一种闸机通行逻辑自动化检测系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种闸机通行逻辑自动化检测系统及方法。

背景技术

自动检票机(以下简称闸机)是轨道交通自动售检票系统(AFC系统)中的重要组成部分，闸机通过对乘客票卡信息的有效识别和通道中通行行为的有效判断来实现自动检票功能，保证乘客顺利进出闸，并协助联网收费系统计费。闸机的性能高低和智能化水平直接影响到乘客的通行安全和通行效率，影响轨道交通运营公司的收益。通行逻辑是自动判断乘客在闸机通道中的通行行为，通过控制扇门运动，保证乘客正常通行过闸，防止无效乘客闯闸的核心逻辑算法。通行逻辑是自动检票系统中重要的组成部分，是实现AFC系统智能化，保证乘客过闸安全性和闸机通行效率的关键所在。

由于通行逻辑的重要性，对闸机通行逻辑检测是轨道交通网络化设备管理部门最重要的检测内容之一。最初的检测是靠测试人员人工检测，根据功能测试要求，至少需要十名不同身高、体重、性别，穿着不同颜色服饰的测试人员进行测试，测试效率较低，结果的随机性较高，结果不稳定。为了提高测试效率，各地的检测中心在探索使用检测机器人执行测试。一类检测机器人是自动牵引小车上安装人体模型，在固定的环形滑道上循环转动，能够快速模拟乘客过闸通行，实现对通行逻辑功能和可靠性的快速检测。但是由于环形滑道过沉，且测试噪音过大，不适合现场测试。在这类测试机器人的基础上，将环形轨道提高到闸机高度以上，改成铝合金结构加上橡胶皮带驱动的方式，形成第二类测试机器人，减小了设备重量，降低了噪音。但是设备体积较大，测试时需占用两到三个闸机通道，不利用开展大范围测试。第三类测试机器人采用激光制导的AGV小车上安装人体模型，小车可以根据预制的轨迹行动，具备遇到障碍自动停止的安全保护功能。但人体模型和真实乘客过闸行为存在差异，测试的准确性不够，并且由于测试机器人价格过高，不具备大范围测试的条件。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种闸机通行逻辑自动化检测系统及方法，以提高闸机通行逻辑测试的效率和精度。

本发明提出的一种闸机通行逻辑自动化检测系统，包括：

乘客通行行为数据库，用于在各种乘客正常通行行为和异常通行行为的场景下，采集传感器数据，对采集数据清洗后进行标定，建立乘客通行行为数据库；

信号模拟模块，与乘客通行行为数据库和通行逻辑模块连接，用于根据需求调用乘客通行行为数据库中各种场景下对应的传感器数据，将该传感器数据转换成通行模拟信号，并将该通行模拟信号输出到通行逻辑模块；

通行逻辑模块，与信号模拟模块连接，用于收到信号模拟模块发送的通行模拟信号后进行通行判断，向自动化测试模块反馈通行情况结果；

自动化测试模块，分别与通行逻辑模块和信号模拟模块连接，用于向通行逻辑模块发送通行授权、模式设置、参数配置指令，向信号模拟模块发送调用指令；并接收通行逻辑模块反馈的通行情况、模式设置情况、参数设置情况，在此反馈信息的基础上，进行测试结果判断，逐条进行测试用例检测后自动生成测试报告。

优选地，乘客通行行为数据库包括：

采集子模块，用于接收设置在闸机通道中的传感器采集的乘客通行行为数据，乘客通行行为数据以多组传感器时序状态值的形式储存；

清洗子模块，与采集子模块连接，用于对上述采集的乘客通行行为对应的数据进行清洗，识别场景核心数据特征，删除干扰数据；

标定子模块，与清洗子模块连接，用于对清洗后的乘客通行行为对应的数据进行标定，得到每个场景的标准数据特征库。

优选地，信号模拟模块，从乘客通行行为数据库中实时下载各通行场景对应的传感器数据；或将下载的传感器数据保存到本地，并定时或实时更新。

优选地，信号模拟模块连接通道传感器的发射端，通过控制发射端电源，控制传感器的信号输入，在通行逻辑模块中实现通行场景传感器数据的输入；或连接通行逻辑模块的传感器数据输入端，直接模拟传感器数据输入。

优选地，采集子模块为32通道逻辑分析仪。

优选地32通道逻辑分析仪采用1kHz的采集频率采集传感器数据。

本发明还提供了一种闸机通行逻辑自动化检测方法，包括以下步骤：

步骤10，在各种乘客正常通行行为和异常通行行为的场景下，采集传感器数据，对采集数据清洗后进行标定，建立乘客通行行为数据库；

步骤20，根据需求调用乘客通行行为数据库中各种场景下对应的传感器数据，将该传感器数据转换成通行模拟信号，并将该通行模拟信号输出到通行逻辑模块；

步骤30，通行逻辑模块根据通行模拟信号进行判断，向自动化测试模块反馈通行情况结果；

步骤40，自动化测试模块根据通行情况结果，进行测试结果判断，生成测试报告。

优选地，步骤10具体包括：

接收设置在闸机通道中的传感器采集的乘客通行行为数据，乘客通行行为以多组传感器时序状态值的形式储存；

对上述采集的乘客通行行为对应的数据进行清洗，识别场景核心数据特征，删除干扰数据；

清洗后的乘客通行行为对应的数据进行标定，得到每个场景的标准数据特征库。

优选地，步骤20中，根据需求调用乘客通行行为数据库中各种场景下对应的传感器数据，具体包括：

自动化测试模块向信号模拟模块发送通行场景控制指令，信号模拟模块接收通行场景控制指令后，从数据库中调用实时下载的相应通行场景数据，向通行逻辑模块发送，或将本地存储的相应通行场景数据向通行逻辑模块发送。

优选地，步骤20中，将该通行模拟信号输出到通行逻辑模块，具体包括：

信号模拟模块连接通道传感器的发射端，通过控制发射端电源，控制传感器的信号输入，实现通行场景传感器数据的输入；或

信号模拟模块连接通行逻辑模块的传感器数据输入端，直接模拟传感器数据输入。

本发明中，通过捕捉乘客通行行为场景，建立通行行为数据库，通过信号模拟器将各种通行行为场景通过模拟信号输入到通行逻辑模块，以实现各种测试用例的场景复原。由于信号模拟器输出的模拟信号是从真实的乘客通行数据库中产生，输出的信号和真人通行信号相同，并且具备稳定性，提高了测试精确性和稳定性，提高了测试效率，缩短测试周期。

附图说明

图1为本发明实施例提出的闸机通行逻辑自动化检测系统结构图；

图2是本发明实施例信号模拟器A的硬件设计原理图；

图3是本发明实施例信号模拟器B的硬件设计原理图；

图4是本发明实施例提出的闸机通行逻辑自动化检测方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种闸机通行逻辑自动化检测系统，如图1所示，包括：乘客通行行为数据库100、信号模拟模块200、通行逻辑模块300和自动化测试模块400。其中，

乘客通行行为数据库100，用于在各种乘客正常通行行为和异常通行行为的场景下，采集传感器数据，对采集数据清洗后进行标定，建立乘客通行行为数据库，该数据库中存储各种乘客正常通行行为和异常通行行为场景下对应的传感器数据，实现不同测试案例场景的全覆盖；

信号模拟模块200，与乘客通行行为数据库100和通行逻辑模块300连接，用于根据需求调用乘客通行行为数据库100中各种场景下对应的传感器数据，将该传感器数据转换成通行模拟信号，并将该通行模拟信号输出到通行逻辑模块300；其中，信号模拟模块200的IO管脚输入输出数据，通过串口(RS232，DB9)与自动化测试模块400进行通讯；

通行逻辑模块300，与信号模拟模块200连接，用于收到信号模拟模块200发送的通行模拟信号后进行通行判断，即对通道中乘客的通行行为进行识别判断，通行行为分为正常和异常两种情况，之后向自动化测试模块400反馈通行情况结果，正常通行和异常情况报警两种结果；

自动化测试模块400，分别与通行逻辑模块300和信号模拟模块200连接，用于向通行逻辑模块300发送通行授权、模式设置、参数配置等指令，向信号模拟模块200发送调用指令。其中，授权指令主要是进展方向和出站方向的授权开门指令；模式包括进站模式、出站模式、双向模式、进站自由模式、出站自由模式、双向自由模式、进站受控出站自由模式、出站受控进站自由模式、停止服务模式、紧急模式和维修模式，共11种。

参数配置包括：离开通道时间、通行授权时间、最大授权次数、扇门延时关闭时间、传感器自检时间、传感器最大遮挡时间、闯闸传感器配置、身高传感器等级配置等。；并接收通行逻辑模块300反馈的通行情况、模式设置情况、参数设置情况等信息，在此反馈信息的基础上，进行测试结果判断，逐条进行测试用例检测后自动生成测试报告。

其中，测试可以为分步测试和一键测试两种模式，分步测试是每次需要测试人员选定测试项目，测试人员点击开始之后自动执行测试，测试结果需要测试人员确认；一键测试是测试人员选择开始测试后，系统自动从头开始进行每项测试用例的测试工作，待全部测试内容完成后自动生成测试报告，中间无需测试人员干预。两种测试模式运用到不同的测试需求中，当执行完整测试时，采用一键测试模式；当对某项测试用例进行复测时，采用分步测试模式，只执行此项测试工作。

其中，乘客通行行为数据库100具体包括采集子模块，例如32通道逻辑分析仪，用于接收设置在闸机通道中的传感器采集的乘客通行行为数据，乘客通行行为数据以多组传感器时序状态值的形式储存，传感器未被遮挡时的逻辑状态是1(高电平)，被遮挡时逻辑状态是0(低电平)，通道传感器为16对，身高传感器为2对，这样通过18对传感器数据的时序变化即可表征乘客通行行为。32通道逻辑分析仪采用1kHz的采集频率采集传感器数据，保证能够记录下每对传感器的数据变化。

采集乘客通行行为传感器数据时，需要分别对于不同场景进行采集，包括：分别对成人正常通行；成人携带行李(公文包、双肩包、较大的包、行李袋、中型手推车/拉杆箱、大型手推车/拉杆箱)；成人携带婴儿(腰凳、婴儿车、手抱)；特殊通行方式，例如拄拐、轮椅，儿童单独通行；大客流通行等正常通行行为；以及通过安全区时来自成人和儿童的干扰；特殊方式过闸，例如肩并肩过闸、尾随过闸、强行打开扇门过闸、闯闸报警及取消方式，长期遮挡传感器报警等异常行为进行采集，每个场景重复采集至少5次，以保证采集数据具有常规性，不具有偶发性。

乘客通行行为数据库100包括清洗子模块，用于对上述采集的乘客通行行为对应的数据进行清洗，识别场景核心数据特征，删除干扰数据。数据的核心信息是乘客通行时产生的主体信号，对此过程中产生的干扰信号予以清洗，例如行人过闸时，主体信号是传感器连续的信号变化图，对其中信号的突变、毛刺，或者空白区域的数据扰动都是干扰信号，需要清洗掉。

乘客通行行为数据库100包括标定子模块，用于对清洗后的乘客通行行为对应的数据进行标定，得到每个场景的标准数据特征库。乘客通行行为数据库100标定乘客通行行为与从不同场景采集到的传感器数据的对应关系，其中，正常通行数据包括：正常行人通行，行人拉行李箱，行人推空轮椅通行，行人推有人坐的轮椅通行，行人推婴儿车通行和小孩独自通行等；异常行为数据库包括：行人远距离尾随、行人近距离、行人肩并肩通行、行人无票闯闸、正常通行在安全区停留正向闯闸、正常通行在安全区停留反向闯闸等。

信号模拟模块200，将各通行场景对应的传感器数据转化成通行模拟信号发到通行逻辑模块300，模拟实际测试的传感器数据，从而取代测试人员进行测试，保证测试的精确性。

在初始阶段，自动化测试模块400可以指令信号模拟模块200从乘客通行行为数据库100中实时下载各通行场景对应的传感器数据，也可以指令信号模拟模块200将下载的传感器数据保存到本地，并可以定时或实时更新；在检测阶段，自动化测试模块400向信号模拟模块200发送通行场景控制指令，信号模拟模块200接收通行场景控制指令后，从乘客通行行为数据库100中调用相应场景下对应的传感器数据，将该传感器数据转换成通行模拟信号发送给通行逻辑模块300，或将本地存储的相应场景下对应的传感器数据转换成通行模拟信号，发送给通行逻辑模块300。

信号模拟模块200根据通信方式不同分为信号模拟模块A和信号模拟模块B。信号模拟模块A的原理图如图2所示，信号模拟模块A连接通道传感器的发射端，通过控制发射端电源，可以控制传感器的信号输入，在通行逻辑模块300中实现通行场景传感器数据的输入。信号模拟模块A的J1端口控制通道传感器S1-S8的发射端E1-E8，J2端口控制通道传感器S9-S16的发射端E9-E16，J3端口控制身高传感器HS1和HS2的发射端HE1和HE2，J7端口是与自动化测试模块400通讯的COM口，J8端口是电源接口。

信号模拟模块B的原理图如图3所示，信号模拟模块B连接通行逻辑模块300的传感器数据输入端，直接模拟传感器数据输入。信号模拟模块J4端口模拟输入通道传感器S1-S8的信号，J2端口模拟输入通道传感器S9-S16的信号，J3端口模拟输入身高传感器HS1和HS2的信号，J7端口是与自动化测试模块400通讯的COM口，J8端口是电源接口。

信号模拟模块A是测试过程信号模拟器接到闸机从机端的从IO板上，可以还原发射端和接收端传感器的信号变化，可以连同测试发射端传感器和接收端传感器性能，传感器前面的玻璃隔片透光率，测试传感器的安装位置是否对准等；但测试过程中闸机通道内不能有遮挡物等信号干扰，对测试环境的要求更高。信号模拟器B是接到闸机主机端的通行逻辑控制板上，通道传感器不接通行逻辑控制板，接线简单，无需实际安装传感器；但是不能测试发射端传感器和接收端传感器性能，玻璃隔片透光率，也不能测试传感器的安装位置是否对准。

信号模拟器A和信号模拟器B各有优势，可以根据使用场景灵活选择使用方案。在通行逻辑模块300入围测试和通行逻辑硬件和固件测试以及固件调试过程中，应该采用信号模拟器B进行测试更为简便，不用实际安装传感器，测试更加灵活便捷；在整机测试过程中，应该采用信号模拟器A进行测试，这样可以把传感器功能和安装位置以及玻璃隔片一并进行测试。

本发明还提供了一种闸机通行逻辑自动化检测方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤10，在各种乘客正常通行行为和异常通行行为的场景下，采集传感器数据，对采集数据清洗后进行标定，建立乘客通行行为数据库。具体包括：

接收设置在闸机通道中的传感器采集的乘客通行行为数据，乘客通行行为以多组传感器时序状态值的形式储存；采用1kHz的采集频率采集传感器数据；

对上述采集的乘客通行行为对应的信息进行清洗，识别场景核心数据信息特征，删除干扰数据信息；

清洗后的乘客通行行为对应的信息进行标定，得到每个场景的标准数据特征库。

步骤20，根据需求调用乘客通行行为数据库100中各种场景下对应的传感器数据，将该传感器数据转换成通行模拟信号，并将该通行模拟信号输出到通行逻辑模块；

其中，调用乘客通行行为数据库中各种场景对应的信号具体包括：自动化测试模块向信号模拟模块发送通行场景控制指令，信号模拟模块接收通行场景控制指令后，从通行数据库中调用实时下载的相应通行场景信号，向通行逻辑模块发送，或将本地存储的相应通行场景信号向通行逻辑模块发送。

其中，通行模拟信号输出到通行逻辑模块包括两种方式：一种是信号模拟模块连接通道传感器的发射端，通过控制发射端电源，可以控制传感器的信号输入，实现通行场景传感器数据的输入；另一种是信号模拟模块连接通行逻辑模块的传感器数据输入端，直接模拟传感器数据输入。

步骤30，通行逻辑模块根据通行模拟信号进行判断，向自动化测试模块反馈通行情况结果；

步骤40，自动化测试模块根据通行情况结果，进行测试结果判断，生成测试报告。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。