應答器傳輸模塊生產測試系統的設計與實現

郭小龍 劉國旭

沈陽鐵路信號有限責任公司 遼寧 沈陽 110025

引言

應答器傳輸系統由車載設備和地面設備兩部分組成，車載設備包括：應答器傳輸模塊（BTM）和天線單元（CAU），地面設備包括：應答器和地面電子單元（LEU）。

安裝在軌道中央的應答器自身不需要外加電源，在列車運行期間，車載BTM 通過天線單元不停地向地面輻射能量，應答器接收天線單元輻射的功率而工作，將內部的編碼信息或LEU的編碼信息（僅限有源應答器）發送給BTM，BTM 將接收到的數據信息發送給車載控制核心單元。

目前，通信自主化BTM在生產測試時只根據BTM記錄板的運行記錄進行設備異常分析，缺乏對“B”接口通信數據的實時監測，不能實時測試BTM的工作狀態，無法形成閉環測試。為保證BTM設備批量生產時生產質量的管控、產品功能滿足要求，設計適用于測試需求的BTM主機生產測試系統，將MVB通信總線作為仿真交互的數據通道，從而使測試軟件與BTM實現互聯，實現 BTM “B接口”通信數據實時監測，實時解析判斷BTM的工作狀態，實現BTM設備整機生產測試。

1 測試系統原理及結構

BTM與CTCS3-300T車載ATP主機控制單元之間通過MVB接口進行通信，其接口稱為“B”接口。

測試系統通過模擬車載主機控制單元，將MVB通信總線作為仿真交互的數據通道，從而使系統與BTM實現互聯，達到動態仿真的目標，通過實時解析“B”接口通信數據，來判斷BTM的工作狀態，實現BTM的測試。

系統結構如圖1所示，BTM主機、天線單元、工業計算機、接口適配器、直流穩壓電源、控制器、可控應答器等共同構成測試系統。接口適配器（MVB卡）安裝在工業計算機內，完成工業計算機與BTM主機之間的接口轉換，被測BTM經D電纜與天線單元連接，可控應答器與控制器相連，置于天線單元的上方，控制器經USB接口與工業計算機連接。

圖1 測試系統整體結構

工業計算機內設計車載主機模擬軟件（模擬ATP）和BCU控制軟件[1]：①車載主機軟件負責測試系統的主控工作，與BTM主機進行通信。通過實時解析BTM主機的通信端口數據，解析當前BTM的工作狀態、應答器報文等，并將應答器報文信息反饋給BCU，由BCU模塊比對發收報文的一致性。②BCU控制軟件負責應答器報文的寫入、比對。軟件通過控制器（BCU）激活可控應答器（Balise）發送FSK信號，天線單元接收該信號后經D電纜傳輸給BTM主機，BTM主機將處理后的應答器報文信息及狀態等發送給車載主機，BCU模塊接收車載主機軟件反饋的應答器報文數據，形成閉環測試。

2 測試系統軟件設計

CTCS3-300T列控車載設備采用MVB總線為基礎，一主多從的總線結構，系統中的各個單元采用主從方式點對點通信，在主站和從站報文交互的過程中，從應用層面上，將主站和從站虛擬成若干個邏輯端口，實現主站、從站之間周期性的數據交互，此處BTM作為從設備，接收主站發送的命令消息，并向主站發送狀態或報文消息[2]。

本文設計的車載主機軟件用于模擬車載控制單元與BTM進

行通信及通信數據實時解析處理；BCU控制軟件用于對控制器進行控制，激活可控應答器和SOCKET數據采集、對比。

2.1 車載主機軟件設計

車載主機模擬軟件負責整個系統的運行，用于模擬主站，將MVB通信總線作為仿真交互的數據通道，從而使軟件與BTM實現互聯，達到動態的仿真，實現“B”接口通信，與BTM進行數據交互。

車載主機模擬軟件處理模塊如圖2所示：

圖2 車載主機軟件主要模塊

車載主機軟件主要包括：初始化MVB，根據界面設置的系統運行參數，對各個MVB端口組幀后，按照約束循環將車載主機發送幀發送給BTM，與BTM建立通信；實時接收BTM的發送幀，并對接收到的BTM發送幀進行CRC校驗、實時解析，解析出接收到的應答器報文信息和BTM當前的工作狀態。

向BTM主機發送的車載主機發送幀根據通信協議周期性發送，每次發送前對各個MVB端口重新對時、組幀后，把更新以后的發送幀發送至BTM，并將接收到BTM發送幀發送至車載主機形成完整的通信過程。

2.2 BCU模塊設計

BCU模塊主要負責應答器報文寫入、可控應答器的激活和車載模擬軟件反饋數據的采集和判斷。

BCU模塊通過主界面設置測試參數、選擇生成應答器報文，然后等待寫入控制器；應答器報文寫入、激活線程根據最近的一個報文激活時間進行判斷，在時間足夠且控制器有空閑的情況下，將未寫入區的報文寫入控制器，同時將該報文轉入已寫入區；到達應答器報文激活時刻，應答器報文寫入、激活線程向控制器發送激活命令，將該數據從已寫入區轉入已激活區[3]。SOCKET采集、比較線程接收車載主機模擬軟件發送的SOCKET數據后，與激活區的數據比較，判斷BCU模塊發送的報文與車載主機模擬軟件發送的SOCKET數據是否一致，形成應答器報文信息的環回比較。

BCU控制模塊如圖3所示：

圖3 BCU控制模塊

3 應用與結論

本文設計和實現的車載BTM生產測試系統，具有實時化、模塊化、自動化等特點，測試系統操作簡易，能夠實時解析BTM的“B”接口通信數據，實現了收發報文的閉環測試，實現BTM工作狀態的自動測試。可以嚴格的篩選出工作狀態異常的BTM，提高了生產測試效率，提升了BTM產品出廠的質量管控。

未來，可根據BTM生產測試需求進行測試系統功能擴展，增加不同通信總線（CAN，422）下的BTM測試。