[发明专利]基于双网络的轨道交通车地通信检测平台

说明书

本发明提供了一种基于双网络的轨道交通车地通信检测平台。包括待测的CBTC系统、轨旁PC、n个车载PC和交换机，其中n为待测区段列车数。轨旁PC与车载PC均配置双网卡，其中一块网卡通过网线连接到待测的CBTC系统，构成车地通信网络，用于传输车地通信数据，另一块网卡通过网线连接到交换机构成时间同步网络，用于实现车载PC与轨旁PC的时间同步。应用本发明可以在室内模拟CBTC系统车地通信情况，测试CBTC系统的通信性能，轨旁PC的测试数据统计管理系统能够将各个车载PC的测试结果汇总到本地，其测试数据智能检索系统能够快速检索出丢失数据包信息。利用本发明能够提高CBTC系统测试工作的效率，为CBTC系统的测试研发提供参考。

技术领域

本专利涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于双网络的轨道交通车地通信检测平台。

背景技术

基于通信的列车控制（CBTC，Communication Based Train Control）由于其安全高效和易于维护，已经成为现今城市轨道交通领域占主导地位的列车控制系统。CBTC包含多个子系统，其中车地通信子系统是CBTC系统的核心，测试及验证车地通信子系统的可靠性、安全性和实时性就显得尤为重要。

目前针对CBTC车地通信子系统的室内模拟测试，广泛采用连接装有网络层测试软件的PC或IXIA等网络测试平台，但并未有专门用于测试CBTC车地通信网络的测试平台，且上述的测试手段不能实现车地端时间同步，无法测量单向时延。因此搭建实用可靠的CBTC车地通信检测平台，对于缩短CBTC系统研发测试周期，节省测试所需的人力物力成本，提高CBTC车地通信的安全性和可靠性具有重要意义。

发明内容

为了解决CBTC车地通信实地实物测试的高昂成本和时间开销，及现有室内模拟测试手段由于车地时间不同步无法测量车地通信单向时延，本发明提供一种基于双网络的轨道交通车地通信检测平台，适用于CBTC车地通信子系统的室内模拟测试，同时引入双网络机制，A网络通过待测的CBTC系统传输CBTC车地通信数据，B网络通过交换机实现每台车载PC与轨旁PC的时间同步，从而获取车地通信数据的单向时延。

为达到上述目的，本发明的构思如下：

CBTC车地通信检测平台由下述三个系统组成。

（1）车地通信仿真系统

双基站三区间最多容纳6辆列车，为满足双基站最大通信容量的测试要求，因此使用6台PC来模拟6台车载设备，而另一台PC模拟轨旁设备。

每一台PC配置双网卡，其中A网卡用于传输车地通信数据，B网卡则统一通过网线连接到交换机上，用于实现时间同步，计算各消息的单向时延。

时间同步的具体实现方式是车载PC端每隔5ms通过Socket线程经过B网络地址发送带有本地发送时间数据的数据包，轨旁PC端接收到该数据包，将轨旁接收时间数据写入该数据包，同时将该数据包发回相应车载PC端，最终车载PC端通过本地发送时间、轨旁接收时间、本地接收时间三个数据计算出车载PC本地时间与轨旁PC的固有时间差，车载PC端涉及收发时延的数据计算，均通过加减消除该固有时间差，以轨旁PC时间为准，即完成了各车载PC与轨旁PC的时间同步。

通过Socket多线程模拟CBTC车地通信数据源进行车地通信，能够通过更换数据源信息，模拟不同的CBTC车地通信情况。轨旁PC端模拟区域控制器（ZC）、线路中心单元（LC）、联锁（CI）、列车自动监控系统（ATS）、维护监测系统（MSS）及时间服务器（Time Server），分别与车载端PC模拟的车载控制器（CC）进行通信。

每次测试完毕，会生成一份测试记录表存在本地数据库中，其中记录有该次测试本地收发的所有消息信息，包括消息源（轨旁设备名，或车载编号）、消息编号、收发时间、数据包大小、接收时延。

（2）测试数据统计管理系统