隨著國家城市化建設(shè)腳步的不斷發(fā)展，城市交通建設(shè)得到了全面的發(fā)展，地鐵作為軌道交通的一部分，近年來，引起了國家的重視。在不斷研究的過程中，地鐵列車技術(shù)日益完善，其中地鐵列車控制技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的單車微機(jī)控制發(fā)展成為列車網(wǎng)絡(luò)控制，發(fā)展至今，地鐵車輛網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)成為國家城市軌道交通車輛的關(guān)鍵技術(shù)之一。

隨著我國交運(yùn)列車向高運(yùn)載量、高速度和智能化方向發(fā)展，對(duì)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?、?shí)時(shí)性、安全性和可靠性提出了更高的要求。

一、什么是TCMS系統(tǒng)及VCU

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Train Control and Management System，TCMS)是負(fù)責(zé)處理和分配列車運(yùn)行中各種內(nèi)外數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。TCMS系統(tǒng)是車輛的神經(jīng)系統(tǒng)，列車中的各類設(shè)備、傳感器均使用MVB-EMD接口連入TCMS系統(tǒng)中。

車輛控制單元VCU作為TCMS的中央控制單元，具有車輛運(yùn)行控制、監(jiān)視以及MVB總線通信調(diào)度功能。

二、某地鐵TCMS系統(tǒng)VCU測(cè)試

待測(cè)系統(tǒng)介紹

某地6號(hào)線地鐵列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）車輛控制單元VCU軟件測(cè)試工作，采用凱云科技ETest半實(shí)物仿真測(cè)試系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)和開發(fā)了TCMS系統(tǒng)的HMI人機(jī)接口單元模擬界面，通過模擬TCMS系統(tǒng)上的傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)與信號(hào)，驅(qū)動(dòng)VCU的動(dòng)態(tài)運(yùn)行，完成了對(duì)車輛控制單元VCU的功能、性能、接口、可靠性等測(cè)試工作，為VCU裝車完成后的整車試車打下了良好的基礎(chǔ)。

圖1：TCMS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

測(cè)試環(huán)境搭建

1. 創(chuàng)建連接拓?fù)鋱D

實(shí)現(xiàn)對(duì)TCMS系統(tǒng)的VCU設(shè)備測(cè)試，需要模擬出TCMS系統(tǒng)中傳輸?shù)母黝愋盘?hào)，同時(shí)也要建立人機(jī)接口單元HMI的模擬的界面，測(cè)試環(huán)境拓?fù)淙缦聢D所示。

圖2：VCU測(cè)試環(huán)境拓?fù)?/p>

2. 測(cè)試環(huán)境的原理

通過串口轉(zhuǎn)MVB總線的板卡，將MVB總線上傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行端口的數(shù)據(jù)，上位機(jī)軟件采用ETestDEV設(shè)計(jì)開發(fā)，用于模擬TCMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及實(shí)現(xiàn)HMI的模擬人機(jī)交互界面。上位機(jī)軟件提供更新的數(shù)據(jù)給VCU。同時(shí)，VCU發(fā)送給TCMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，上位機(jī)軟件負(fù)責(zé)翻譯并顯示在接收界面。

圖3：VCU測(cè)試系統(tǒng)原理

3. 創(chuàng)建通信協(xié)議

在ETest的ETL語言中，對(duì)協(xié)議的描述是其重要的組成部分，ETest提供了總線通信協(xié)議描述的文本化機(jī)制和圖形化機(jī)制，下圖所示為利用ETest所開發(fā)的總線協(xié)議描述界面。在TCMS網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用協(xié)議描述中存在著大量的位定義字段，同時(shí)也需要將WORD16、INTEGER8等類型通過比例變換轉(zhuǎn)換為有意義的物理含義，ETest均在協(xié)議描述和解析中實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的功能，使得協(xié)議開發(fā)與解析的效率得到大幅提高。

圖4：通信協(xié)議的圖形化描述

圖5:?通信協(xié)議的程序化描述

4.UI界面設(shè)計(jì)

利用ETest開發(fā)的TCMS測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，需要利用ETest集成開發(fā)環(huán)境開展總線交聯(lián)關(guān)系圖建模、協(xié)議描述、測(cè)試腳本開發(fā)等過程，ETest將這個(gè)過程高度集成在統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境中，下圖所示為利用ETest所建立面向VCU的測(cè)試系統(tǒng)工程，當(dāng)前頁顯示為DCUM（牽引控制）單元在TCMS中產(chǎn)生的各類信息顯示頁面。?

圖6:?UI設(shè)計(jì)界面

測(cè)試執(zhí)行

ETest完成測(cè)試工程開發(fā)后，可打包形成VCU專用的測(cè)試系統(tǒng)，如下圖所示。該VCU測(cè)試系統(tǒng)具有25項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容，可完成對(duì)牽引控制（DCUM）、輔助逆變系統(tǒng)（DCUA）、車門控制系統(tǒng)（EDCU）、制動(dòng)控制系統(tǒng)（BCU）、煙火報(bào)警系統(tǒng)（FDS）等設(shè)備信息以及各類IO信號(hào)的仿真模擬。當(dāng)需要對(duì)牽引控制（DCUM）、輔助逆變系統(tǒng)（DCUA）等單元進(jìn)行測(cè)試時(shí)，也可以對(duì)該測(cè)試系統(tǒng)稍加改造完成。?

圖7:?測(cè)試執(zhí)行圖

三、方案總結(jié)

√

基于ETest，測(cè)試組（3人）僅僅利用了一周的時(shí)間，快速開發(fā)出了TCMS系統(tǒng)VCU的專用測(cè)試設(shè)備 ；

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利用ETest提供的測(cè)試腳本開發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)了大量的測(cè)試需求的自動(dòng)化測(cè)試工作；

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大幅提高了TCMS系統(tǒng)的測(cè)試效率和測(cè)試質(zhì)量；

√

可擴(kuò)展性強(qiáng)，并有效保證測(cè)試的充分性。

ETest可廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備、工業(yè)控制、汽車電子、儀器儀表等各行業(yè)測(cè)試工裝、測(cè)試儀器等設(shè)備的研發(fā)。具有應(yīng)用范圍廣、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、開發(fā)效率高、使用簡單、易于擴(kuò)展、國產(chǎn)自主等特點(diǎn)，支持各種國產(chǎn)CPU+國產(chǎn)操作系統(tǒng)的部署方案，同時(shí)兼容Windows、linux、Mac等多種操作系統(tǒng)。