鄧紫陽(yáng)

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043）

列控中心（TCC）是結(jié)合我國(guó)鐵路具體特點(diǎn)，借鑒歐洲應(yīng)答器系統(tǒng)來(lái)滿足CTCS-2級(jí)技術(shù)要求創(chuàng)造性發(fā)明的車站安全設(shè)備。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)列控中心的研究主要以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備單元測(cè)試和既有線列控中心系統(tǒng)級(jí)測(cè)試為主。與CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中其他設(shè)備進(jìn)行的集成測(cè)試和與列控系統(tǒng)的系統(tǒng)測(cè)試的缺少是目前的列控中心測(cè)試中的主要問(wèn)題。

CTCS-3級(jí)列控仿真系統(tǒng)建設(shè)中，列控中心是地面設(shè)備的重要組成部分，作為CTCS-3后備系統(tǒng)，配合無(wú)線閉塞中心（RBC）完成各場(chǎng)景的測(cè)試仿真。搭建CTCS-3級(jí)列控仿真測(cè)試平臺(tái)，列控中心負(fù)責(zé)軌道電路占用信息的低頻編碼報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)、臨時(shí)限速報(bào)文發(fā)送和接發(fā)車進(jìn)路報(bào)文發(fā)送等功能。列控中心以列車定位以及通信數(shù)據(jù)處理和傳輸為基礎(chǔ)，其運(yùn)算結(jié)果以通信報(bào)文的形式發(fā)送給地面其他設(shè)備單元，子系統(tǒng)影響列控系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及行車安全，在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的安全傳輸。

1 列控中心系統(tǒng)相關(guān)介紹

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與列控中心直接交互的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]，主要包括列控中心、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）、臨時(shí)限速服務(wù)器、微機(jī)監(jiān)測(cè)、LEU應(yīng)答器系統(tǒng)、ZPW-2000軌道電路設(shè)備等。

列控中心通過(guò)本地局域網(wǎng)與本站其他地面信號(hào)設(shè)備交互，當(dāng)列車在區(qū)間和站內(nèi)行駛,列控中心實(shí)時(shí)工作，確保安全通信和信息可靠，保障列車運(yùn)行安全，其通信邏輯如圖2所示。

2 列控中心仿真器實(shí)現(xiàn)

2.1 基于軟件生命周期的開發(fā)模式

軟件生命周期涉及從初始概念到軟件產(chǎn)品，以及產(chǎn)品使用和維護(hù)階段的軟件開發(fā)過(guò)程[2]。任何軟件開發(fā)生命周期都可以描述成如圖3所示的模型。

2.2 列控中心仿真器詳細(xì)設(shè)計(jì)

在其他仿真器的配合下，仿真即模擬列控中心信息交互過(guò)程，并將數(shù)據(jù)經(jīng)處理后圖形顯示。建立列控中心仿真器，與列控系統(tǒng)其他仿真器建立連接，綁定源IP與端口號(hào)，對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后通過(guò)對(duì)應(yīng)端口將處理數(shù)據(jù)發(fā)送。

依據(jù)圖2所示，列控中心仿真器的基本算法如圖4所示，系統(tǒng)啟動(dòng)后，載入本站相關(guān)的碼位表（MWB）、進(jìn)路表和站場(chǎng)信息，監(jiān)測(cè)各自端口的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)并處理新到消息，通過(guò)數(shù)據(jù)組幀分別發(fā)送至其他仿真器中。

2.3 列控中心仿真器實(shí)現(xiàn)

仿真器采用C++builder作為編程語(yǔ)言，C++builder中將顯示一個(gè)窗體作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)[3]。在程序編譯器中，C++builder將窗體說(shuō)明為一個(gè)新的類型，并同時(shí)在與窗體相關(guān)聯(lián)的庫(kù)單元中生成了創(chuàng)建這個(gè)新窗體類的程序代碼。

與其他仿真器設(shè)定連接方式之后，開始運(yùn)行列控中心仿真器，仿真器流程如圖5所示。

2.4 仿真器功能測(cè)試

2.4.1 測(cè)試方法

質(zhì)量保證是軟件的生命，而軟件測(cè)試又是質(zhì)量保證的重要手段。因此，軟件測(cè)試應(yīng)該貫穿于應(yīng)用軟件開發(fā)過(guò)程的始終[4]。

測(cè)試并不僅僅是為了要找出錯(cuò)誤，通過(guò)分析錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因和錯(cuò)誤的分布特征，可以幫助軟件設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)當(dāng)前所采用的軟件過(guò)程的缺陷，以便改進(jìn)；而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的測(cè)試也是有價(jià)值的，完整的測(cè)試是評(píng)定軟件質(zhì)量的一種方法。測(cè)試層次與軟件開發(fā)的關(guān)系如圖6所示，根據(jù)實(shí)際情況的需求，所選取測(cè)試層次可有所不同。

2.4.2 案例測(cè)試

針對(duì)單元測(cè)試和集成測(cè)試設(shè)計(jì)相關(guān)測(cè)試案例，測(cè)試案例對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)模型中的功能層，為之后的系統(tǒng)測(cè)試等積累原始數(shù)據(jù)。

CTCS-3列控系統(tǒng)在集成測(cè)試中，測(cè)試案例針對(duì)列控中心的要求主要集中在列控中心與其他子系統(tǒng)間的信息交互，以及軌道電路編碼計(jì)算的測(cè)試等。集成測(cè)試包括地面各設(shè)備仿真器，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)。測(cè)試案例具體步驟如下。

子案例1：徐州東站內(nèi)發(fā)車準(zhǔn)備；子案例2：車站發(fā)車；子案例3：出站CTCS-2級(jí)轉(zhuǎn)CTCS-3級(jí)；子案例4：線路限速（普通橋梁）；子案例5：臨時(shí)限速（施工區(qū)）；子案例6：自動(dòng)過(guò)分相；子案例7：RBC切換；子案例8：OS行車（可選）；子案例9：通信故障降級(jí)（可選）；子案例10：應(yīng)答器故障降級(jí)（可選）；子案例11：宿州東站內(nèi)接車。案例執(zhí)行順序如圖7所示。

列控中心用戶監(jiān)測(cè)界面包括：與各個(gè)仿真器通信狀態(tài)、通信信息內(nèi)容；進(jìn)路信息內(nèi)容及狀態(tài)；占用信息內(nèi)容顯示；臨時(shí)限速信息內(nèi)容及狀態(tài)。包括數(shù)據(jù)內(nèi)容顯示和圖形線路、站場(chǎng)顯示兩大部分，測(cè)試過(guò)程中仿真器監(jiān)視界面如圖8所示。

在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)系統(tǒng)生成顯示、人工排查等對(duì)信息處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。如表1所示，可以不斷完善仿真器系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，及早發(fā)現(xiàn)并給予改正。

表1 測(cè)試用例說(shuō)明

2.4.3 測(cè)試案例分析

在案例測(cè)試中，列控中心仿真器完成了CTCS-3級(jí)列車控制系統(tǒng)中對(duì)單車的集成測(cè)試，以后要實(shí)現(xiàn)列車群環(huán)境測(cè)試。在測(cè)試中，通過(guò)列控中心仿真器監(jiān)測(cè)界面對(duì)仿真器功能進(jìn)行驗(yàn)證。在測(cè)試功能完成的基礎(chǔ)上，仿真器通過(guò)監(jiān)測(cè)界面對(duì)地面其他仿真器錯(cuò)誤報(bào)文和通信中斷進(jìn)行報(bào)警提示。

[1]鐵道部運(yùn)輸局.CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新總體方案[S].

[2] Claude Girault Rudiger Ualk.系統(tǒng)工程Petri網(wǎng)建模、驗(yàn)證與應(yīng)用指南[M].王生原，余鵬，霍金鍵，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[3]朱少民，左智.軟件過(guò)程管理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[4] Gallasch G，Kristensen A M.Comms/CPN：A Communication Infrastructure for External Communication with Design/CPN,Third Works hop and Tutorial on Practical Use of Colored Petri Nets and the CPN Tools August 29-31，2001[C]，Denmark ：Aarhus.