高速铁路列控系统试验测试计划编制现状与展望

王秀旗，张志宇，许翔，于凯，王克强，李景绘，高光亮

（中国铁道科学研究院集团有限公司 通信信号研究所，北京 100081）

1 列控系统试验测试计划

我国高速铁路联调联试及动态检测列控系统试验（简称列控系统试验）采用试验列车或综合检测列车，在实际运行状态下，对高速铁路列控系统的总体功能、安全性需求以及系统间匹配关系进行的综合测试、调整与优化[1]。由于列控系统的高安全性及完善度等级要求[2]，联调联试应由独立于开发者和用户的第三方专业人员使用规定的标准、方法和工具进行测试[3]，并依据测试结果对被测系统的功能符合度、安全性等进行客观评价[4]。

在中国列车运行控制系统（CTCS）-2/3级列控系统试验过程中[5]，列控系统试验测试计划（简称测试计划）的前期准备及编制工作是非常重要的环节[6]。

（1）各站测试进路的编制。在列控系统试验开始前，参试人员根据测试大纲规定的测试范围、测试需求，对设计院发布的车站进路数据表进行核对并逐站编制测试进路（见图1）。在高速铁路列控系统动态检测过程中，要求对每个待测车站进行进路全遍历，区间进行正反向拉通测试。测试进路的准确性、完整性直接关系到整个列控系统试验的有效性、全面性[7]。

（2）测试案例的编制。在列控系统试验开始前，参试人员根据正式的设计文件、列控工程数据表、试验大纲等材料，结合现场实际情况，有针对性地选点编制相应的信号测试场景案例（见图2）。

（3）临时限速的编制。在列控系统试验开始前，参试人员根据正式的设计文件、列控工程数据表、试验大纲、临时限速服务器（TSRS）管辖范围说明等材料编制临时限速（见图3）。

图1 测试进路表（截取）

图2 测试案例表（截取）

图3 临时限速表（截取）

（4）测试计划的编制。测试计划是将各站的测试进路、测试场景案例、临时限速等内容高效、准确地安排至列车实际走行进路中。对于新建线路，测试计划的编制工作通常是在列控系统试验正式检测前1周开始，既能保证测试计划达到相应的测试目的，又可避免由于现场情况变化而出现重复编制测试计划的情况。对于既有改造线路，为尽可能减少现场试验对实际运营的影响，测试计划需要尽早提报联调联试指挥部，以便各相关部门做好充分的准备工作。因此，测试计划编制既要保证时效性与准确性，又要保证现场测试工作的可操作性。测试计划表见图4。

图4 测试计划表（截取）

2 测试计划编制现状

2.1 编制流程

目前列控系统试验测试计划的编制主要步骤如下[8]：

（1）初步了解线路设计情况；

（2）底图绘制：根据设计院提供的信号平面图（CAD），采用Visio软件绘制相应的线路平面简图；

（3）编制测试进路；

（4）编制测试案例；

（5）编制临时限速；

（6）预排测试计划；

（7）现场对接调整、修改测试计划并实施，直至所有测试内容满足大纲要求。

测试计划编制流程见图5。

图5 测试计划编制流程

2.2 编制软件

随着联调联试及动态检测工作量的增加，以往的工作模式已不能满足需求，需要新的工具来改进工作方式、提高工作效率，因此结合现阶段的工作内容、现场情况及线路数据，不断总结、探索、自主研发了相关软件[9]。

2.2.1 基于Excel VBA的测试进路筛选软件

Visual Basic for Applications（VBA）是Visual Basic的一种宏语言，基于VBA的测试进路筛选软件将所筛选车站始、终端信号机名称填写到指定区域[10]，并写入线别描述（见图6）。点击“查找”按钮进行查找，得到如图1所示的测试进路。

图6 测试进路筛选软件界面

2.2.2 列车控制中心（TCC）临时限速编制软件

在试验中TCC边界临时限速是必须测试的项目，本软件基于Excel VBA语言实现了读取数据信息表获取线路数据查找TCC边界，并按照固有格式将编制好的临时限速输出等功能。TCC临时限速编制软件界面见图7。

图7 TCC临时限速编制软件界面

2.2.3 计划管理系统

计划管理系统是测试计划编制、管理的重要工具，在编制测试计划方面尤为突出，计划管理系统主要包含 4部分[11]：

（1）计划表。测试计划编辑管理区，按照固定的方式方法编制测试计划。

（2）测试进路表。录入试验大纲中规定的各站测试进路。

（3）场景表。录入试验大纲中规定的测试场景、案例。

（4）限速表。录入试验大纲中规定的临时限速。

计划管理系统主要包含如下功能：

（1）录入功能。将计划表中已完成的测试序列在测试进路表中标记为绿色，表示通过；待进行的测试进路标记为黄色；暂未纳入计划的测试进路不进行着色。用不同的颜色标记可以实时地掌握测试项目进展情况，最终保证测试项目的完整性。测试场景、临时限速同理。标记过的测试进路表界面见图8。

图8 标记过的测试进路表界面

（2）文字输出功能。计划管理系统可将已经排列完成的测试序列（由1个或多个站的进路组成）按照固定的格式以文字形式输出并以Word文件保存（见图9）。

图9 计划管理系统输出的文字描述

（3）校验功能。可对计划表中排列好的测试序列进行逻辑校验，以保证测试序列的准确性。

3 新版计划管理系统总体规划及功能

现有的测试计划编制软件虽然拥有重要的基础功能，能为测试计划的编制提供诸多便利，但在实际工作运用中依然存在不足，需要功能更加完善的编制软件来辅助开展编制工作，为更快、更好地完成测试计划编制任务保驾护航。开发一套功能更加强大的计划管理系统已成为亟待完成的工作。

3.1 系统总体规划

新版计划管理系统的设计重点在于减少人为干预，最大限度地避免参试人员在一些重复工作上浪费时间和精力，为列控系统试验前期准备与现场编制工作，以及测试计划的完整性、合理性提供保障[12]。

3.2 系统功能

新版计划管理系统主要包含12个功能模块（见图10）。

图10 新版计划管理系统主要功能模块

（1）数据标准化模块。数据标准化模块的核心作用是将列控工程数据表（车站进路数据表、分相信息表、线路数据表、线路速度表、坡度表、应答器数据表等）的数据格式统一，并根据每个表的不同数据维度建立数据库，为计划管理系统后续的调用、取值、计算、逻辑关系的判定、测试进路的生成等提供便利[13]。

（2）底图自动绘制模块。根据设计院提供的CAD工程图纸，解析CAD文件的图元数据信息，并对图元信息进行筛选，形成点阵集合，存储于数据库，再根据Visio底图的特点结合Office软件提供的相关接口绘制Visio底图。

（3）测试进路生成模块。测试进路自动生成功能以现有测试序列筛选软件的算法为基础进行完善，例如在处理站场咽喉区有多个进路信号机的站型时，测试序列筛选软件就需要人工干预将输出的测试进路进行修改完善[14]。此类站型的列车进路可能由2段甚至3段数据来分别描述，因此亟需改进现有测试序列筛选软件的算法以适应更加复杂的站型。

（4）临时限速校验模块。临时限速是列控系统试验中的重要组成部分，但对于临时限速的测试重点却需要按线路实际情况而定，线路的复杂程度直接决定临时限速服务器数据配置的复杂程度，越复杂的线路，数据配置越容易出错。对于复杂的线路，人工拟定临时限速也是一个老大难问题，因此设计该模块旨在利用临时限速校验模块对已编制完成的临时限速进行核对，以免出错。

（5）测试序列自动预排模块。测试序列自动预排模块就是将各站所有的测试进路在条件理想化、时间最优化、人车充足的条件下自动生成测试序列，以代替人工预排。联调联试正式开始前，指挥部通常需要一个理想化的测试序列表，以进行工作量细化并做好前期准备工作。但联调联试开始后，现场情况跟前期相比可能会有所变化，试验不能按照之前的理想计划进行，计划编制人员就需要根据现场实际情况重新编制测试计划。设计该模块的主要目的就是为了减少参试人员在这方面的工作量。

（6）测试进路图自动生成模块。测试进路图自动生成模块可为每个测试序列添加对应的测试进路示意图，以帮助参试人员更加清晰直观地了解测试目的。

（7）测试情况统计模块。该模块通过计划员对已完成的进路数、总体未完成的进路数、各站未完成的进路数、待复测的进路数、测试百分比、预期天数等相应数据进行整理、录入，从而对整个项目的测试情况进行记录、统计、跟踪。其主要目的是为了方便日后统计、分析、追溯等。

（8）文字输出模块。在列控系统测试期间，由于不同参试部门对测试序列的格式以及描述方法的要求各不相同，从而需要手动修改测试计划。设计该模块的目的是可以自定义文字描述的格式，以便适用于各部门，最终实现减少工作量、提高工作效率的目的。

（9）校验模块。数据校验模块可对测试序列进行校验，主要包含以下3个功能：

①逻辑校验。以日计划为界限、以列次为单元、以车站进路为单位，校验列次中各车站进路的合法性、日计划中各列次的合法性以及日计划整体的合理性（多车进路干扰校验）。

②内容校验。是对测试序列的内容合理性进行校验，例如停车位置是否合理、临时限速是否包含在列车运行区段内、试验场景是否包含在列车运行区段内等。

③多车进路干扰校验。是以日计划为界限，针对一日多车测试进行的校验。多车试验中，同一时间列车的进路冲突在所难免，如果交路冲突过多会影响试验效率，既增加了试验列车运行图的编制难度，又延长了调度员、试验人员等参试人员的测试时间。该功能的主要的目的是为了提高测试计划的合理性。

（10）试验复核模块。该模块将试验电报、测试计划导入系统，系统根据测试日报中当日试验完成情况生成相应的标识，自动进行标记，从而减少人为标记所造成的失误。虽然不同联调联试指挥部发布的运输组织方案中，有关列车进路的描述术语略有不同，但可以通过关键字识别的方式，将反馈的结果通过测试序列录入该模块，实现试验复核功能。

（11）日志记录模块。该模块可以记录计划管理系统中各模块间数据的交互信息，同时还可以监听计划管理系统中发生的事件。用户可以通过它查找错误产生的原因及定位发生异常的位置。该模块是计划管理系统运行过程的录像，对日后测试数据的统计与分析、异常问题的处理、软件的升级等至关重要。

（12）系统帮助模块。可以快速获取常见问题的解决方案和操作说明，提高系统用户体验，降低使用难度。

4 结束语

基于高速铁路联调联试及动态检测列控系统试验测试计划编制流程，分析测试计划编制过程中的重点和难点，介绍基于Excel VBA的计划管理系统及辅助软件，提出并描述新版计划管理系统的设计思路及功能模块，为后续工作开展提供思路。计划管理系统应提升到一个新的阶段，因而设计开发出更快速、更高效、更准确、更完整、更合理的测试软件将是下一步的主要目标。