CTCS-3级列控中心仿真器建立及功能测试

邓紫阳

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043）

列控中心（TCC）是结合我国铁路具体特点，借鉴欧洲应答器系统来满足CTCS-2级技术要求创造性发明的车站安全设备。

目前，国内对列控中心的研究主要以现场设备单元测试和既有线列控中心系统级测试为主。与CTCS-3级列控系统中其他设备进行的集成测试和与列控系统的系统测试的缺少是目前的列控中心测试中的主要问题。

CTCS-3级列控仿真系统建设中，列控中心是地面设备的重要组成部分，作为CTCS-3后备系统，配合无线闭塞中心（RBC）完成各场景的测试仿真。搭建CTCS-3级列控仿真测试平台，列控中心负责轨道电路占用信息的低频编码报文转发、临时限速报文发送和接发车进路报文发送等功能。列控中心以列车定位以及通信数据处理和传输为基础，其运算结果以通信报文的形式发送给地面其他设备单元，子系统影响列控系统的运行效率以及行车安全，在系统中负责数据的安全传输。

1 列控中心系统相关介绍

CTCS-3级列控系统与列控中心直接交互的设备系统结构如图1所示[1]，主要包括列控中心、计算机联锁（CBI）、临时限速服务器、微机监测、LEU应答器系统、ZPW-2000轨道电路设备等。

列控中心通过本地局域网与本站其他地面信号设备交互，当列车在区间和站内行驶,列控中心实时工作，确保安全通信和信息可靠，保障列车运行安全，其通信逻辑如图2所示。

2 列控中心仿真器实现

2.1 基于软件生命周期的开发模式

软件生命周期涉及从初始概念到软件产品，以及产品使用和维护阶段的软件开发过程[2]。任何软件开发生命周期都可以描述成如图3所示的模型。

2.2 列控中心仿真器详细设计

在其他仿真器的配合下，仿真即模拟列控中心信息交互过程，并将数据经处理后图形显示。建立列控中心仿真器，与列控系统其他仿真器建立连接，绑定源IP与端口号，对输入的数据进行处理，最后通过对应端口将处理数据发送。

依据图2所示，列控中心仿真器的基本算法如图4所示，系统启动后，载入本站相关的码位表（MWB）、进路表和站场信息，监测各自端口的数据缓冲区并处理新到消息，通过数据组帧分别发送至其他仿真器中。

2.3 列控中心仿真器实现

仿真器采用C++builder作为编程语言，C++builder中将显示一个窗体作为设计的基础[3]。在程序编译器中，C++builder将窗体说明为一个新的类型，并同时在与窗体相关联的库单元中生成了创建这个新窗体类的程序代码。

与其他仿真器设定连接方式之后，开始运行列控中心仿真器，仿真器流程如图5所示。

2.4 仿真器功能测试

2.4.1 测试方法

质量保证是软件的生命，而软件测试又是质量保证的重要手段。因此，软件测试应该贯穿于应用软件开发过程的始终[4]。

测试并不仅仅是为了要找出错误，通过分析错误产生的原因和错误的分布特征，可以帮助软件设计者发现当前所采用的软件过程的缺陷，以便改进；而没有发现错误的测试也是有价值的，完整的测试是评定软件质量的一种方法。测试层次与软件开发的关系如图6所示，根据实际情况的需求，所选取测试层次可有所不同。

2.4.2 案例测试

针对单元测试和集成测试设计相关测试案例，测试案例对应于系统模型中的功能层，为之后的系统测试等积累原始数据。

CTCS-3列控系统在集成测试中，测试案例针对列控中心的要求主要集中在列控中心与其他子系统间的信息交互，以及轨道电路编码计算的测试等。集成测试包括地面各设备仿真器，以实验数据为依据。测试案例具体步骤如下。

子案例1：徐州东站内发车准备；子案例2：车站发车；子案例3：出站CTCS-2级转CTCS-3级；子案例4：线路限速（普通桥梁）；子案例5：临时限速（施工区）；子案例6：自动过分相；子案例7：RBC切换；子案例8：OS行车（可选）；子案例9：通信故障降级（可选）；子案例10：应答器故障降级（可选）；子案例11：宿州东站内接车。案例执行顺序如图7所示。

列控中心用户监测界面包括：与各个仿真器通信状态、通信信息内容；进路信息内容及状态；占用信息内容显示；临时限速信息内容及状态。包括数据内容显示和图形线路、站场显示两大部分，测试过程中仿真器监视界面如图8所示。

在测试过程中，通过系统生成显示、人工排查等对信息处理结果进行对比分析。如表1所示，可以不断完善仿真器系统中存在的问题，及早发现并给予改正。

表1 测试用例说明

2.4.3 测试案例分析

在案例测试中，列控中心仿真器完成了CTCS-3级列车控制系统中对单车的集成测试，以后要实现列车群环境测试。在测试中，通过列控中心仿真器监测界面对仿真器功能进行验证。在测试功能完成的基础上，仿真器通过监测界面对地面其他仿真器错误报文和通信中断进行报警提示。

[1]铁道部运输局.CTCS-3级列控系统技术创新总体方案[S].

[2] Claude Girault Rudiger Ualk.系统工程Petri网建模、验证与应用指南[M].王生原，余鹏，霍金键，译.北京：电子工业出版社，2005.

[3]朱少民，左智.软件过程管理[M].北京：清华大学出版社，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.