[发明专利]一种车载网络控制系统的半实物仿真系统

说明书

本发明半实物仿真技术领域，具体为一种车载网络控制系统的半实物仿真系统，解决了背景技术中的技术问题，其上位机、至少一台实时仿真机和实物控制器，每台实时仿真机配置至少一台分布式RIOM信号转接设备。本发明解决了通过本发明所述的半实物仿真系统模拟远程输入输出单元RIOM的发送和接收信号，可实现闭环控制，能够完成时序、间隔时间相关的组合性测试，能够完成对网络控制系统硬件测试项点的全覆盖；其提升了半实物仿真的有效利用率，满足机车、动车、城轨等不同车型的系统集成测试要求；同时，配置有自动化测试软件，可实现对网络控制全部设备的自动化测试，并生成测试报告，降低仿真测试人员的无效工作时间，提高对网络控制系统硬件的验证效率。

技术领域

本发明属于半实物仿真技术领域，涉及车载网络控制系统，具体为一种车载网络控制系统的半实物仿真系统。

背景技术

车载网络控制系统（TCMS），作为列车运行的大脑，具备完善、强大的列车控制功能，通过列车通信网络，将列车上多种控制器连接起来，对整车整体进行控制。随着科技进步，列车网络控制系统能够实现的功能越来越多，功能也越来越复杂，随之带来的是对列车网络控制系统设计和测试难度也越来越大。

现网络控制系统主要包含列车控制与监控功能、网络通信功能、牵引控制功能、辅助控制功能、制动控制功能和检修维护功能等，对TCMS系统进行测试，主要是考察MPU通过网络配合DDU和RIOM对不同车辆控制要求的适应性。

TCMS主要设备，包含网关GW，主控单元MPU，远程输入输出单元RIOM，显示屏DDU，牵引控制单元TCU，辅助控制单元ACU，制动单元BCU，其他控制单元（如无人驾驶控制单元）等。网络控制系统设备多，且存在连锁动作，地面关联调试难度大。对此开展半实物仿真测试研究，具有一定工程价值。目前，TCU、ACU、BCU真实硬件已在基于FPGA硬件的半实物仿真平台具备测试条件，与网络控制系统主要为通讯测试，GW、MPU、DDU、RIOM、无人驾驶控制器等硬件设备需有半实物平台实现测试，其中GW、MPU、DDU设备的相关半实物测试方法，已有专利中有所提及。

专利CN101963805B所提到的RIOM硬件设备因其有较多DI/DO、AI/AO，在CN101963805B中采用了真实的司控器、指示灯、板键开关等设备与RIOM对接模拟设备动作。设置硬件设备用于模拟RIOM的发送和接收信号，仅能进行单一动作的模拟，无法实现闭环控制，无法完成和时序、间隔时间相关的组合性测试，无法完成对网络控制系统硬件测试项点的全覆盖;其次，RIOM对接设备相对固定，更换RIOM板卡数量/通道后平台的适用性低，灵活度不足。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供了一种车载网络控制系统的半实物仿真系统。其提升了半实物仿真的有效利用率，满足机车、动车、城轨等不同车型的系统集成测试要求。同时，配置有自动化测试软件，可实现对网络控制全部设备的自动化测试，并生成测试报告，进一步降低仿真测试人员的无效工作时间，提高在实验室对网络控制系统硬件的验证效率。

本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种车载网络控制系统的半实物仿真系统，上位机、至少一台实时仿真机和实物控制器，每台实时仿真机配置至少一台分布式RIOM信号转接设备；

上位机由至少一台电脑组成，内置仿真模型开发软件、仿真监控管理软件和用于负责测试用例编辑及管理、测试执行与监控、生成测试报告的自动化测试软件；上位机通过以太网交换机与实时仿真机以及分布式RIOM信号转接设备建立连接；

当实时仿真机为一台时，实时仿真机包括机箱、CPU和可按约定通讯规约完成通讯数据的转换和收发的通讯板卡，上位机将仿真模型下载至CPU中，机箱中设置有至少四个插槽，CPU和通讯板卡均通过插槽固定在机箱中；当实时仿真机为大于一台时，实时仿真机包括机箱、CPU、通讯板卡和反射内存卡，机箱中设置有至少四个插槽，CPU、通讯板卡和反射内存卡均通过插槽固定在机箱中，所有实时仿真机的反射内存卡均通过反射内存交换机相连接；实时仿真机均通过车辆总线连接至实物控制器；