面向互联互通的全自动运行系统测试方案

任宁宁，杜江红

(1. 北京城市轨道交通咨询有限公司, 北京 100068；2. 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）

1 概述

城市轨道交通全自动运行线路的控制系统依赖于信号、车辆、通信、综合监控等各个专业系统的联动，在列车的全自动运行控制中，信号系统是其核心系统。北京轨道交通燕房线是全自动运行系统国家自主创新示范工程，是国内第一条拥有完全自主知识产权的全自动运行轨道交通线路，实现中国版FAO 在列车全自动运行、综合自动化行车管控。

本文面向互联互通的全自动运行系统的特点，结合燕房线项目提出 FAO 系统互联互通测试方案。

2 燕房线工程项目简介

北京轨道交通燕房线作为国内首条自主化的全自动运行系统，首次自主研发列车无人驾驶技术。建立了操控列车、服务乘客、感知环境以及应急处置的驾驶任务模型，攻克了列车休眠唤醒、雨雪模式控制、障碍物脱轨检测、远程复位重投等技术，实现全时段全天候列车无人驾驶。创新研发了FAO 行车综合自动化调度管控技术，实现信号和综合监控的深度集成。攻克了FAO 的多专业协同控制、应急联动、智能运维等技术，实现控制中心对在途列车实时监控及乘客的远程服务。提升全过程智能管控能力，应急处置时间降低30%。首次研发全系统全生命周期RAMS 保障技术。采用全系统顶层设计、逐层分配、失效模式分析等方法，提出差模多样化冗余机制，构建室内测样、样板段联调、试运行等全过程验证确认体系。首次通过全系统RAMS 评估，保障燕房线全自动运行系统示范工程高水平开通。

3 全自动运行系统测试平台

全自动运行系统测试平台主要由FAO 最小系统、平台适配层及测试平台层构成，如图1 所示。

图1 全自动运行系统组成框图Fig.1 Block diagram for the composition of FAO system

1） FAO 最小系统：标准FAO 系统或被测FAO系统。

2）平台适配层：适配不同FAO 信号系统，主要为联锁、车载；TIAS 接口适配及倒切。

3）测试平台层：线路仿真、车辆仿真、通信系统。

测试线路数据选用北京新机场线和北京3、12、17、19 测试线路。线路包括5 个控区，5 个车站以及4 个区间。线路有固定限速，有坡度，弯道能够全面的模拟整个线路的环境，满足跨控区、站前/站后折返条件、设置区间信号机的长大区间（需要设置信号机的区间），同时可以验证系统所有功能，满足系统测试需求。线路数据与现场数据保持一致，真实、可靠。

4 全自动运行系统测试方案

4.1 测试范围

互联互通全自动运行系统测试范围主要包括《城市轨道交通全自动运行系统规范》（T/CAMET 04017—2019）、《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统（CBTC）互联互通系统规范》（T/CAMET 04010）、《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统（CBTC）互联互通接口规范》（T/CAMET 04011）中要求的基本功能和线路自身功能特点。

4.2 测试策略

1) 厂商完成互联互通FAO 系统功能测试

A、B、C、D、E 5 个信号厂商完成43 个场景下的功能测试，如图2 所示。

2) 互联互通FAO 共线测试

共线测试是指不同信号厂商车载设备在相同的线路环境上进行FAO 测试。

A、B、C、D、E 5 个信号厂商在北京新机场线的地面设备完成43 个场景下的功能测试，示意图如图3 所示。

图3 互联互通FAO共线测试示意图Fig.3 Schematic diagram of interconnectivity FAO common channel test

3) 互联互通FAO 跨线测试

跨线测试是指不同信号厂商车载设备在不同的地面设备上进行FAO测试，示意图如图4 所示。

图4 互联互通FAO跨线测试示意图Fig.4 Schematic diagram of interconnectivity FAO cross-line test

A、B、C、D、E 5 个信号厂商分别在其他厂商的地面完成43 个场景下的功能测试。

4.3 测试内容

测试内容主要分为功能测试、数据测试、接口测试和其他测试。

功能测试是将多个可独立运行的单产品控制系统在实验室内集成在一起，组成功能完整的多产品控制系统后，验证各单产品之间的接口及系统整体的功能、性能符合相关的国家、行业标准及用户需求。数据测试是对各个单产品控制系统之间接口数据的完整性及各单产品配置数据的逻辑一致性进行测试，寻找与工程设计需求不相符的工程配置数据。接口测试是用于检测子系统与子系统之间数据的交换，传递和控制管理过程，以及系统间的相互逻辑依赖关系等测试。其他测试主要测试信号系统外的其他子系统，具体测试内容如图5 所示。

图5 互联互通FAO测试内容Fig.5 Interconnectivity FAO test content

4.4 验收标准

选取A、B、C、D、E 5 家信号厂商的地面数据进行跨线测试，5 家车载在该线路上进行共线运行，如图6 所示，应能保持模式不降级通过跨线边界，互联互通FAO 全部可测功能部分均通过测试，达到课题验收目标。

图6 互联互通FAO验收测试示意图Fig.6 Schematic diagram of interconnectivity FAO acceptance test

5 结语

基于互联互通的全自动运行系统测试平台是国内首个且唯一具有FAO 核心系统（包含信号、车辆、LTE、综合监控等）功能、接口测试能力及进行FAO 运营服务培训能力的综合型实验室，将为我国具有自主知识产权的FAO 系统提供良好的发展平台和技术支撑。目前，全自动无人驾驶系统的互联互通正在进行二期测试，该篇文章提出的测试方案对于实现互联互通的FAO 科研验收有重要的指导意义。