基于在線測試方法的高鐵列控系統(tǒng)運(yùn)營場景實時性研究.pdf

1、高速鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（以下簡稱列控系統(tǒng)）是保證高速鐵路安全運(yùn)行的核心設(shè)備，一旦發(fā)生故障，將會對人身生命和財產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害，因此如何保證功能正確、系統(tǒng)安全尤為重要。列控系統(tǒng)作為一個典型的實時系統(tǒng)，其功能的正確性不僅體現(xiàn)在輸出邏輯的正確性上，還體現(xiàn)在會話完成的時間約束方面。我國高速鐵路列控系統(tǒng)應(yīng)用了大量先進(jìn)的計算機(jī)、控制和通信技術(shù)，使得系統(tǒng)的自動化程度、控制精度以及響應(yīng)速度都得到大幅提高，但同時也加劇了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，各子系統(tǒng)內(nèi)部接

2、口、子系統(tǒng)之間的接口以及信息交互關(guān)系使得系統(tǒng)表現(xiàn)出大量的、多樣時間混雜特性。因此，如何保證在時間延遲非確定的情況下，列控系統(tǒng)能夠滿足功能上的正確性是十分重要的。
　　傳統(tǒng)的離線測試方法已廣泛用于列控系統(tǒng)功能一致性測試中，然而，隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，上述物理環(huán)境中時延的非確定性制約著傳統(tǒng)離線測試方法的應(yīng)用。本文引入“在線測試”的概念，針對列車運(yùn)營場景研究設(shè)計了基于環(huán)境相關(guān)輸入輸出時間自動機(jī)網(wǎng)絡(luò)的在線測試平臺，并針對一些典型的運(yùn)營場景

3、進(jìn)行實例分析，證明了該方法的正確性和有效性。
　　首先，依據(jù)CTCS-3級列控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范構(gòu)造列控系統(tǒng)層次化模型框架，并通過分析具體運(yùn)營場景中各個子系統(tǒng)之間的可觀測消息會話通道建立環(huán)境相關(guān)輸入輸出時間自動機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型。
　　然后，依據(jù)RBC與各個子系統(tǒng)之間的接口規(guī)范（包括與各個地面設(shè)備之間通過安全數(shù)據(jù)網(wǎng)接口、與車載設(shè)備之間的GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)接口），分析上述可觀測會話消息在通信網(wǎng)路傳輸接口中應(yīng)當(dāng)滿足的時間約束以及消息格式、

4、通信協(xié)議等，編寫在線測試工具與真實設(shè)備之間的適配接口。通過開發(fā)過程監(jiān)測模塊實現(xiàn)對工具TRON的命令調(diào)用、接口監(jiān)測消息實時刷新以及對測試結(jié)果的初步分析功能完成整個在線測試平臺的搭建。
　　最后，借助該在線一致性測試平臺對典型列控運(yùn)營場景RBC切換在RBC直接通信方式和通過聯(lián)鎖間接通信兩種方式下系統(tǒng)交互消息時間延遲非確定性進(jìn)行實例驗證，找出了系統(tǒng)設(shè)計與需求規(guī)范不一致的地方，為我國CTCS-3級列控系統(tǒng)的規(guī)范制定和系統(tǒng)開發(fā)提供一定的借鑒