CATIA ControlBuild 在铁路信号控制系统中的应用.docx

CATIA ControlBuild 在铁路信号控制系统中的应用 减少现场测试的时间和成本最大的困难在于安全系统（分布在网络上的电子控制单元）与原有的安全信号系统的连接和集成，这些系统响应时间和输入数据都不同。 巴黎地铁已有110多年历史 传统测试通常在夜间交通关闭时进行。要完成现场测试，需要大量的时间（大约1000个晚上）和人力资源（测试工程师、司机和交通操作员）。RATP考虑可交换性，将其定位为通用OCTYS项目。该策略要求灵活性，确保系统支持多个供应商，考虑成本效率。因此，可用于规范定义、验证和培训的基于新的“虚拟化”概念的方法和工具变得非常重要。为符合OCTYS系统的要求，RATP启动“系统集成和鉴定测试平台”（BIQS）项目。该项目采用特定方法和工具，应用到OCTYS等复杂系统，使系统集成和鉴定阶段更加高效。 OCTYS硬件架构 关键问题是如何将OCTYS系统与现有的线路中的设备、本地控制站和中央控制连接起来。 场景下的OCTYS OCTYS是由多个计算机组成的分布式体系结构，通过通信系统（一个专用的现场网络和一个列车无线电网络）相互连接。OCTYS由5个模块组成： PAE：列车嵌入自动驾驶仪（一个列车电子计算机单元） MES：与线路设备有接口的远程I / O模块（铁路、信号、开关） PAS：地面自动驾驶仪（每个管理物理线路上的一部分） FRONTAM：OCTYS和线路中央控制之间的接口 STD：智能通信系统管理 集成和鉴定需要 BIQS平台的主要目标： 改善集成阶段工作，在实验平台上使用测试管理搭建和验证新的线路 在其生命周期内监控OCTYS系统（操作和维护活动），支持查找和协助诊断 测试和验证系统的未来的改进和更改 支持可交换性 系统鉴定平台的目标和任务： 考虑实时约束和典型行为，仿真整线的能力 集成不同模型并执行联合仿真（火车、线路、交通、信号、安全规则，自动驾驶仪）的能力 不需要繁重的重新配置工作，即可与实际目标机交换目标模型的能力 模拟数据传输系统能力 通过故障引入获得系统功能退化模式的能力 在自动模式及交互模式下集成测试用例的能力 配置线路具有灵活性和扩展性的能力 提供HMIs便于分析的能力 重放记录的事件的能力 所有这些能力合在一起体现了RATP项目的重大创新。由于OCTYS有很多制造商参与，每个制造商只看到系统的一部分，而且接口不标准只支持其服务部分。基于现场实际线路情况，系统部件的最终集成仍需在现场测试阶段完成。此外，实现这样的集成和鉴定平台需要汇集来自不同参与者的知识，参与者包括控制系统专家、仿真专家、能够处理复杂组织和系统的管理人员等。因此，测试台的主要需求分为3类： 支持集成和验证 支持系统维护 鉴定新供应商资格，符合OCTYS可交换性的要求 支持集成和确认 目的是通过离线验证系统，减少现场鉴定时间，避免操作中断。 支持系统维护 一个主要目的是维护系统的运行，并利用记录的数据（黑箱）来查找在开发过程中出现异常的根本原因。其目的是剥离事故，分析记录的事件，并使用友好的HMIs和工具来可视化/检查它们。此类服务可以自动创建场景（测试向量），以便在测试台上回放实时情况。 鉴定新的服务商，符合OCTYS可交换需求 在将其添加到兼容的OCTYS设备的参考列表之前，BIQS 平台帮助鉴定新制造商目标产品。经过标准测试集测试，最终和预期结果都应相互匹配: 对新目标产品应用标准测试过程，测试结果自动与预期结果进行比较。 BIQS硬件架构 为满足集成和验证的需要，BIQS平台鉴定系统需要模拟完整的OCTYS系统环境，以容纳整个系统的电子控制单元，并允许运行测试用例。这个完整的环境包括信号、线路和火车，以及所有的OCTYS安全和控制功能，均用ControlBuild进行建模和仿真。在线路模型上添加自动测试脚本（交通和故障模式），提供快速、全面的分析结果。BIQS平台的独特之处在于支持半实物仿真，为满足OCTYS系统而开发的真实ECUs可任意连接到试验台，进行联合仿真。此外，通过仿真模型，供应商a提供的设备可替换为供应商B制造的另一个ECU。 软件架构 RATP在巴黎第8地铁线“Porte de Charenton”车站设一测试基地。第一个实现的目标是创建一个虚拟线路模型，从电子设备的角度看，它的行为将与真实的线完全相同。 鉴定平台由仿真模型（线路的物理环境、机车/火车和虚拟控制器）、测试场景和所有设备间的通信（I/Os接口配置和网络通信）组成。 仿真模型 模型不仅取代了真实环境，也取代了被测试的目标本身（因为这些目标在测试平台中并不总是可用的）。所有这些模型： 可连接到I/O或数据网络与其他模型通信的接口 代表模型行为或其参数（运动时间、平台长度、开门时间、需要速度…）的状态变量 依赖预期行为的简单或复杂的传输函