轨道电路制式列车的改造测试系统和方法与流程

1.本公开的实施例一般涉及轨道交通技术领域，并且更具体地，涉及一种轨道电路制式列车的改造测试系统和方法。


背景技术：

2.早期城轨项目采用准移动闭塞轨道电路制式建设随着现代化城市的快速发展，地铁的辐射效应日益突出，早期设计的客流量已经远远不能满足要求。同时由于年限已久，大多运营了10年以上的时间，设备老化，缺乏备件等问题凸显，造成系统运行和维护成本增大，故障频发，不但影响核心区市民出行，增加本线运营负担，而且给全路网带来运营压力，亟需进行系统改造升级。改造项目需要在夜间非运营时段进行安装调试工作，改造难度大，调试时间有限，全周期时间长，调试和运营的风险高，为缩短现场调试时间减少现场问题，在实验室开发一套仿真系统在实验室测试必不可少。
3.准移动闭塞相较于传统cbtc系统的差异较大，当前cbtc实验室测试仿真系统不能满足改造项目实验室测试需求，主要体现在(1)传统cbtc仿真测试系统不支持轨道电路码发送；(2)不支持美标应答器；(3)不支持准移动闭塞故障注入；(4)基于计算机联锁及io架构仿真复杂。


技术实现要素：

4.根据本公开的实施例，提供了一种轨道电路制式列车的改造测试系统和方法，来对改造项目进行实验室测试。
5.在本公开的第一方面，提供一种轨道电路制式列车的改造测试系统，包括：
6.轨旁仿真器、仿真驾驶台和动力学测试系统；
7.所述轨旁仿真器集成有计算机联锁及io功能，用于生成轨道电路码配置数据，并将所述轨道电路码配置数据发送至所述仿真驾驶台；
8.所述仿真驾驶台用于接入车载控制器，接收轨旁仿真器发送的轨道电路码配置数据，并将接到的轨道电路码配置数据输入车载控制器，以令车载控制器根据所述轨道电路码配置数据生成对应的速度运行曲线；
9.所述动力学测试系统用于对所述速度运行曲线验证，以对所述车载控制器进行测试。
10.在一些实施例中，所述轨旁仿真器还用于：
11.显示轨道区段对应的link编号、轨道区段编号、轨道电路码载频和轨道电路码频。
12.在一些实施例中，所述轨旁仿真器具体用于：
13.根据轨道区段码序表配置目标轨道的轨道电路码配置数据，或者，
14.接收用户输入的轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息，并将轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息保存为特定码序的轨道电路码配置数据。
15.在一些实施例中，所述车载控制器根据所述轨道电路码配置数据生成对应的速度运行曲线的过程包括：
16.将所述轨道电路码配置数据翻译成vobc可识别的ma信息，根据轨道电路前方空闲区段及道岔区段的定位情况和地面应答器进行定位及位置校正，结合电子地图数据内区段长度、线路限速信息，实时计算出当前的速度运行曲线。
17.在一些实施例中，所述轨旁仿真器还用于：
18.根据用户设定的故障区域，以及，用户输入的列车车头位置和tcr天线距离车头位置，模拟轨道电路模糊区，并生成轨道电路模糊区的轨道电路码。
19.在一些实施例中，所述轨旁仿真器还用于：
20.根据用户设定的干扰轨道区域，对所述干扰轨道区域进行锁频处理，以对被测车载控制器的接收载频码和低频码的功能进行检测。
21.在本公开的第二方面，提供一种轨道电路制式列车的改造测试方法，包括：
22.轨旁仿真器根据轨道区段码序表配置目标轨道的轨道电路码配置数据，或者，接收用户输入的轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息，并将轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息保存为特定码序的轨道电路码配置数据，将轨道电路码配置数据发送至仿真驾驶台；
23.所述仿真驾驶台将接到的轨道电路码配置数据输入车载控制器，以令车载控制器根据所述轨道电路码配置数据生成对应的速度运行曲线；
24.动力学测试系统用于对所述速度运行曲线验证，以对所述车载控制器进行测试。
25.在一些实施例中，还包括：
26.轨旁仿真器根据用户设定的干扰轨道区域，对所述干扰轨道区域进行锁频处理，以对被测车载控制器的接收载频码和低频码的功能进行检测。
27.在本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
28.在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如以上所述的方法。
29.本公开的轨道电路制式列车的改造测试方法，通过轨旁仿真器发送轨道电路码，仿真驾驶台接收轨旁仿真器发送的轨道电路码配置数据，并将接到的轨道电路码配置数据输入车载控制器，来对轨道电路制式下的列车运行状态进行模拟，从而能够在实验室对于轨道电路制式列车的改造进行测试，进而减少现场调试时间，降低改造难度，提高改造效率，缩短改造周期。
30.发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
31.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
32.图1示出了本公开实施例一的轨道电路制式列车的改造测试系统的结构示意图；
33.图2示出了本公开实施例二的轨道电路制式列车的改造测试方法的流程图；
34.图3示出了本公开实施例三的轨道电路制式列车的改造测试设备的结构示意图。
具体实施方式
35.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
36.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
37.本公开的轨道电路制式列车的改造测试方法，能够减少现场调试时间，降低改造难度，提高改造效率，缩短改造周期。
38.具体地，如图1所示，为本公开实施例一的轨道电路制式列车的改造测试系统的结构示意图。作为本公开的一个可选实施例，所述轨道电路制式列车的改造测试系统，包括：
39.轨旁仿真器101、仿真驾驶台102和动力学测试系统103。
40.所述轨旁仿真器101集成有计算机联锁及io功能，用于生成轨道电路码配置数据，并将所述轨道电路码配置数据发送至所述仿真驾驶台102；
41.所述仿真驾驶台102用于接入车载控制器，接收轨旁仿真器101发送的轨道电路码配置数据，并将接到的轨道电路码配置数据输入车载控制器，以令车载控制器根据所述轨道电路码配置数据生成对应的速度运行曲线；
42.所述动力学测试系统103用于对所述速度运行曲线验证，以对所述车载控制器进行测试。
43.具体地，由于改造项目需要在夜间非运营时段进行安装调试工作，改造难度大，调试时间有限，全周期时间长，调试和运营的风险高，为缩短现场调试时间减少现场问题，在实验室开发一套仿真系统在实验室测试必不可少。准移动闭塞相较于传统cbtc系统的差异较大，当前cbtc实验室测试仿真系统不能有效兼容移动闭塞和准移动闭塞测试，传统仿真平台已经不能满足改造项目实验室测试需求。
44.cbtc系统利用计轴设备完成列车占用检查，轨旁区域控制器zc从联锁处获得进路信息，计算出行车授权信息以及ma范围内的障碍物信息发送给车载设备vobc，vobc根据ma信息计算出连续的行车速度防护曲线。基于轨道电路的列车信号系统不同于传统cbtc系统由zc为列车计算移动授权，基于轨道电路的列车信号系统利用轨道电路进行区间占用检查以及轨道编码的发送由车载atp来计算列车的移动授权(ma)，atp系统能够接收轨道电路接收单元(tcr)发送的轨道电路信息，结合车载设备控制器中存储的电子地图，并根据轨道码和列车位置信息计算列车的移动授权。
45.由于现有的cbtc仿真系统不兼容准移动闭塞制式、无法向车载设备发送轨道电路码，因此，本公开实施例的方法在准移动制式下将计算机联锁及io功能通过轨旁仿真器进行集成，由轨旁仿真器直接根据码序表向vobc发送轨道电路码信息降低仿真架构复杂度。同时本仿真系统通过模块化功能设计提高仿真系统扩展能力，可实现真实设备和仿真设备之间接入及切换，实现由准移动闭塞向移动闭塞制式兼容切换。
46.本公开实施例的轨旁仿真器采用准移动闭塞制式，用于根据轨道区段码序表配置目标轨道的轨道电路码配置数据，或者，接收用户输入的轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息，并将轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息保存为特定码序的轨道电路码配置数据。这样，测试人员可以根据具体的路段状况输入对应的参数，从而模拟不同的路段进行测试。此外，所述轨旁仿真器上还可以设置有触控界面，用于可以通过所述触控界面读取轨道电路码配置数据文件并加载至轨旁仿真器，轨旁仿真器显示轨道区段对应的link编号、轨道区段编号、轨道电路码载频和轨道电路码频，便于测试人员检测轨道区段对应的link编号、轨道区段编号、轨道电路码载频和轨道电路码频是否正确，并可以可视化的手动设置轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度等信息并保存特定码序。vobc(车载控制器)与轨旁仿真器接口采用rs422接口，之间采用主从方式双向通信，vobc主轨旁仿真器从，传输速度38400bps，传输周期200ms。轨旁仿真器根据实时列车位置通过3路串口同时向vobc头端发送列车所处轨道区段轨道电路码信息，vobc将轨道电路发送给车载的码序信息翻译成vobc可用的ma信息，即包含行车授权起点和终点信息以及部分障碍物信息，列车根据轨道电路前方空闲区段及道岔区段所处定反位情况，根据地面美标\欧标应答器进行定位及位置校正，结合电子地图数据内区段长度、线路限速情况等信息，实时计算出当前的速度运行曲线控制列车运行。进而便于测试人员根据当前的速度运行曲线判断列车控制系统是否正常运行。
47.在本公开的一些实施例中，所述轨旁仿真器还用于：
48.根据用户设定的故障区域，以及，用户输入的列车车头位置和tcr天线距离车头位置，模拟轨道电路模糊区，并生成轨道电路模糊区的轨道电路码。
49.本实施例中的轨旁仿真器除模拟正常的轨道电路码发送外，还可模拟现场故障场景，根据列车车头位置以及tcr天线距离车头位置，计算模拟现场轨道电路模糊区场景，通过设定模糊区的位置及范围，当车载tcr天线运行至设定模糊区范围内发送无码，验证vobc在电子地图中可能的模糊区处收到无码时进行距离容忍(10m)，当无码距离超过容忍距离时施加紧急制动，从而能够对现场故障情况下列车的控制系统的运行状态进行测试。
50.在本公开的一些实施例中，所述轨旁仿真器还用于：
51.根据用户设定的干扰轨道区域，对所述干扰轨道区域进行锁频处理，以对被测车载控制器的接收载频码和低频码的功能进行检测。
52.针对邻线干扰问题场景，可以通过向轨旁仿真器注入模拟邻线轨道电路码信息泄露到本轨的情况，当正常运行中的列车接近邻线干扰位置时，对被干扰轨道区段进行锁频处理，验证vobc此时是否只接受该区段数据配置的固有载频码及对应低频码，其他载频视为无效码。从而能够对干扰轨道区域情况下列车的控制系统的运行状态进行测试。
53.此外，本公开实施例的改造测试系统对于美标应答器和欧标应答器发送，由轨旁仿真器根据列车对应应答器类型判断给对应列车发送美标应答器还是欧标应答器。若对应列车为接收美标应答器列车，列车车头经过美标应答器时，轨旁仿真器根据列车位置向该列车车头发送对应美标应答器报文，该美标应答器报文经美标应答器接口板转发应答器至atp供vobc进行定位或位置校正。若对应列车为接收欧标应答器列车，列车车头经过欧标应答器时，轨旁仿真器根据列车位置向该列车车头发送对应欧标应答器报文，欧标应答器报文发送至便携板，经便携板转发应答器报文至vobc进行定位\位置校正。
54.并且，本公开实施例的改造测试系统支持兼容移动闭塞和准移动闭塞测试，在准移动制式基础上增加中心及车站ats设备、联锁设备、zc\dsu设备和切换装置，即可实现兼容移动闭塞和准移动闭塞测试，满足兼容轨道电路和cbtc改造采用分阶段实施方案室内测试需求，即先利用cbtc车载设备替换既有车载设备，兼容既有系统，后期升级为cbtc系统的方案。
55.本公开实施例的轨道电路制式列车的改造测试系统，能够减少现场调试时间，降低改造难度，提高改造效率，缩短改造周期。
56.需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应所述知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应所述知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
57.以上是关于系统实施例的介绍，以下通过方法实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
58.如图2所示，为本公开实施例二的轨道电路制式列车的改造测试方法的流程图。本实施例的轨道电路制式列车的改造测试方法，包括以下步骤：
59.s201：轨旁仿真器根据轨道区段码序表配置目标轨道的轨道电路码配置数据，或者，接收用户输入的轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息，并将轨道区段对应的载频、码频、atp天线至车头位置、无码区长度信息保存为特定码序的轨道电路码配置数据，将轨道电路码配置数据发送至仿真驾驶台。
60.s202：所述仿真驾驶台将接到的轨道电路码配置数据输入车载控制器，以令车载控制器根据所述轨道电路码配置数据生成对应的速度运行曲线。
61.s203：动力学测试系统用于对所述速度运行曲线验证，以对所述车载控制器进行测试。
62.此外，所述轨旁仿真器根据用户设定的干扰轨道区域，对所述干扰轨道区域进行锁频处理，以对被测车载控制器的接收载频码和低频码的功能进行检测。
63.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的方法的具体工作过程和技术效果，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。
64.图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。如图所示，设备300包括中央处理单元(cpu)301，其可以根据存储在只读存储器(rom)302中的计算机程序指令或者从存储单元308加载到随机访问存储器(ram)303中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还可以存储设备300操作所需的各种程序和数据。cpu 301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。
65.设备300中的多个部件连接至i/o接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
66.处理单元301执行上文所描述的各个方法和处理，其被有形地包含于机器可读介
质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到ram 303并由cpu 301执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu 301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行上述方法。
67.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)等等。
68.用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
69.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
70.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
71.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。