[发明专利]一种高速列车信息控制系统协同故障仿真系统

权利要求书

1.一种高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，所述高速列车信息控制系统包括牵引传动控制系统、网络控制系统、制动控制系统、列车运行控制系统，其特征在于，协同故障仿真系统采用基于HLA-RIT与反射内存网的混合分布式仿真结构，包括实时仿真计算机、实时仿真控制网络、系统物理效应模拟设备，所述实时仿真计算机包括总体控制台、故障注入控制台和各系统的仿真计算机，用于对总系统和各系统的仿真监控和故障注入监控，记录仿真数据；所述实时仿真控制网络主要包括列车总线与HLA-反射内存网混合式仿真网络，用于各系统之间通信和数据传输；所述物理效应模拟设备主要包括各系统的实物设备、dSACE实时仿真器、仿真模型、接口调理板与故障注入单元FIU，用于模拟高速列车信息控制系统中的主要元部件实物、抽象模型与常见故障。

2.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，在牵引传动控制系统、网络控制系统和制动控制系统中分别设置故障注入单元FIU，实现对元件→部件→子系统→系统各层级的故障注入控制。

3.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，故障注入单元FIU不仅实现协议层的故障注入，还实现物理层与电气层的故障注入，并实现覆盖全故障模式的注入。

4.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，通过HLA主干网与反射内存网进行通信和数据传输，并将故障注入控制接入反射内存网与HLA主干网，通过对牵引传动控制系统、网络控制系统和制动控制系统故障注入单元FIU的控制，达到对各系统各层级进行故障注入的分布式控制目的；并能对列车运行控制系统以及整个高速列车信息控制系统进行故障注入/模拟/仿真。

5.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，利用HLA提供的通用、相对独立的支撑服务程序RTI，将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层通信三者分开。

6.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，利用HLA的互操作性和可重用性，把分布式异构型的仿真应用有效地整合在一起共同完成一个仿真任务，实现仿真应用程序的互操作和重用。

7.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，由实时仿真器和硬连线保证实时性要求最高的部分，采用反射内存网实现实时性要求几毫秒级的部分，其余数据交互采用HLA实现。

8.根据权利要求1所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，采用MATLAB环境，MATLAB的仿真模型通过适配器以一个联邦成员的身份加入仿真联邦，并发布和订购所需要对象类与交互类，适配器将获得的MATLAB所需的对象类和交互类数据根据相关信息映射为MATLAB的仿真模型中的输入输出变量，并根据仿真运行管理器的控制指令，通过MATLAB的API对MATLAB引擎进行相应的控制。

9.根据权利要求8所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，HLA-RTI中提供的RTI接口在仿真开始时，管理dSPACE成员的初始化；成员仿真时间推进时，控制基于联邦时间的dSPACE时间；成员创建和发送交互时，把由进程模型产生的交互进行转换和发送；其他成员接受交互时，把接受进来的交互进行转换并发到进程模型；在其他成员发现对象实例时，对HLA对象与相应的dSPACE对象进行映射；在成员更新其属性时，把dSPACE的更新数据转换成HLA的更新数据；在其他成员得到更新时，使接收到的更新的属性生效。

10.根据权利要求9所述的高速列车信息控制系统协同故障仿真系统，其特征在于，dSPACE实时仿真器以联邦成员的形式加入仿真联邦，作为半实物仿真中虚拟控制器与虚拟控制对象，并利用接口调理板实现不同类型信号之间的转换与通信。