[发明专利]一种用于动车组网络控制逻辑验证的仿真装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于动车组网络控制逻辑验证的仿真装置，属于交通控制技术领域。

背景技术

动车组集机械、电力、电子、控制单元和气动装置等许多部件于一体，是一种高速的轨道交通工具，同时也是一种十分复杂的大型机电设备。与动力集中型列车相比，动力分散型高速动车组将电机驱动的动力轮对分散布置在多节车厢中，因而电气设备众多，设备结构复杂，电气特性多样。列车网络控制系统是一个具有高可靠性、高安全性应用需求的分布式系统，它通过采集信息和传输命令管理列车上的主要设备，为高速动车组的安全运行提供技术保障。动车组列车网络控系统是保证列车安全、可靠、高效运行的核心技术之一，是实现高速列车的关键技术装备。

目前，我国具有自主知识产权的列车网络控制系统仍然处于研究阶段，技术尚未完全成熟。构建动车组网络控制系统的仿真、验证平台，不仅能为关键设备的研发提供实验室测试和验证环境，还能为系统的集成测试和创新方案的分析验证提供一个有效的技术支撑。

传统的功能测试或者逻辑验证方法，基本源于数字电路的测试。一般的做法是通过测试代码，包括激励产生、结果分析，实现逻辑系统的功能验证。动车组网络控制系统无论在空间上或者逻辑上都是一个复杂的大规模系统，如果单独的依靠编写测试代码的方法进行功能测试，不仅工作量巨大且正确性也很难保证。随着计算机性能的不断提高，当前进行大规模系统的仿真模拟已经变为可能。通常情况下，计算机仿真大多研究的是目标系统的物理特性。动车组网络控制系统的仿真除了系统本身的物理特性(列车阻力学)之外，更多涉及的是网络控制系统的逻辑特性。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于动车组网络控制逻辑验证的仿真装置，实现动车组网络控制系统的逻辑验证，以及在控制网络中引入以太网之后的性能评测，而且降低验证的难度，并提高验证的正确性。

本发明提出的用于动车组网络控制逻辑验证的仿真装置，包括：

第一主控制器，用于接收第一仿真计算机发出的前列车运行参数和前列车设备状态信号，并用控制逻辑对接收的前列车运行参数和前列车设备状态信号进行处理，得到前列车控制信号和前列车设备控制信号，并将前列车控制信号和前列车设备控制信号发送至第一仿真计算机，同时将接收的前列车设备状态信号和前列车运行参数发给司机操作界面主机，第一主控制器通过多功能车辆总线与绞线式列车总线仿真器和司机操作界面主机相连；

第二主控制器，用于接收第二仿真计算机发出的后列车运行参数和后列车设备状态信号，并用控制逻辑对接收的后列车运行参数和后列车设备状态信号进行处理，得到后列车控制信号和后列车设备控制信号，并将后列车控制信号和后列车设备控制信号发送至第二仿真计算机，同时将接收的后列车设备状态信号和后列车运行参数发给司机操作界面主机，第二主控制器通过多功能车辆总线与绞线式列车总线仿真器和司机操作界面主机相连；

绞线式列车总线仿真器，用于连接两条多功能车辆总线，实现第一主控制器与第二主控制器之间的通信，绞线式列车总线仿真器的两个端口分别与多功能车辆总线相连；

司机操作界面主机，用于显示第一主控制器和第二主控制器发来的前列车运行参数和前列车设备状态信号以及后列车运行参数和后列车设备状态信号，司机操作界面主机分别通过多功能车辆总线与第一主控制器和第二主控制器相连；

第一协议转换器和第二协议转换器，分别用于进行以太网和多功能车辆总线之间的通信协议转换，实现以太网和多功能车辆总线的数据通信；

第一仿真计算机，用于产生前列车运行参数和前列车设备状态信号，并将该信号发送至第一主控制器，接收第一主控制器发来的前列车运行控制信号及前列车设备控制信号，根据控制信号进行仿真计算后得到前列车的当前运行参数和设备状态信号，第一仿真计算机通过以太网卡接入以太网；

第二仿真计算机，用于产生后列车运行参数和后列车设备状态信号，并将该信号发送至第二主控制器，接收第二主控制器发来的后列车运行控制信号及后列车设备控制信号，根据控制信号进行仿真计算后得到后列车的当前运行参数和设备状态信号，第二仿真计算机通过以太网卡接入以太网。

上述仿真装置中，所述的绞线式列车总线仿真器包括：

多功能车辆总线网卡，用于接收多功能车辆总线的数据，并将接收的数据发送到数据缓存模块，从数据缓存模块中读取数据并发送到多功能车辆总线，多功能车辆总线网卡与多功能车辆总线相连；