车之前、或者在没有实际多车厢列车的情况下测试集成多车厢列车环境中的实际车厢列车部件的方法。所述方法包括以下步骤:
[0057]提供上述测试平台，其中待测的实际车厢列车部件安装在测试平台的相应的车厢单元中，以使用于控制待测的实际车厢列车部件的功能的信号中的至少一些信号可以由测试平台来监测和/或操控，和/或使作为反馈或作为由所述待测的实际车厢列车部件提供的功能的一部分而产生的信号中的至少一些可以被监测，
[0058]为包括待测的实际车厢列车部件的测试平台加电；并且通过改变反射存储器空间中的至少一个存储器入口来经由监控器单元操控或模拟待测的实际车厢列车部件的其中之一中的至少一个信号或由车厢单元的其中之一所模拟的列车部件中的任意一个列车部件中的至少一个信号。
[0059]在一个实施例中，经由在监控器单元的硬件上执行脚本来进行操控。
[0060]优选的是至少将所监测的信号实时地记录在监控器单元中。例如，这可以通过将所监测的信号的变化以及用于记录变化时间的时间戳一起存储起来而实现。优选地，还实时地记录状态信息以及操控信号。这使得事件的完整重构能够评估测试结果。
[0061]例如驾驶室单元中的驾驶员的工作台的一些车厢部件包括用于控制和/或操纵其它列车部件的致动器。为了启用某些测试和/或驾驶员训练等，期望的是能够由车厢单元的其中之一中的这些致动器来接受输入，以及替代地，接受监控器单元中经由人机接口进行手动输入或者通过脚本引擎执行的自动模拟和/或操控而创建的输入。因此，在一个实施例中，至少一个车厢单元包括用于影响实际列车中的至少一个列车部件的行为的至少一个致动器，并且其中相应车厢单元的分接接口被配置为择一地启用或禁用所述至少一个致动器的信号输入，并且其中分接接口还被配置为在禁用致动器输入时，在监控器单元的控制下创建等效的输入信号作为修改。
[0062]在一个实施例中，列车部件可以包括例如由触摸屏实现的虚拟人机接口。为了使操控不引起该车厢部件人机接口处的人的注意，通过软件部件来修改实际列车部件的人机接口，以使得能够由监控器单元来操控车厢单元的人机接口中的输入。
[0063]在一个实施例中，可以执行某些操作功能的操纵/控制的位置可以从监控器单元切换到车厢单元的其中之一中的驾驶员工作台的操作装置，其中指示真实列车部件或模拟系统的状态的显示功能可以在监控器的人机接口上和驾驶员工作台的人机接口上并行显
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【专利附图】

【附图说明】
[0064]图1示出了测试平台的概观；
[0065]图2示出了使用反射存储器系统的测试平台中的信息流的示意的概念；
[0066]图3示出了显示测试平台部件与待测列车部件之间的区别的测试平台架构；
[0067]图4和图4a分别示出了一个八车厢列车的测试平台的示意图、以及该八车厢列车的测试平台的放大的截面图；
[0068]图5示出了从平台仪表部件直到分接接口到待测列车部件的测试平台软件架构；
[0069]图6示出了用于信号适配的分接盒的功能模型；
[0070]图7描绘了测试平台中可以使用的不同测试模式；以及
[0071]图8示出了用于交替地接受来自实际列车致动器或监控器单元的输入的分接盒的功能概念。

【具体实施方式】
[0072]图1示出了多车厢铁路列车测试平台101的概观。测试平台101适用于包括八个车厢的列车。因此测试平台101由八个车厢单元111到118构成。符号I到8表示由相应的车厢单元111到118所表示的生产列车车厢所包括的每个相应的车厢列车系统。例如，车厢单元111的符号I表示与生产列车的第一车厢相关联的最重要的操作列车部件和安全相关的功能列车部件中的全部或至少大部分。例如，在其它车厢列车系统中，该第一车厢还包括驾驶员工作台、制动系统、车门系统、供暖通风空调系统(HVAC)、列车控制与管理系统(TCMS)部件，这只是其中的几个示例。包括在要由测试平台101执行的集成测试中的这些部件通过符号I来表示车厢单元111。因此符号2表示车厢单元112的车厢列车系统，车厢单元112表示实际生产列车等的第二个车厢。
[0073]除了制动系统、车门系统、HAVC系统和TCMS部件之外，第二车厢还包括受电弓，但是不包括例如驾驶员工作台。因此生产铁路列车的不同车厢可以互不相同。以相同的方式，车厢单元111到118有所不同，以准确地表示与它们相关联的生产列车车厢。
[0074]所有车厢通过包括总线系统、电线等的通信系统136而互连，以分配信号和功率。所有这些互连在本文中被称为通信系统136。在实际生产列车中，通信系统将不同的列车系统和部件互连。即，通信系统在列车中分配信号和功率。通信系统136在测试平台中也用作相同的目的。
[0075]测试平台部件与实际列车部件(由符号I到8表示)之间的分接接口位于该通信系统136，该通信系统136是列车系统本身。应该指出，通信系统也是实际列车部件。然而，测试平台通过提供物理分接接口部件来修改该列车系统，以能够侦查、操控和/或模拟信号。为了从真实实际生产列车中存在的那些部件中区分出来仅用于测试的部件，仅用于测试的部件在本文中被称为平台部件。真实实际生产列车中出现的待测部件被称为列车部件。在该阶段中应该强调，在执行列车部件的实际测试时，测试平台的一些实施例显然包括列车部件。然而，这些部件将被称为列车部件。测试平台的相应车厢单元中的通过模拟来实现的部件也被称为列车系统。
[0076]每个车厢单元包括仪表单元121到128。该仪表单元表示与相应的车厢或车厢单元111到118相关联的所有平台部件。如下面将更详细地解释的，仪表单元121到128提供分解接口以使通信系统136与待测列车部件耦合。这些分接接口用于:监测信号，即，侦查信号；操控信号，即，强迫信号进入由测试平台部件所提供的某种信号状态，而无论实际列车部件目前提供的信号状态如何；和/或模拟信号，即，在测试平台中不存在真实实际列车部件的情况下强迫信号进入测试平台部件所提供的信号状态。仪表单元121到128包括相应的车厢单元111到118中的用于执行监测、操控和模拟的所有必要的部件。
[0077]所有测试都是集中控制的。为此目的而需要的部件由监控器单元119提供。监控器单元119提供用于实现至少一个人机接口的硬件(尤其是计算机硬件270)以及用于存储记录数据库454中的测试数据的存储器192，所述测试数据尤其是监测数据，以及结构管理数据库452中的结构数据和其它技术数据458。此外，硬件能够例如通过执行测试脚本459来控制自动测试。因此，监控器单元119包括用于中央模拟器460的硬件，中央模拟器460与实时操作系统接口，以允许结合整个列车的环境行为的实时模拟来执行自动测试脚本。在一个实施例中，在具有非实时操作系统的计算机上执行自动测试例程。例如，这些计算机可以配备有通常用于个人计算机和/或工作站的操作系统(例如，配备有微软公司出售的商品名为“Windows”的操作系统系列的操作系统)。在该实施例中，人机接口也由非实时操作系统计算机控制。也可以在使用非实时操作系统的计算机上提供和执行测试脚本引擎。
[0078]反射存储器系统137用于在不同车厢单元111到118自身的测试平台部件之间交换任意数据，以及用于在车厢单元111到118的这些平台部件与监控器单元119之间交换数据。
[0079]下面将参考图2来更详细地解释所使用的反射存储器概念。图2示出了使用反射存储器系统137的测试平台中的信息流的示意的概念。存在一个存储器空间220。将该一个存储器空间220分成被分派到车厢单元111到118中的每个车厢单元的子空间221到228。在这些子空间221到228中，保存了与相应的车厢单元111到118相关联的所有数据。SP，所有监测的信号都存储在这些子空间中。此外，用于具有列车部件的分接接口的参数以及测试平台部件的参数都保存在这些子空间中。可以在相应的车厢单元111到118中的实时操作系统计算机上所执行的模拟器模型软件中对一些参数进行编码。通过将数据写入指定的存储器位置来将指令从监控器单元119转移到车厢单元111到118中的任意一个车厢单元，以交换这种指令。在一些实施例中，可能存在用于公共信息的并非一个车厢专用的子空间。可以将该子空间指派到监控器单元。应该理解，子空间的指派产生了结构良好的存储器空间。通常，仅被指派了某些子空间221到228的相应的车厢单元111到118以及监控器单元119会以写入模式访问这些子空间221到228。通常即使是在读取模式下，仅这两个实体会访问相应的子空间。例如，仅车厢单元111的部件和监控器单元119的部件会访问被指派到车厢单元111的子空间221。然而，在原则上，所有单元111到1119都可以访问同一个存储器空间。这也有利于以存在车厢单元写入部分221-cuw到228-cuw和监控器单元写入部分221-suw到228-suw的方式组织子空间221到228。这样，可以实现每个存储器位置只有一个实体写入。
[0080]物理上，通过以存储器表231到239的形式提供存储器空间的“相同副本”来实现反射存储器系统137。这些存储器表231到239被保持在本地反射存储器系统部件241到249中。这些本地反射存储器系统部件241到249经由光缆261连接成环路260。一旦不同车厢单元111到118的其中之一或监控器单元119，即车厢单元111到118的相应部件的其中之一或监控单元119对共享的存储器空间220中的任何存储器位置进行写入，就会改变相应的存储器表231到239。存储器系统137被设计为使所有存储器表231到239立即保持同步。
[0081]仅出于解释的目的，假设例如表示实际生产列车中的第二个车厢的车厢单元112正在向本地存储器表232中的存储器空间220的车厢单元112的相应子空间222进行写入。该存储器表232被保持在车厢单元112中的本地反射存储器系统部件242中。一旦本地反射存储器系统部件242检测到对本地存储器表232的写入访问，本地反射存储器系统部件242就会经由光环路260将存储器变化传输到线上的下一个本地反射存储器系统部件243。这更新了存储器空间220自身的本地副本，即存储器空间220的本地存储器表232，并且还将变化传输到线上的下一个本地反射存储器系统部件244。以这种方式，变化，或更准确地说，关于变化的信息在环路中行进，直到到达最初发生变化的本地反射存储器系统部件242。该本地反射存储器系统部件242将变化信息从环路260中的从本地部件241到249流向本地部件241到249的信息流中移除变化信息。
[0082]本领域技术人员应该理解，一个车厢单元111到118或监控器单元119中的反射存储器空间220可以具有两个或更多副本。当某些待测列车部件例如由于安全原因而不得不彼此分开设置时，这可能是有利的。
[0083]通常，被指派到车厢单元111到118的反射存储器系统的物理部件设置于相应的仪表单元121到128中，仪表单元121到128通常包括一个或多个机架。因此仪表单元121到128包括并提供相应车厢单元111到118与监控器单元119之间的接口。
[0084]图3以示意的方式描绘了测试平台的硬件架构。仅描述了多个车厢单元中的三个车厢单元。监控器单元119的硬件包括能够主管实时操作系统(RTOS)的至少一个计算机270，并且该硬件还包括用于实现人机接口的输入和输出设备。优选地，人机接口包括用于实现面向可视菜单的人机接口的计算机硬件，该面向可视菜单的人机接口能够显示所监测的所有信号并且能够接受用于手动操控可以被操控的所有信号的输入。在一个实施例中，该人机接口包括至少一个触摸屏280。此外，在可以为某些系统或部件设置参数的情况下，根据优选实施例，监控器单元包括也被配置为启用手动变化的人机接口。此外，监控器单元119优选地包括用于键入或执行代码的计算机硬件。在一个实施例中，该计算机硬件用作用于实时引擎的终端、用作用于模拟器引擎的终端、和/或用作执行自动测试程序的脚本引擎。此外，提供了用于存储测试结果、技术数据、结构数据和文件的硬件。在一些实施例中，监控器单元还包括用于例如经由计算机网络等将所收集的测试数据分配到其它计算机的接口。本地反射存储器系统部件249与能够主管实时操作系统的硬件连接。本地反射存储器系统部件249经由反射存储器系统137将监控器单元119链接到不同的车厢单元111到 113。
[0085]所描绘的车厢单元111到113均包括仪表单元121到123。仪表单元121到123包括一个或多个仪表架321-1到323-3。在所描绘的示例中，每个仪表单元例如包括三个仪表架321-1到321-3。车厢单元111的仪表单元121例如包括仪表架321_1、321_2和321-3。
[0086]车厢单元121的这些仪表架321-1到321_3包括例如相应的本地反射存储器系统部件241和用于主管实时操作系统的计算机硬件271作为测试平台部件。在该计算机硬件271上执行管理对反射存储器表231的访问的实时引擎。应该指出，车厢单元的这些实时引擎与反射存储器系统137自身完全分隔开并且这些实时引擎仅控制对反射存储器表231到233的读取和写入操作。通过相应实时引擎，反射存储器表231到233可以像普通随机存取存储器一样使用。
[0087]仪表单元121到123提供包括分接接口 331到333的所有硬件，用于在通信系统136处监测信号、操控信号或模拟信号。
[0088]这些分接接口 331到333包括不同的部件。每个车厢单元包括用于对通信系统136的信号线、电线等进行物理接口的至少一个终端块351到353。这些终端块用于路由的目的。即通信系统的信号线连接到相应车厢单元111到119中存在的其他实际列车部件401到407的信号线。
[0089]在打算对来自或导向任意实际列车部件401到407的信号进行任何侦查和/或操控的情况下，所谓的分接盒互连在通信系统136的通信线与到和/或来自实际列车部件的信号线之间的信号路径中。此外，可以经由相应车厢单元111到113的终端块351到353来路由列车部件的信号线，以经由分接盒来启用用于侦查和/或操控的“额外的”路线。
[0090]在一些情况下，很难区别通信系统的信号线或电线与列车部件的信号或电线。无论这种区别如何，在这两种情况下可以利用相同种类的硬件和软件结构来实现侦查和操控。
[0091]为了监测和操控并且为了对模拟的信号进行接口，提供了所述所谓的分接盒341-1到341-3、342-1到342_2、343_1到343-3。其数量根据信号和/或要进行侦查、操控和/或信号模拟的实际车厢部件401到406而变化。这种分接盒也可以用于在通信系统136的相应电线处提供相应车厢单元111到113中所模拟的物理信号。通常可以由相应总线的标准化接口模块来采集或分别提供被侦查、操控或模拟的总线信号。这种接口被称为分接总线接口。在操控总线信号的一些情况下，分接盒可能是必要的，以“替换”由所操控的信号提供的原始信号。
[0092]分接盒341-1到348-j (j是用于计数车厢单元118的分接终端的自然数)以及分接终端块351到358可以被视为相应分接接口 331到338的一部分，列车部件以及所模拟的部件通过分接接口 331到338连接到通信系统136，即总线和电线等。
[0093]按照对被测列车系统来说完全透明的方式来进行监测，即系统不受监测动作的影响。在操控的情况下，这按照如下方式来完成:系统部件除了可能检测到不合规格的信号之外不能检测到信号不是来源于本应供应相应信号的部件。有意地提供不合规格的这种信号来激发劣化模式或故障模式。在由相应仪表单元121到123提供的分接接口 331到333处进行所有侦查和操控。在要对信号进行侦查或操控的情况下，通过分接盒341-1到343-j的其中之一来进行这些动作。下面将对一个这种分接盒进行更详细地解释。经由专用分接盒341-1到343-3和分接终端块351到353来建立到待测实际列车部件的实际连接。因此，如果存在任何实际列车部件的原始连接器，则可以在由相应仪表单元121到123提供的分接接口 331到333的分接终端块351到353处使用实际列车部件的原始连接器。在实际车厢部件401到406在它们的信号线和/或电线处配备有任何种类的插头或连接器的情况下，分接终端块351到353优选地被配置为接受实际插头或连接器。
[0094]通信系统136经由分接盒341-1到343_3并且经由用于侦察和/或操控通信系统136的总线的标准化分接总线接口 381到383而连接到分接接口 331到333，该通信系统136优选为实际列车部件或者至少被构建为功能上相同、并且更优选地也被构造为物理上相同。在一些情况下，分接盒也可以用于侦查被实现为串行和/或并行总线系统的通信线。
[0095]在实际列车部件或系统400中，在一个实施例中被测的是列车控制与管理系统(TCMS)401、供暖、通风、空调(HVAC)402系统或例如HVAC控制架和相应的轿车模块或驾驶室模块之类的子部件、制动系统403、受电弓系统404、例如电池充电器和电池之类的电源系统405、驾驶员工作台406、车门系统407。可能出现在其它实施例中的其它系统可以包括火灾检测系统、转向架控制系统、厕所系统、内部自动车门、娱乐系统、内部通话系统、通用照明、交通信号相关系统，这仅是几个示例。应该理解，可以测试实际列车部件的任何数量和组合。可以模拟不存在的一些或所有部件。可以以软件和/或软件与硬件的组合的形式来进行模拟。也可以增加具有硬件的实际列车部件和/或软件模拟部件，以实现相当于实际列车部件的系统。
[0096]图3显示，分接接口 331到333 (更准确地说是分接盒341_1到343_3)和分接总线接口 381到383构成了关于列车部件400与平台部件102之间的硬件的分界线。虽然分接盒341-1到343-3被视为分接接口 331到333的一部分，并且因此被视为仪表单元121到123的一部分，但是分接盒341-1到343-3可以部分地或全部地在物理上设置于列车部件机架等处。信号和控制线300将分接盒341-1到343-3连接到执行车厢单元实时引擎361到363的计算机271到273。
[0097]在图4中所描绘的一个实施例中，实现了用于八车厢列车的测试平台。测试平台101包括一组预先选择的真实部件400。这些部件被配置为在功能上与生产列车相同。安装的实际列车部件400包括线路、联锁装置、通信系统136的管道(例如，在气动地运用制动控制的情况下)、以及用于所有八个车厢的列车控制与管理系统401。所述设施与生产列车在功能上相同，除了在合理努力下不可能实现的功能之外。例如，缩短了缆线和管道以避免缆线松弛或过长。每个车厢内的部件以及车厢自身通过通信系统136而互连，通信系统136的构造在功能上与生产列车相同，除了在合理努力下不可能实现的功能之外。包括总线的线路、电源和管道、以及集成到线路中的一些基本的基于继电器的功能可以被称为通信系统136。如上所述，这种通信系统136有时也被称为普通列车控制(OTC)系统。
[0098]仪表单元121到128包括仪表架321到328。除了其它之外，这些仪表架321到328包括用于将通信系统136的线路和总线互连与实际列车部件400连接起来的分接接口331到338所要求的硬件。仪表架321到328还包括主管车厢单元实时引擎361到368的硬件271到278。这些硬件271到278控制用于在相应分接盒341-1到348_k处侦查信号和操控信号的分接盒341-1到348-k。车厢单元实时引擎361到368能够对存储器系统137的相应本地反射存储器系统部件241到248中所主管的相应反射存储器表231到238进行读取和写入。因此，每个仪表单元121到128包括本地反射存储器系统部件241到248。反射存储器系统137用作用于仪表单元121到128的平台部件与监控器单元119之间的信息交换的“支柱”。
[0099]仪表单元121到128和仪表架321到328的目的是模拟车厢级别处的系统信号并且提供以下主要功能:
[0100]-通过利用反射存储器系统137来与所有其它仪表单元121到128和机架以及监控器单元119传输状态；
[0101]-在实时操作系统(RTOS)上运行模拟软件；
[0102]-提供具有分接盒341-1到348-k的形式的物理接口的电分接接口331到338 (物理输入/输出和总线)、分接计算机接口 391和分接总线接口 381到388，用于对列车系统400与通信系统136进行接口 ；
[0103]-提供不间断电源(UPS)，用于在断电时允许仪表单元和机架在关闭之前使电接口进入预定结构；
[0104]-提供紧急断电机制，以安全地断开所有电分接接口331到338。
[0105]安装或并入到测试平台中的列车系统400提出了生产列车系统的战略选择。取决于要执行的测试程序的目的，可以安装不同的列车系统。在需要时对未安装的列车系统的信号进行模拟，以实现测试程序的目的。
[0106]作为示例，图4中所描绘的测试平台包括以下列车系统的部件:
[0107]-列车控制与管理系统(TCMS)401。生产列车所需的所有部件都安装在所有车厢单元111到118中。
[0108]-驾驶员工作台406:安装了末端车厢的一个驾驶员工作台406 ;仅模拟第二末端车厢的第二个驾驶员工作台。
[0109]-受电弓404:针对列车的两个受电弓404，安装了生产列车计算机，但是基于电-气动的模拟器用于对形成受电弓升降臂的部件进行模拟。
[0110]-HVAC系统402:安装了来自一个车厢的生产列车HVAC控制柜以及生产列车HVAC驾驶室单元。模拟了 HVAC轿车单元。
[0111]-火灾检测系统:模拟了火灾检测系统信号；未安装生产列车部件。
[0112]-转向架监测系统:模拟了转向架监测系统信号；未安装生产列车部件。
[0113]-制动系统403:对于4车厢，使用了制动系统403的生产列车部件，除了替代地由电-气动部件模拟的一些部件之外。电-气动部件模拟缺失的部件的行为。例如模拟了制动卡钳。完整地模拟了其余的4车厢的制度系统。
[0114]-车门系统407:安装了用于26个车门的其中之一的生产列车车门系统406。模拟了其余的25个车门。
[0115]监控器单元119表示测试平台的用户接口，通过该用户接口，可以执行手动和自动测试。在该实施例中，监控器单元119包括:
[0116]-人机接口(HMI)451，可以对来自该人机接口 451的信号进行监测和操控；
[0117]-结构管理数据库(452)，其包括软件和数据，用以管理测试平台101的结构；
[0118]-测试脚本应用程序或测试脚本引擎453，用以允许例如使用测试脚本来执行自动测试；
[0119]-记录数据库454，其存储了来自测试执行的所有信号和数据；
[0120]-模拟器455，其运行全球模拟模型，与运行仅应用于相应车厢单元(用生产车厢表示)的本地模拟模型的不同车厢单元111到118中进行的模拟相比，全球模拟模型应用于所有车厢。
[0121]监控器单元119的目的是模拟测试平台101中的整体环境和列车状态，并且提供以下主要功能:
[0122]-对记录数据库454中的仪表信号上的列车状态进行记录；
[0123]-对具有结构管理器的列车进行配置(例如，车厢的数量和顺序、仪表架安装…)；
[0124]-利用脚本引擎453进行自动测试；
[0125]-模拟整体全列车行为和环境条件；
[0126]-通过利用反射存储器系统137来操纵所有其它仪表单元121到128和仪表架321到 328 ；
[0127]-通过利用反射存储器系统137来监测所有其它仪表单元机架的状态。
[0128]所描述的测试平台的主要焦点是TCMS(列车控制与管理系统)401、具有增强的功能OTC(普通列车控制)系统的通信系统136、制动系统403、车门系统407、驾驶员工作台406、电源(电池和电池充电器)405、受电弓404、以及HVAC(供暖、通风和空调)系统402。为了补足缺失的部件，车厢系统模型引擎371到378用于模拟所述缺失的部件。
[0129]测试平台不仅可以用于早在第一动态测试生产列车之前通过针对客户需求测试完全集成的系统来减少开发风险，而且可以用于针对功能车辆设计规范(FVDS)来执行改进的测试验证，包括正常模式、劣化模式和故障模式。大部分测试平台是基于功能负面测试和设计鲁棒性测试。
[0130]图4a示出了车厢单元111的分接接口 331的放大的截面。可以具体地看到，列车部件401、402、406、407的信号线经由分接终端块351和相应的分接盒341-1到341-4连接到通信系统136。此外，为了能够侦查内部系统信号，例如直接属于车门系统407的按钮信号，信号线421、422经由分接终端块351连接到分接盒341-5。在这种情况下，由于信号线421、422被视为车门系统的一部分而不是通信系统136的一部分，因而分接盒341-5未连接到通信系统136。
[0131]此外，在该示例中，车门系统407经由分接总线接口 381连接到通信系统。应该理解，其它车厢系统401、402、406也可以经由分接总线接口或分接计算机接口而额外地或替代地连接到分接盒341-1到341-4，从而连接到通信系统136。
[0132]在该放大图中，此外，信号和控制线300显示为将分接盒341-1到341_5和分接总线接口 381与执行车厢单元实时引擎361的计算机271连接。在除了图3之外的大部分其它附图中，为了不使附图难以理解而没有示出这些信号和控制线300。
[0133]关于图5，将解释一个实施例的软件架构。图5示出了监控器单元软件架构以及一个车厢单元的软件架构。未示出没有模拟的被测实际列车系统的软件。
[0134]监控器软件的范围是提供人机接口，以允许对来自单个位置处的测试平台数据和功能的访问。监控器软件包括以下能力:
[0135]-脚本引擎453允许执行自动脚本以实现自动测试序列。该脚本弓I擎自动产生具有测试执行结果的报告。
[0136]-监控器人机接口(HMI)456允许访问测试平台数据并且允许手动操作测试平台并且操控所有变量；
[0137]-列车环境模型引擎457用于运行实时算法以模拟全列车行为(例如速度和加速度)。那些算法的结果用在车厢级别和系统级别模拟处。
[0138]-监控器数据库(未示出)用于存储测试平台监测的信号和测试结果。
[0139]-对反射存储器表239进行读取和写入，该反射存储器表239是在所有连接的系统(监控器单元119和车厢单元111到118)之间共享的存储器空间220的副本。每个连接的计算机系统可以在该存储器空间中直接进行读取和写入。监控器的反射存储器表239和车厢单元的反射存储器表231到238通过环形结构中的高速光纤网络260进行通信。
[0140]-监控器中央实时引擎369使来自脚本引擎453、监控器HMI456、列车环境模型引擎457、监控器数据库(未示出)和反射存储器表239的信息能够协调。
[0141]仪表单元(仅示出仪表单元121)中的软件的范围是在车厢级别上进行部署、处理来自监控器单元119和其它仪表单元(未示出)的命令和指令、并且管理仪表单元121的硬件分接接口 331。仪表单元的软件提供以下能力:
[0142]-车厢系统模型引擎371用于运行实时算法以仅模拟所模拟的列车部件的系统特定行为。那些算法的结果通过通信系统136而直接输出到实际列车部件400或者通过反射存储器系统137而发送回到监控器单元119。
[0143]-对反射存储器表231进行读取和写入的能力，该反射存储器表239是在所有连接的系统(监控器单元119和车厢单元111到118，即仪表单元121到128)之间共享的存储器空间220的副本。每个连接的计算机系统可以在该存储器空间220中直接进行读取和写入。监控器单元的反射存储器表239和仪表单元的反射存储器表231通过环形结构中的高速光纤网络260进行通信。
[0144]-车厢单元实时引擎361使来自反射存储器表231、列车环境模型引擎371和硬件分接接口 331的信息能够协调。
[0145]-车厢单元实时引擎能够控制包括分接盒341-1硬件接口的分接接口331处的信号以接收来自通信系统136的信号，并且能够控制包括另一个分接盒341-2的分接接口 331处的信号以向通信系统136输出信号。这样，分接接口 331经由其分接盒通过通信系统136与待测的实际列车部件400和/或至少部分地在硬件中模拟的系统进行接口。
[0146]实际列车部件或模拟的系统与通信系统之间的分接接口包括上述分接盒。到列车部件的实际连接经由专用的终端块来实现。通信系统(即，线路和/或总线或多个总线)之间的连接经由根据特定需求实现的分接盒来实现。不同类型的信号需要不同类型的运用。在某些连布线上，将仅期望进行侦查。在其它线上，将期望进行侦查和/或操控。因此，在分接盒341到348中实现不同的信号适应模型。分接盒包括线路、继电器和其它电子设备，用以侦查信号(监测)或操控信号。分接盒341到348连接到执行车厢单元实时引擎361到368的机器的计算机接口。
[0147]信号适应模型是通用互连概念，其包含非特定的信号名称或部件名称。该信号适应模型可以以积木的方式应用于一个或多个特定的真实电连接。可以对较简单的适应模型进行分组以创建更复杂的信号适应模型。
[0148]图6示出了信号适应模型的示例，用于“操控常闭线以及侦查”模型的情况。在该信号适应模型中，列车部件硬件501通过互连分接终端块503与位于仪表单元121到128中的分接盒502连通。在给定示例中，接触器504最初通过其原始电线506激活部件505。为了操控该接触器504的输出507，移除原始电线506，并且将接触器输出507经由终端块503路由到分接盒502。在分接盒502中，线路穿过常闭继电器508。电路继续通过终端块503到达系统部件505的输入509。接触器输出507、系统部件输入509和零电压参考线510在专用分接终端块503处互连。
[0149]常闭继电器508通过由内部电源512供电的CR1模块511来控制。CR1是紧凑型实时输入输出的缩写。CR1模块511自身由车厢单元或仪表单元系统实时引擎来控制。图中未描绘该连接的信号和控制线。当断开常闭继电器508时，常闭继电器508不会修改接触器输出507。然而，当接通常闭继电器508时，常闭继电器508打开接触器输出507与系统部件505的输入509之间的连接。
[0150]另外，该信号适应模型包括侦查选项，其允许通过侦查继电器513来读取接触器输出507。该侦查继电器513连接到由另一个内部电源515供电的另一个CR1模块514。此外，未示出将CR1模块514连接到相应车厢单元实时引擎的信号和控制线。
[0151]在该示例中，分接盒502能够将接触器504的接触器输出507从接触器504的预期终点(系统部件505的系统部件输入509)中移除，同时也测量输入到系统部件505的电压。对于如同图4中所示的测试平台的测试平台的实施例，开发了这些通用信号适应模型。
[0152]利用这些种类的分接盒可以实现不同功能互连模式。
[0153]图7示出了为这种测试平台开发的不同功能互连模式。在假设待测实际列车系统400包括实际物理系统控制器701和连接到系统控制器701的一些其它物理系统702的情况下开发这些模式。这些功能互连模式为:
[0154].模式O:无动作-无监测:该模式在真实物理硬件702连接到真实控制701时使用，但是不需要监测输入和输出。
[0155]?模式1:监测一该模式在真实物理硬件702连接到真实控制器701时使用。平台将经由分接终端块351和分接盒341-1、341-2来监测控制器701与物质世界702之间和/或到通信系统136的所有输入输出(I/O)活动。
[0156]?模式2:监测+操控——该模式在真实物理硬件702连接到真实控制器701时使用。将经由分接终端块351和分接盒341-1、341-2来监测控制器701与物质世界702之间和/或到通信系统136的所有待测(I/O)活动。分接终端块351和分接盒341-1、341-2也将用于操控控制器701与物质世界702之间和/或到通信系统136的必要的信号。
[0157].模式3A:软件环境模拟——该模式模拟控制器701的环境(利用软件模型)。即经由车厢系统模型引擎371来模拟物理硬件，并且经由分接终端块351和分接盒341-2、341-3和/或分接计算机接口 391来操控连接到控制器701的所有I/O。经由分接终端块351和分接盒341-1和/或分接总线接口 381来侦查通信系统136与控制器701之间的I/O0
[0158].模式3B:硬件环境模拟一该模式与模式3A相同，除了该模式经由专用模拟硬件703和连接到真实控制器701的所有I/O来模拟控制器701的环境(利用硬件模拟器)之外。经由分接终端块351和分接盒341-1和/或分接总线接口 381来对通信系统136与控制器701之间的I/O进行侦查。经由分接终端块351和分接盒341-2和/或分接计算机接口 391来对模拟硬件703进行监测和/或操控。
[0159].模式4:控制器模拟一该模式模拟了控制器的行为和所有1/0(包括到通信系统163的多功能车辆总线(MVB)或其它总线的I/O)。经由分接终端块351和分接盒341-1、341-2和/或分接总线接口 381来实现接口。通过车厢系统模型引擎371来完成模拟。
[0160]应该理解的是不同的功能模式可以用于不同组合中以达到所计划的测试目标。
[0161]为了使测试平台的使用最大化，如图4中所描绘的实施例中所示的车厢单元111的驾驶员工作台406可以包括以下部件:
[0162]一个或多个开关、一个或多个按钮、主控制推力杆、以及利用驾驶员工作台中的触摸屏来实现人机接口的所谓的接口驱动器单元(IDU)。以允许以下三种驱动模式的方式来检测(instrument)所述部件:
[0163]-驾驶员工作台的手动驱动模式(如真实驾驶员)。这也被称为手动驾驶室驱动模式；
[0164]-监控器HMI的手动驱动模式(利用鼠标)。该模式也被称为手动监控器模式；
[0165]-监控器脚本引擎的自动驱动模式。该模式也被称为自动模式。
[0166]有必要提供对这些输入和输出硬件部件的操控和/或侦查能力。对于例如但不限于按钮、开关、主控制推力杆等的驾驶员工作台的机电致动器而言，在实际列车环境中，根据这些机电致动器与通信系统136的连接来使用分接盒和/或分接计算机接口或分接总线接口。
[0167]可以以不同方式来实现IDU人机接口的监测和操控。可以使用分接总线接口和/或分接计算机接口来监测和操控经由通信系统136而最终输出和/或接收的信号。但是不能对内部IDU人机接口进行监测或操控。因此优选的是另外使用专门开发的软件应用程序来执行IDU级别上的监测和操控。
[0168]在一个实施例中，不同模式被实现如下:
[0169]-在驾驶员工作台处执行的手动驾驶室驱动模式中，禁用所有操控，并且可以在驾驶员要在列车中执行指令时执行驾驶员工作台指令。然而，侦查能力仍然是有效的，所以可以在监控器HMI上显示驾驶员命令并且也可以将驾驶员命令记录在监控器数据库上。这些数据可以用作评估驾驶员行为的驾驶员训练程序的一部分。
[0170]-在手动监控器模式中，经由监控器HMI来手动地执行所有输入。
[0171]-在自动驱动模式中，由监控器脚本引擎来提供所有“输入”。在一个实施例中，激活所有输入和/或操控，以允许监控器单元经由HMI进行手动控制或者替代地由监控器脚本引擎进行自动控制。
[0172]在一个实施例中，可以仅由物理驾驶室部件或监控器单元来提供输入。不同的部件或部件组可以采取不同的独有“控制决定”。因此可以为每个部件单独选择驱动模式。可以同时为不同部件指派不同的驱动模式。例如，可以由监控器脚本引擎来控制主控制推力杆，而可以由驾驶员工作台的驾驶员来控制开门按钮。
[0173]在更复杂的实施例中，至少在手动驱动模式中，由监控器单元产生的操控也是可能的。这种设计允许创建可以将故障引入驾驶员命令中的驾驶员训练场景，以查看驾驶员如何对这些故障做出反应。
[0174]原则上，可以存在能够将一个部件同时指派到多个驱动模式的实施例。即可以通过实际控制部件或者通过监控器单元的计算机来执行输入(手动或自动)。然而这可以导致冲突行为。因此，在发生冲突行为的情况下，监控器单元的操控应该总是优先于驾驶室处执7TT的手动输入。
[0175]图8描绘了用于驾驶员工作台机电致动器的功能互连的分接盒概念，其中致动器输入是经由致动器或经由测试平台的独有的输入。
[0176]通信系统136的信号线601经由分接终端块603路由到分接盒602。分接盒602的输入604连接到由CR1数字输出模块606驱动的分离继电器605。该CR1数字输出模块606是分接接口的一部分，并且由相应的车厢单元实时引擎(未示出)来控制。在图8中所描绘的分离继电器的闭合开关状态下，输入604连接到分接盒602的第一输出607。第一输出607经由分接终端块603路由到在这种情况下作为按钮的致动器609的输入608。致动器609的输出610连接到通信系统136的另一个信号线611并且连接到分接终端块603。致动器609的输出610经由分接终端块603路由到分接盒602的输入/输出612。
[0177]输入/输出612经由驱动CR1数字输入模块615的侦查继电器614而连接到第二输出613。经由侦查继电器614，可以侦查致动器609的致动状态。CR1输入模块615连接到相应车厢单元的车厢单元实时引擎(未示出)。车厢单元实时引擎控制该车厢单元中的所有侦查和操控。
[0178]第二输出613经由分接终端块603连接到通信系统136的参考电压线616。
[0179]在分离继电器605的打开开关状态下,输入604经由CR1输出模块606所驱动的操控继电器617而连接到输入/输出612。因此在打开开关状态下，车厢单元实时引擎可以经由操控继电器617来操控或模拟致动器609的激活。由于输入/输出612连接到致动器609的输出610，所以该操控对受致动器609的激活影响的真实车厢系统来说是透明的，即无法检测的。该信号在同样连接到致动器609的输出610的通信系统的所述另一个信号线611上继续。
[0180]在分离继电器605的打开开关位置上，可以采用与在分离继电器605的闭合开关状态下相同的方式来对致动器的激活(由操控继电器617实现)进行侦查。应该注意，未描绘将CR1模块606、615连接到车厢单元实时引擎(未示出)的信号和控制线。
[0181]附图标记
[0182]I到8表不车厢列车部件和系统的符号
[0183]101列车测试平台
[0184]102平台部件
[0185]111到118车厢单元
[0186]119监控器单元
[0187]121到128仪表单元
[0188]136通信系统
[0189]137反射存储器系统
[0190]192存储器
[0191]220存储器空间
[0192]221到228子空间
[0193]221-cuw到218-cuw 车厢单兀写入部分
[0194]221-suw到218-suw 监控器单元写入部分
[0195]231到239存储器表
[0196]241到249本地反射存储器系统部件
[0197]260环路(环)
[0198]261光缆
[0199]270到278计算机
[0200]280触摸屏
[0201]300信号和控制线
[0202]321-n到321_k仪表架(η和k是自然数)
[0203]331 到 338分接接口
[0204]341-1到341-j分接盒(i和j是自然数)
[0205]351到358分接终端块
[0206]361到368车厢单元实时引擎
[0207]369中央实时引擎
[0208]371到378车厢系统模型引擎
[0209]381到388分接总线接口
[0210]391分接计算机接口
[0211]400(实际)列车部件
[0212]401列车控制与管理系统(TCMS)
[0213]402供暖、通风、和空调(HVAC)
[0214]403制动系统
[0215]404受电弓
[0216]405电源
[0217]406驾驶员工作台
[0218]407车门系统
[0219]421,422(非通信系统的实际列车部件的)信号线
[0220]451人机接口(HMI)
[0221]452结构管理数据库
[0222]453测试脚本引擎
[0223]454记录数据库
[0224]455模拟器(全球模型)
[0225]456人机接口
[0226]457列车环境模型引擎
[0227]458技术数据
[0228]459脚本
[0229]460模拟器
[0230]501列车部件硬件
[0231]502分接盒
[0232]503终端块
[0233]504接触器
[0234]505系统部件
[0235]506原始电线
[0236]507接触器输出
[0237]508常闭继电器
[0238]509系统部件输入
[0239]510参考电压线
[0240]511CR1 模块
[0241]512电源
[0242]513侦查继电器
[0243]514另一个 CR1 模块
[0244]515另一个电源
[0245]601信号线
[0246]602分接盒
[0247]603分接终端块
[0248]604(分接盒的)输入
[0249]605分离继电器
[0250]606CR1数字输出模块
[0251]607(分接盒的)第一输出
[0252]608(致动器的)输入
[0253]608(机电)致动器
[0254]610(致动器的)输出
[0255]611另一个信号线
[0256]612(分接盒的)输入/输出
[0257]613(分接盒的)第二输出
[0258]614侦查继电器
[0259]615CR1 输入模块
[0260]616参考电压线
[0261]617操控继电器
[0262]701系统控制器
[0263]701物理系统
[0264]703模拟硬件
【权利要求】
1.一种列车测试平台(101)，其用于包括多个车厢的铁路列车，所述测试平台(101)包括: -车厢单元(111到118)，其用于所述多个车厢中的每个车厢，每个所述车厢单元(111到118)表示多个真实列车车厢中的相应的一个真实列车车厢， -列车通信系统(136)，其连接所述车厢单元(111到118)， -监控器单元(119)，以及 -反射存储器系统(137)， 其中，所述反射存储器系统(137)包括用于每个所述车厢单元(111到118)和所述监控器单元(119)的相同存储空间的反射存储器表(231到239)，其中，所述反射存储器表(231到239)由所述反射存储器系统(137)保持同步，并且其中，每个所述车厢单元(111到118)包括: 仪表单元， 所述仪表单元在所述列车通信系统(136)与相应的所述车厢中的所有列车部件之间提供分接接口(331到338)， 其中，所述仪表单元还包括: 至少一个车厢单元实时引擎(361到368).其中，所述至少一个车厢单元实时引擎(361到368)能够对相应的所述车厢单元(111到118)的所述相应的反射存储器表(231到239)进行读取和写入，并且 被配置为实时监测和/或操控这些分接接口(331到338)处的信号，其中，将监测的信号写入所述反射存储器表(231到239)，并且根据从所述反射存储器表(231到239)读取的数据进行操控；以及 模拟单元，其用于物理上不存在于相应的所述车厢中的每个车厢列车系统，以模拟所述不存在的车厢列车系统的电行为(以便作用于专用于所述不存在的车厢列车系统的信号并且以便提供由所模拟的相应真实车厢列车系统供应的相应的所述信号)， 其中，所述监控器单元(119)包括: 中央系统实时引擎，其经由数据的读取而与所述相应的反射存储器表(231到239)进行交互，用以记录和/或监测和/或处理所监测的信号数据，并且经由向所述反射存储器表(231到239)写入数据来操控车厢单元(111到118)中的信号和/或操纵并控制所述车厢列车系统。
2.根据权利要求1所述的列车测试平台(101)，其特征在于，在合适的情况下，所述通信系统(136)包括实际总线系统或总线系统以及除了缆线长度偏差之外的实际线路。
3.根据权利要求1或2所述的列车测试平台(101)，其中，每个车厢单元(111到118)包括完整的实际列车控制与管理系统(401)，所述完整的实际列车控制与管理系统(401)包括联锁装置。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的列车测试平台(101)，其中，所述测试平台(101)包括出自以下组的车厢列车系统的一个或多个实际实例:实际车门系统(407)，制动系统(403)，驾驶员工作台(406)，包括供暖、通风、空调(HVAC)驾驶室单元(402)的HVAC柜，包括电池的电池充电器(405)。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述测试平台(101)包括仅部分地由实际列车部件组成的待测车厢列车部件中的一个或多个实例，并且其中对缺失的实际部分进行物理模拟，其中，部分地由实际列车部件组成的这些列车部件选自包括受电弓、制动系统的组。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述仪表单元还包括用于将车厢列车系统的子部件与所述车厢系统的控制和/或接口单元连接的分接接口(331到338)，其中，能够经由相应的所述至少一个车厢单元实时引擎(361到368)来监测或操控所述分接接口。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述监控器单元(119)包括模拟引擎，以模拟全列车行为。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述监控器单元(119)包括用于执行脚本的脚本引擎，以完成自动测试序列。
9.根据权利要求1到8中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述监控器单元(119)包括人机接口，所述人机接口能够以人类可感知的方式提供多车厢测试列车的监测数据并且能够接受人类输入以操控测试列车系统。
10.根据权利要求1到9中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述模拟单元包括实时车厢系统模拟引擎。
11.根据权利要求1到10中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，所述模拟单元包括至少部分地在物理上实现的模拟器。
12.根据权利要求1到11中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，至少一个车厢单元(111到118)包括至少一个致动器(609)，以影响实际列车中的至少一个列车部件的行为，并且其中，相应的所述车厢单元的所述分接接口(331到338)被配置为择一地启用或禁用所述至少一个致动器(609)的信号输入，并且其中，所述分接接口(331到338)还被配置为当禁用所述致动器￠09)的输入时，在所述监控器单元(119)的控制下创建等效的输入信号作为修改。
13.根据权利要求1到12中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，通过软件部件来修改实际列车部件的人机接口，以通过所述监控器单元(119)来启用所述车厢单元的人机接口中的受操控的输入。
14.根据权利要求1到13中的任一项所述的列车测试平台(101)，其特征在于，能够执行对特定操作功能的操纵/控制的位置能够从所述监控器单元(119)转换到所述车厢单元(111到118)的其中之一中的所述驾驶员工作台的操作装置，其中，指示真实列车部件(400)或模拟系统的状态的显示功能能够在监控器的人机接口和所述驾驶员工作台的人机接口上并行显示。
15.一种将根据上述权利要求中的任一项所述的测试平台(101)用于多车厢列车的实际列车部件的自动和/或手动集成测试的用途。
16.一种测试集成的多车厢列车环境中的实际车厢列车部件的方法，所述方法包括以下步骤: 提供根据权利要求1到14中的任一项所述的测试平台(101)，其中，待测的所述实际车厢列车部件安装在所述测试平台(101)的相应车厢单元(111到118)中，以使得用于控制待测的所述实际车厢列车部件的功能的信号中的至少一些信号能够由所述测试平台(101)监测和/或操控，和/或使得作为反馈或作为由待测的所述实际车厢列车部件提供的功能的一部分而产生的信号中的至少一些信号能够被监测， 为包括待测的所述实际车厢列车部件的所述测试平台(101)加电；并且通过改变反射存储器空间中的至少一个存储器入口，经由所述监控器单元(119)来操控或模拟待测的所述实际车厢列车部件的其中之一的至少一个信号或者由所述车厢单元(111到118)的其中之一所模拟的列车部件中的任意一个列车部件的至少一个信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，经由在所述监控器单元(119)的硬件上执行脚本来进行所述操控。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，将至少所有监测的信号实时地记录在所述监控器单元(119)中。
【文档编号】G01R31/00GK104364663SQ201280073694
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2012年4月17日 优先权日:2012年4月17日
【发明者】F·布古安, L·科尔代勒, T·吉林, R·基希霍夫, A·埃克马克, D·京特, D·沙尔坦, X·贝尔热, G·托拉多 申请人:庞巴迪运输有限公司, 赛峰工程服务公司