本发明涉及信号仿真领域，尤其是一种铁路线路条件仿真方法及仿真系统。
背景技术
目前，全国铁路营业里程达到12.7万公里，其中，高速铁路2.4万公里，居世界第一位，该数字还在增加。面对逐年增加的铁路运营里程，每年需投入巨大的人力、物力、财力进行铁路运营维护以保障铁路运行安全可靠，各项投入只增不减。为提高维护效率，减少运营成本，线路条件仿真测试将会是铁路运营维护的一个发展方向。
目前，在室内环境下通过仿真软件及车载接口仿真提供真实线路运行条件给真实atp(列车自动防护)或者lkj(列车控制记录)还未有成体系的、完善的铁路线路条件仿真系统，多通过脚本预设的方式提供atp或者lkj仿真运行条件，对运行案例、运行条件的可设置性及可视化效果差。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种铁路线路条件仿真方法及仿真系统，克服了现有技术的不足，提供成体系的、完善的铁路线路条件仿真方法及系统，并将仿真信息进行可视化展示。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供的一种铁路线路条件仿真方法，包括如下步骤：
铁路线路条件仿真装置从多个不同的数据源读取原始数据；
铁路线路条件仿真装置根据所述原始数据生成仿真信息，所述仿真信息包括列车加/减速度仿真信息、数字电路仿真信息、轨道区段码序选择信息、应答器报文、行车区间管理信息、列车定位信息、测试场景数据记录和测试序列自动执行信息；
铁路线路条件仿真装置将所述仿真信息进行铁路线路站场图形化显示，并且将仿真信息传输给使用对象。
作为本申请一种优选的实施方式，在列车加/减速度仿真信息生成时包括：
获取仿真驾驶台牵引、制动手柄的档位状态得到列车牵引、制动等级，以及结合列车车重信息、车型信息获得列车加/减速度。
作为本申请一种优选的实施方式，在数字电路仿真信息生成时包括：
根据地面信号控制设备驱动信息，以及设计院提供的道岔、信号机、方向电路的电路原理图模拟相应设备电路上继电器动作时序和实时状态。
作为本申请一种优选的实施方式，在轨道区段码序选择信息生成以及对应答器报文进行选择时包括：
判断车站是否与真实的列控中心相连，若所述车站与真实的列控中心相连，则从所述列控中心获取轨道区段码序和应答器报文，若所述车站未与真实的列控中心相连，则根据车站已激活行车区间的基本信息从码序表中选择每个轨道区段码序，以及从列控中心的设备厂家获取应答器报文
作为本申请一种优选的实施方式，在行车区间管理信息生成时包括：
根据行车区间的运行方向、股道运行方向和排列进路信息周期性取消或激活所述行车区间，以及根据各个行车区间的位置，通过信号点将不同或相同类型的行车区间拼接更大的行车区间。
作为本申请一种优选的实施方式，在测试场景数据记录生成时包括：
由搜索条件和实际结果组成测试场景数据记录，所述搜索条件包括轨道区段码序的搜索条件和应答器报文的搜索条件；所述轨道区段码序的搜索条件包括前方区段名称、前方区段运行方向、前方区段占用状态、前方区段低频信息；应答器报文的搜索条件包括关联进路、关联信号机的开放状态、线路临时限速信息等；所述实际结果包括区段运行方向、区段低频、区段载频，且所述实际结果为应答器报文。
第二方面，本发明提供的一种铁路线路条件仿真系统，所述铁路线路条件仿真系统包括铁路线路数据仿真装置和接口通道，所述铁路线路数据仿真装置与所述接口通道通信连接，所述接口通道与使用对象通信连接，所述使用对象包括车载设备和列控地面设备，所述列控地面设备包括机柜和柜门，所述机柜与柜门通过一连接部铰接，所述机柜与地面接触的一侧为机柜的下壁，在所述下壁上设有凹陷部，与所述下壁平行的一侧为机柜的上壁，在所述上壁设有吊装部。
作为本申请一种优选的实施方式，所述柜门上设有安装槽，所述安装槽中嵌有液晶显示屏，在所述液晶显示屏上覆盖有触摸屏，所述液晶显示屏和触摸屏形成组合屏，在所述组合屏上贴合钢化玻璃使之与柜门齐平，所述液晶显示屏、触摸屏和钢化玻璃在远离柜门的方向上依次排布。
作为本申请一种优选的实施方式，所述凹陷部的几何中心与下壁的几何中心处于同一直线上，且所述直线与下壁相互垂直；所述凹陷部包括一对关于下壁的几何中心所对称的长边，以及一对关于下壁的几何中心所对称的短边，所述长边与短边相互垂直并通过四个弯折相连。
作为本申请一种优选的实施方式，所述接口通道包括vga接口、dvi接口、hdmi接口、usb接口和以太网口。
本发明的有益效果是：本发明显示界面友好可视化效果好；将在室内测试地面信号控制设备的设想变为现实；以车站为单位记录真实地面信号列控设备输出信息，减少设备投资；室内动态测试可提前发现问题，提高效率，压缩工期，降低成本；可自动测试也可手动操作，将测试及培训作用集成在一起灵活性高。
附图说明
图1为本发明第一实施例铁路线路条件仿真方法的流程图；
图2为本发明第一实施铁路线路站场图形化显示的示意图；
图3为本发明第二实施例铁路线路条件仿真方法的示意图；
图4为本发明第三实施实施例铁路线路条件仿真装置的框图；
图5为本发明第四实施实施例铁路线路条件仿真系统的框图；
图6为本发明第四实施实施例列控地面设备的示意图一。
图7为本发明第四实施实施例列控地面设备的示意图二。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
如图1所示，本发明的第一实施例所示出的铁路线路条件仿真方法，包括如下步骤：
s1，铁路线路条件仿真装置从多个不同的数据源读取原始数据；
其中，所述原始数据包括但不限于从设计院获取的列控基础数据、电路原理图和轨道电路码序表；以及从由设备厂家或真实的列控中心提供的应答器报文。进一步地，若存在真实的列控中心，则所述应答器报文由该列控中心提供，若不存在真实的列控中心，则所述应答器报文由设备厂家提供。此外，所述原始数据仅为可读取的文件或表格。
s2，铁路线路条件仿真装置根据所述原始数据生成仿真信息，所述仿真信息包括列车加/减速度仿真信息、数字电路仿真信息、轨道区段码序选择信息、应答器报文、行车区间管理信息、测试场景数据记录、列车定位信息和测试序列自动执行信息。
更进一步地，铁路线路条件仿真装置根据所述原始数据生成仿真信息具体包括：
(1)铁路线路条件仿真装置获取仿真驾驶台牵引、制动手柄的档位状态得到列车牵引、制动等级，以及结合列车车重信息、车型信息获得列车加/减速度。其中所述仿真驾驶台牵引、制动手柄的档位状态是由实际情况进行模拟设定的，通过给定列车的车重以及车型即可得到其加/减速度。
(2)铁路线路条件仿真装置模拟继电器接口架，实时获得地面信号控制设备驱动信息，以及根据设计院提供的道岔、信号机、方向电路、电路原理图模拟相应设备电路上继电器动作时序和实时状态，为地面信号控制设备正常运行提供必要的继电器采集信息。
(3)铁路线路条件仿真装置判断车站是否与真实的列控中心相连，若所述车站与真实的列控中心相连，则模拟列控中心和轨道电路接口从所述列控中心获取轨道区段码序，若所述车站未与真实的列控中心相连，则根据车站已激活行车区间的基本信息从码序表中选择每个轨道区段码序，进一步地，所述基本信息包括但不限于防护信号机、接近信号机、离去区段和区段状态等信息。
(4)行车区间是指列车可以走行的范围。在本发明中，铁路线路条件仿真装置将行车区间划分为区间接车行车区间、区间发车行车区间、接车进路行车区间、发车进路行车区间和股道行车区间，根据行车区间的运行方向、股道运行方向和排列进路信息周期性取消或激活所述行车区间，以及根据各个行车区间的位置，通过信号点将不同或相同类型的行车区间拼接更大的行车区间。
(5)轨道区段码序、应答器报文是列车正常运行的前提，为尽可能使铁路线路条件仿真装置模拟出与实际情况相符合的列车运行场景，铁路线路条件仿真装置以轨道区段和有源应答器为单位记录测试场景数据最终形成测试场景数据记录。进一步地，所述测试场景数据记录由搜索条件和实际结果组成，所述搜索条件包括轨道区段码序的搜索条件和应答器报文的搜索条件；所述轨道区段码序的搜索条件包括前方区段名称、前方区段运行方向、前方区段占用状态、前方区段低频信息；应答器报文的搜索条件包括关联进路、关联信号机的开放状态、线路临时限速信息等；所述实际结果包括区段运行方向、区段低频、区段载频，更进一步地，所述实际结果为应答器报文。
(6)铁路线路条件仿真装置根据列车所在轨道区段定位该列车所在的行车区间；根据所述列车的运行速度、运行时间和轨道区段的长度周期性更新列车的位置；以及根据列车经过应答器在行车区间的位置对列车的位置进行矫正。
(7)为方便进行动态测试，铁路线路条件仿真装置为用户提供了测试序列编写接口。与传统编写脚本的方式不同，用户只需按照如表1所示的固定格式填写列车开始、结束位置，列车速度变化点、列车进路排列/取消时机等信息，铁路线路条件仿真装置即可自动生成模拟列车、控制列车运行速度、设置列车运行路径、定位列车位置、选择轨道区段码序和应答器报文如表2所示。
表1
表2
s3，铁路线路条件仿真装置将所述仿真信息进行铁路线路站场图形化显示，并且将仿真信息传输给使用对象。
如图2所示，所述铁路线路条件仿真装置可以将所述仿真信息直接在其显示界面上进行显示，为用户提供铁路线路站场图形化显示。并且铁路线路条件仿真装置也可以通过无线或者有线网络将仿真信息发送给使用对象，所述使用对象包括但不限于lkj设备或atp设备。
如图3所示，本发明的第二实施例所示出的铁路线路条件仿真方法，所述铁路线路条件仿真方法可以以软件的形式进行呈现，该软件搭载于铁路线路条件仿真装置上，所述软件包括用户界面层、逻辑运算层、外设接口层和数据接口层。
数据接口层从多个不同的数据源读取可识别的原始数据，并将所述原始数据传输给逻辑运算层；
其中，所述原始数据包括但不限于从设计院获取的列控基础数据、电路原理图和轨道电路码序表；以及从由设备厂家或真实的列控中心提供的应答器报文。进一步地，若存在真实的列控中心，则所述应答器报文由该列控中心提供，若不存在真实的列控中心，则所述应答器报文由列控中心的设备厂家提供。此外，所述原始数据仅为可读取的文件或表格。
逻辑运算层根据所述原始数据生成仿真信息，所述仿真信息包括列车加/减速度仿真信息、数字电路仿真信息、轨道区段码序选择信息、应答器报文、行车区间管理信息、列车定位信息、测试场景数据记录和测试序列自动执行信息；
更进一步地，逻辑运算层根据所述原始数据生成仿真信息具体包括：
(1)逻辑运算层获取仿真驾驶台牵引、制动手柄的档位状态得到列车牵引、制动等级，以及结合列车车重信息、车型信息获得列车加/减速度。其中所述仿真驾驶台牵引、制动手柄的档位状态是由实际情况进行模拟设定的，通过给定列车的车重以及车型即可得到其加/减速度。
(2)逻辑运算层模拟继电器接口架，实时获得地面信号控制设备驱动信息，以及根据设计院提供的道岔、信号机、方向电路、电路原理图模拟相应设备电路上继电器动作时序和实时状态，为地面信号控制设备正常运行提供必要的继电器采集信息。
(3)逻辑运算层判断车站是否与真实的列控中心相连，若所述车站与真实的列控中心相连，则模拟列控中心和轨道电路接口从所述列控中心获取轨道区段码序和应答器报文；若所述车站未与真实的列控中心相连，则根据车站已激活行车区间的基本信息从码序表中选择每个轨道区段码序，以及从列控中心的设备厂家获取应答器报文；进一步地，所述基本信息包括但不限于防护信号机、接近信号机、离去区段和区段状态等信息。
(4)行车区间是指列车可以走行的范围。在本发明中，逻辑运算层将行车区间划分为区间接车行车区间、区间发车行车区间、接车进路行车区间、发车进路行车区间和股道行车区间，根据行车区间的运行方向、股道运行方向和排列进路信息周期性取消或激活所述行车区间，以及根据各个行车区间的位置，通过信号点将不同或相同类型的行车区间拼接更大的行车区间。
(5)轨道区段码序、应答器报文是列车正常运行的前提，为尽可能使逻辑运算层模拟出与实际情况相符合的列车运行场景，逻辑运算层以轨道区段和有源应答器为单位记录测试场景数据最终形成测试场景数据记录。进一步地，所述测试场景数据记录由搜索条件和实际结果组成，所述搜索条件包括轨道区段码序的搜索条件和应答器报文的搜索条件；所述轨道区段码序的搜索条件包括前方区段名称、前方区段运行方向、前方区段占用状态、前方区段低频信息；应答器报文的搜索条件包括关联进路、关联信号机的开放状态、线路临时限速信息等，实际结果为应答器报文；所述实际结果包括区段运行方向、区段低频、区段载频。
(6)逻辑运算层根据列车所在轨道区段定位该列车所在的行车区间；根据所述列车的运行速度、运行时间和轨道区段的长度周期性更新列车的位置；以及根据列车经过应答器在行车区间的位置对列车的位置进行矫正。
(7)为方便进行动态测试，逻辑运算层为用户提供了测试序列编写接口。与传统编写脚本的方式不同，用户只需按照固定格式填写列车开始、结束位置，列车速度变化点、列车进路排列/取消时机等信息，逻辑运算层即可自动生成模拟列车、控制列车运行速度、设置列车运行路径、定位列车位置、选择轨道区段码序和应答器报文。
用户界面层将所述仿真信息进行铁路线路站场图形化显示，并且通过外设接口层将仿真信息传输给使用对象。
其中，所述铁路线路条件仿真装置可以将所述仿真信息直接在其显示界面上进行显示，为用户提供铁路线路站场图形化显示。并且铁路线路条件仿真装置也可以通过无线或者有线网络将仿真信息发送给使用对象，所述使用对象包括但不限于lkj设备或atp设备。
如图4所示，本发明的第三实施例所示出的铁路线路条件仿真装置包括输入设备41、处理器42、存储器43和输出设备44，所述处理器42、输入设备41、输出设备44和存储器43通过通信总线40相互连接。
应当理解，在本发明实施例中，所称存储器43可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器42提供指令和数据。存储器43的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器43还可以存储有设备类型的相关信息。
处理器42用于运行或执行被存储在内部存储器43中的操作系统，各种软件程序，以及自身的指令集，并用于处理来自于触摸式输入装置或自其它外部输入途径接收到的数据和指令，以实现各种功能。处理器42可以包括但不限于中央处理器(cpu)、通用图像处理器(gpu)、微处理器(mcu)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程逻辑门阵列(fpga)，应用专用集成电路(asic)中的一种或多种。在一些实施例中，处理器42和存储器控制器104可在单个芯片上实现。在一些其他实施方案中，它们可分别在彼此独立的芯片上实现。
输入设备41可以是摄像头(camera或webcam)等，摄像头又称为电脑相机、电脑眼以及电子眼等，是一种视频驶入设备，以及数字键盘或机械键盘等触摸式输入装置；所述输出设备44可以包括显示器(display或monitor)等。
所述存储器43用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器42被配置用于调用所述程序指令；进一步地，所述处理器42被配置用于调用所述程序指令执行如本发明第一或第二实施例中所述铁路线路条件仿真方法的步骤。
如图4所示，本发明第四实施例所示出的铁路线路条件仿真系统，所述铁路线路条件仿真系统包括铁路线路数据仿真装置和接口通道，所述铁路线路数据仿真装置与所述接口通道通信连接，所述接口通道与使用对象通信连接，所述使用对象包括车载设备和列控地面设备。
如图6所示，列控地面设备包括机柜1和柜门2，所述机柜1与柜门2通过一连接部铰接，所述机柜1与地面接触的一侧为机柜1的下壁，与所述下壁平行的一侧为机柜1的上壁，在所述上壁设有吊装部3。
如图7所示，在另外的一个实施例中所述列控地面设备的柜门2上还设有安装槽，所述安装槽中嵌有液晶显示屏，在所述液晶显示屏上覆盖有触摸屏，所述液晶显示屏和触摸屏形成组合屏4，在所述组合屏4上贴合钢化玻璃使之与柜门2齐平，所述液晶显示屏、触摸屏和钢化玻璃在远离柜门2的方向上依次排布。
具体的，所述机柜1和柜门2通过一连接部铰接，所述连接部可以包括但不限于合页。本领域技术人员应该理解为：在本发明的另外一个或一些实施例中，也通过采用其他连接方式或者组件实现开合式连接。并且，利用所述吊装部3能够更加方便地将列控地面设备吊装至安装位置，此外，利用所述组合屏4可以方便电务人员操作和查看信息。需要进行说明的是，列控地面设备具体可包括：tcc(列控中心)、cbi(联锁设备)、tc(轨道电路)、rbc(无线闭塞中心)、tsrs(临时限速服务器)、qjk(区间占用逻辑检查系统)等。
所述车载设备包括lkj设备和/或atp设备。其中，所述lkj设备和atp设备均为现有技术，为了不引起混淆，此处就不对其进行详细叙述。
本实施例中，所述vga接口、dvi接口、hdmi接口、usb接口和以太网口。更进一步地，利用所述vga接口、dvi接口和hdmi接口的一种或多种可实现与外接设备相连，所述外接设备包括但不限于一块或多块显示屏；利用所述usb接口和以太网口的一种或多种可实现与其他设备进行通信。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。