一种用于列车控制和管理系统的测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及列车控制和管理领域，具体而言涉及一种用于列车控制和管理系统的测试装置。


背景技术：

2.在列车运行过程中，列车通过列车控制和管理系统(train control and management system，简称tcms)采集整车信号，然后通过对各种信号的分析来判断整车状态及指令，然后向车辆的各单元发出控制指令及信号，实现对整车的控制。
3.当前用于tcms软件的测试方法大多数是半实物仿真测试系统及实车调试。半实物仿真测试系统只能仿真比较理想的整车环境，无法实现tcms在实车上的真实的整车环境，实车潜在的缺陷问题是难以在此测试环境中反馈出来的。
4.因此，有必要提出一种新的用于列车控制和管理系统的测试装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.本实用新型提供了一种用于列车控制和管理系统的测试装置，包括：
7.实车单元，用于提供列车的实车真实信号；
8.测试台架，用于提供列车的仿真模拟信号，所述测试台架与所述实车单元通信连接，以从所述实车单元获取所述列车的实车真实信号；
9.列车控制和管理系统，与所述测试台架通信连接，以从所述测试台架获取所述列车的仿真模拟信号或所述列车的实车真实信号。
10.进一步，所述测试台架包括：
11.上位机，用于生成所述仿真模拟信号并控制通信模块收发信号及测试流程的管理；
12.通信模块，分别连接至所述实车单元、所述列车控制和管理系统和所述上位机，受所述上位机控制，用于向所述实车单元和列车控制和管理系统发送信号及接收其信号。
13.进一步，所述通信模块包括can板卡、以太网板卡、数字输入输出板卡或模拟输入输出板卡。
14.进一步，所述列车控制和管理系统包括中央控制单元和远程输入输出模块。
15.进一步，所述实车单元包括牵引控制单元、制动控制单元、电池管理系统和/或火灾报警系统。
16.进一步，列车控制和管理系统包括头车中央控制单元、头车远程输入输出模块、中
车远程输入输出模块、尾车远程输入输出模块和尾车中央控制单元。
17.进一步，所述测试台架包括主机箱和从机箱，所述主机箱包含所述上位机及所述部分通信模块，从机箱仅包含所述其他通信模块。
18.根据本实用新型提供的用于列车控制和管理系统的测试装置，采用仿真与实车相结合的方法，列车控制和管理系统既可以获取列车的实车真实信号，也可以获取列车的仿真模拟信号，在实车真实信号与仿真模拟信号之间任意匹配切换，将一些实车较难实现的故障工况在实车环境下模拟出来，使实车调试的覆盖面更全，并且补足了半实物仿真测试台架难以模拟实车环境的缺点，使仿真测试结果更贴近实车调试的结果。
附图说明
19.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
20.附图中：
21.图1为根据本实用新型示例性实施例的用于列车控制和管理系统的测试装置的结构框图。
22.附图标记
23.100实车单元
24.200测试台架
25.210上位机
26.220通信模块
27.300列车控制和管理系统
具体实施方式
28.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
29.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本实用新型的用于列车控制和管理系统的测试装置。显然，本实用新型的施行并不限于列车控制和管理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
30.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
31.现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示
例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
32.当前用于tcms软件的测试方法大多数是半实物仿真测试系统及实车调试。半实物仿真测试系统的实物只包含tcms硬件设备，与tcms进行信息交互的其他单元全都由仿真模型替代，也有部分测试台架将其他单元接入测试系统，形成一个多实物的仿真测试系统。这种测试系统对于tcms来说是比较理想的工作环境，但由于整车复杂多变的环境，这种测试系统无法实现对一些有缺陷及干扰的工况的模拟，如电磁干扰导致的通讯异常。而实车调试则可以直接对tcms所要实现的功能进行实车验证，但效率较低，且一些故障工况难以实现，如制动大故障、车辆漏电等，无法对其功能进行验证。
33.半实物仿真测试系统只能仿真比较理想的整车环境，无法实现tcms在实车上的真实的整车环境，实车潜在的缺陷问题是难以在此测试环境中反馈出来的。即使将个别仿真模型替换成实物，但缺乏整车的一个环境，一些工况也无法复现，或者需要在实物的外围再添加仿真模拟信号，这种方法会导致成本过高，也难以完全模拟实车环境。
34.针对上述问题，本实用新型提供了一种用于列车控制和管理系统的测试装置，如图1所示，包括：
35.实车单元100，用于提供列车的实车真实信号；
36.测试台架200，用于提供列车的仿真模拟信号，所述测试台架200与所述实车单元100通信连接，以从所述实车单元100获取所述列车的实车真实信号；
37.列车控制和管理系统300，与所述测试台架200通信连接，以从所述测试台架200获取所述列车的仿真模拟信号或所述列车的实车真实信号。
38.示例性地，所述实车单元100包括多个功能模块，例如但不限于牵引控制单元(transmission control unit，简称tcu)、制动控制单元(brake control unit，简称bcu)、电池管理系统(battery management system，简称bms)和/或火灾报警系统(fire alarm system，简称fas)。
39.在一个实施例中，实车单元100进一步包括头车设备单元、中车设备单元和尾车设备单元，其中，头车设备单元包括上述tcu、bcu、bms或fas中的一个或多个，中车设备单元包括上述tcu、bcu、bms或fas中的一个或多个，尾车设备单元包括上述tcu、bcu、bms或fas中的一个或多个，头车设备单元、中车设备单元和尾车设备单元包括的功能模块可以根据需要进行设置。
40.示例性地，所述测试台架200包括上位机210和通信模块220。
41.在一个实施例中，通信模块220包括但不限于can板卡、以太网板卡、数字输入输出(i/o)板卡或模拟输入输出(i/o)板卡，以受所述上位机210控制，用于向所述实车单元100和列车控制和管理系统300发送信号及接收其信号，数据类型可以相应包括can网络、以太网网络、数字io硬线、模拟io硬线等。
42.在一个实施例中，上位机210经由通信模块220从实车单元100获取所述列车的实车真实信号；进一步，上位机210用于生成仿真模拟信号；进一步，上位机210控制所述通信模块收发信号及测试流程的管理。
43.在一个实施例中，上位机210可以是中央处理单元(cpu)、图像处理单元(gpu)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力
的其它形式的处理单元。例如，上位机210能够包括一个或多个嵌入式处理器、处理器核心、微型处理器、逻辑电路、硬件有限状态机(fsm)、数字信号处理器(dsp)、图像处理单元(gpu)或它们的组合。
44.在一个实施例中，测试台架200的上位机210和通信模块220都搭载在机箱里，测试台架200包括主机箱和从机箱，其中，主机箱包含所述上位机210及所述部分通信模块，从机箱仅包含所述其他通信模块，通信模块220是根据tcms外围接口来进行配置的，主机箱与从机箱之间通过pci-express总线进行通讯。
45.示例性地，所述列车控制和管理系统300包括中央控制单元(central control unit，简称ccu)和远程输入输出模块(remote input/output module，简称riom)。
46.在一个实施例中，与实车单元的头车设备单元、中车设备单元和尾车设备单元匹配，列车控制和管理系统300也进一步包括头车ccu、头车riom、中车riom、尾车riom和尾车ccu。
47.根据本实用新型提供的用于列车控制和管理系统的测试装置，实车单元100提供列车的实车真实信号，测试台架200的上位机210生成列车的仿真模拟信号，上位机210经由通信模块220从实车单元100获取所述列车的实车真实信号，并从实车真实信号和仿真模拟信号中选择信号并通过通信模块220发送至列车控制和管理系统300，这样，列车控制和管理系统300接收的外围设备信号可以在实车真实信号与仿真模拟信号间任意匹配切换，即，使tcms测试环境在全实物与半实物仿真环境之间切换，不仅可以接收实车故障信号，还可以将实车单元100中正常运行的功能模块(如tcu)替换为有故障的仿真模型。
48.根据本实用新型提供的用于列车控制和管理系统的测试装置，采用仿真与实车相结合的方法，列车控制和管理系统既可以获取列车的实车真实信号，也可以获取列车的仿真模拟信号，在实车真实信号与仿真模拟信号之间任意匹配切换，将一些实车无法实现的故障工况在实车环境下模拟出来，使实车调试的覆盖面更全，并且补足了半实物仿真测试台架难以模拟实车环境的缺点，使仿真测试结果更贴近实车调试的结果。
49.本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

技术特征：
1.一种用于列车控制和管理系统的测试装置，其特征在于，包括：实车单元，用于提供列车的实车真实信号；测试台架，用于提供列车的仿真模拟信号，所述测试台架与所述实车单元通信连接，以从所述实车单元获取所述列车的实车真实信号；列车控制和管理系统，与所述测试台架通信连接，以从所述测试台架获取所述列车的仿真模拟信号或所述列车的实车真实信号。2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试台架包括：上位机，用于生成所述仿真模拟信号并控制通信模块收发信号及测试流程的管理；通信模块，分别连接至所述实车单元、所述列车控制和管理系统和所述上位机，受所述上位机控制，用于向所述实车单元和列车控制和管理系统发送信号及接收其信号。3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述通信模块包括can板卡、以太网板卡、数字输入输出板卡或模拟输入输出板卡。4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述列车控制和管理系统包括中央控制单元和远程输入输出模块。5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述实车单元包括牵引控制单元、制动控制单元、电池管理系统和/或火灾报警系统。6.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，列车控制和管理系统包括头车中央控制单元、头车远程输入输出模块、中车远程输入输出模块、尾车远程输入输出模块和尾车中央控制单元。

技术总结
本实用新型公开了一种用于列车控制和管理系统的测试装置，包括：实车单元，用于提供列车的实车真实信号；测试台架，用于提供列车的仿真模拟信号，所述测试台架与所述实车单元通信连接，以从所述实车单元获取所述列车的实车真实信号；列车控制和管理系统，与所述测试台架通信连接，以从所述测试台架获取所述列车的仿真模拟信号或所述列车的实车真实信号。根据本实用新型提供的用于列车控制和管理系统的测试装置，采用仿真与实车相结合的方法，在实车真实信号与仿真模拟信号之间任意匹配切换，将一些实车无法实现的故障工况在实车环境下模拟出来，并且补足了半实物仿真测试台架难以模拟实车环境的缺点。模拟实车环境的缺点。模拟实车环境的缺点。


技术研发人员：陈长春 候建军 傅忠伟
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2022.07.07
技术公布日：2023/3/13