列車網絡地面試驗系統(tǒng)的應用

苗 欣

（南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，山東 青島 266111）

列車網絡地面試驗系統(tǒng)的應用

苗 欣

（南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，山東 青島 266111）

對列車網絡進行地面試驗，需要建立功能全、自動化程度高、人機交互方便的試驗系統(tǒng)，本文對此系統(tǒng)的構成、原理、功能等進行詳細介紹。

列車；網絡；通信；仿真；試驗

現(xiàn)代列車都已經采用網絡控制技術，網絡控制能有效增強列車的性能，降低列車施工、調試、檢修的復雜度和難度。但是在帶來便利的同時，也隨之產生了新的問題。由于網絡系統(tǒng)是集控制、計算機、通信、網絡等方面技術于一體的高科技產品，技術復雜，其中任何一個環(huán)節(jié)，任何一句程序存在問題，都會帶來不可預計的后果，所以必須進行嚴格、全面的驗證，才能裝車運用。

對于硬線邏輯控制，由于其簡單清晰，所以對于其控制邏輯、故障狀態(tài)、異常處理等都可以較簡易的完成，可以將試驗進行徹底，使系統(tǒng)達到足夠的安全性、可靠性，但是對于網絡系統(tǒng)，由于其技術復雜，試驗驗證牽扯到軟件、硬件及各種接口，所以試驗驗證也極其復雜，必須有相應的技術手段進行驗證，以保證網絡裝車運用的安全可靠。

為此，南車青島四方機車車輛股份有限公司專門建立了網絡試驗臺，經過兩年的應用驗證，有效的解決了列車網絡的地面試驗問題，提高了試驗效率，提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性。

一、系統(tǒng)組成及原理

系統(tǒng)硬件由5個試驗臺位以及電源柜、智能負載柜、示波記錄儀等組成，每個臺位包含仿真計算機、開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出、高速脈沖輸入、高速脈沖輸出、以及MVB、CAN、 RS48520mA電流環(huán)、LonWorks、WTB等通信接口。

系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

二、系統(tǒng)功能

圖1 系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)對可以完成整列車網絡系統(tǒng)的功能、性能試驗，并對各子系統(tǒng)接口進行測試，具體實現(xiàn)如下五部分功能。

1.列車及子系統(tǒng)仿真模擬功能

由仿真計算機對列車以及所有與網絡相連接的子系統(tǒng)、設備進行仿真，建立仿真模型，模擬出列車以及各子系統(tǒng)、設備的運行、故障狀態(tài)，需要仿真出的信號包括開關量、模擬量、通信等；通過試驗臺硬件接口將仿真出的信號真正輸入到被試網絡，并通過硬件接口實際接收網絡輸出的指令，并相應的做出反映，從而驗證列車網絡是否按照實際控制要求進行了動作。

在進行正確工況模擬之外，尤其是可以進行故障工況、異常工況的模擬，這對于列車網絡控制系統(tǒng)的故障導向安全設計有著極其重要的意義，在實際的調試中，由于種種條件限制，有些工況或故障狀態(tài)很難甚至不可能進行試驗，故障導向安全措施也無法驗證，但是進行模擬試驗可以有效的解決此問題，提高列車網絡控制系統(tǒng)的可靠性、安全性。

2.實現(xiàn)列車網絡各硬件檢測

可以對網絡硬件開關量的輸入輸出、模擬量的輸入輸出、PWM信號、頻率信號等進行檢測，檢測檢驗各種輸入、輸出的輸入范圍，誤差和負載能力等。

3.網絡、通信接口的測試

可以對常見通信接口、協(xié)議等進行一致性測試、檢驗。對網絡構建，故障節(jié)進退網機制、數(shù)據傳輸實時性、延遲、誤碼率、系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)資源、性能、響應時間、并發(fā)處理等等進行測試、評估。

4.網絡傳輸數(shù)據的在線偵聽、分析

通過實驗臺的物理接口及仿真功能，可以有效的對未知通信協(xié)議進行偵聽，模擬各種工況，分析通信協(xié)議。

5.與其他實驗臺的聯(lián)調聯(lián)試

根據其他實驗臺（如制動試驗臺）的需求，模擬仿真各種工況、指令，實現(xiàn)對其他試驗臺的控制以及相應，便于其他試驗臺進行有效的試驗。

三、結語

網絡試驗臺建立以來，成功進行了幾種類型的網絡、通信接口、控制器的試驗、仿真、檢驗，有效的檢測了各種接口的性能指標，對各種通信接口的一致性進行了評估，并且通過試驗臺的全面試驗，有效的提高了列車網絡控制邏輯的探索，輔助設計、校驗了多種故障導向安全機制，并且有效的降低了列車網絡地面試驗的全面性，降低了上車現(xiàn)場調試的難度及工作量，提高了設計效率，調試效率。

但是在試驗中也發(fā)現(xiàn)，仿真模型建立的真實程度、測試例程等對試驗的結果及效率影響較大，仿真模型的建立需要大量實際運行數(shù)據的積累、提煉才能完善，有很大的改善的空間。

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