铁路车站执行组电路的测试装置、测试系统以及测试方法

技术领域

本发明属于铁路信号施工技术领域，具体涉及一种铁路车站执行组电路的测试装置、测试系统以及测试方法。

背景技术

新建铁路车站在开通前，施工单位先期施工过程中分为室内和室外两部分工作，室外要进行信号电缆的铺设及与信号设备的连接，室内要进行设备机柜的安装配线，设备机柜包括联锁机柜、接口柜、组合柜和分线柜等，机柜之间的配线工作量大而且繁杂，容易出现配线错误，组合柜的继电组合及站内电码化等接口设备的配线也有混线、断线的风险，所以在开通之前反复逐个进行信号设备的联调对位测试是必不可少的。

因为铁路车站安装配线工作周期长，联锁主机的调试周期短，一般情况下都是在开通前现场安装配线工作基本完成的情况下联锁厂家才进场进行调试。因此对于现场安装配线工作，缺少过程性检查调试的手段，大部分情况下只能全部完成配线工作后等待联锁主机配合才能进行组合、配线和室外设备的测试试验和调试验证，往往这个阶段临近开通，时间短任务重，又面临联锁厂家安装调试、电务段入场试验和施工单位的组合配线检查等多项工作混在一起，施工现场头绪繁多、人员混杂，各项工作难免交叉等待，给施工流程把控和施工质量保证造成了很大的障碍。在这种背景下，如果能够在施工单位进行设备安装配线过程中，同步开展组合、配线和室外设备的测试验证，在联锁主机进场调试之前保证配线正确，并且室外的转辙机、信号机、轨道电路和其他接口设备都能够正常驱动和采集，那么联锁主机接入后就只需要进行设备对位和联锁逻辑验证了，会大大减少开通前的联调和测试工作量，使车站信号系统施工过程中的工作量分配更均匀有序，对保证施工质量和联锁失效风险防控有很大的帮助。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中缺少过程性检查调试的手段的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铁路车站执行组电路的测试装置，包括：

上位机，所述上位机采用满足待测试车站的信号厂家通信要求的标准通信协议以获取与待测试车站匹配的车站站型、设备信息以及执行组CAD配线图，所述上位机包括用于计算执行组电路每个信号电路的理论电流值的计算模块、对比执行组电路每个信号电路的实际电流值与理论电流值是否一致的比较模块、判断执行组电路每个信号电路是否正常的比较模块以及发出控制指令的测试控制模块；

显示器，所述显示器与所述上位机连接，所述显示器用于显示人机交互界面；

通信单元，所述通信单元包括通信模块和/或I/O驱采模块，所述通信模块与所述上位机连接，所述通信模块用于实现所述上位机通过联锁IO柜向执行组电路的各个信号电路发送驱动和电流采集指令，所述I/O驱采模块与所述上位机连接，所述I/O驱采模块用于实现所述上位机向执行组电路的各个信号电路发送驱动和电流采集指令；

对外接口模块，所述对外接口模块连接所述通信单元，所述对外接口模块用于实现所述通信模块与联锁IO柜连接和/或所述I/O驱采模块与执行组电路接口柜连接；

开关单元，所述开关单元连接所述上位机，所述通信单元包括所述通信模块和所述I/O驱采模块中的一者时，所述开关单元用于控制所述上位机开始测试和停止测试，所述通信单元包括所述通信模块和所述I/O驱采模块两者时，所述开关单元用于控制所述上位机开始测试、停止测试、与通信模块连接以及与I/O驱采模块连接；

电源模块，所述电源模块用于为所述上位机、所述显示器以及所述通信单元供电。

进一步的，所述测试装置还包括数据导入导出接口模块，所述数据导入导出接口模块与所述上位机连接，所述数据导入导出接口模块用于向所述上位机上传数据或从所述上位机下载数据。

进一步的，所述待测试车站的信号厂家为中国铁路通信信号股份有限公司、铁科工程有限责任公司、北京交大微联科技有限公司以及卡斯柯信号有限公司中的一者。

进一步的，所述上位机中存储有用于输出站场图模型数据文件的组态模块。

本发明还提供另外一个技术方案：一种铁路车站执行组电路的测试系统，其特征在于，包括被测试装置和如上一所述的测试装置，所述被测试装置包括接口柜、执行组电路以及分线柜，所述执行组电路包括多个组合柜，所述I/O驱采模块通过所述对外接口模块连接所述接口柜，所述接口柜连接所述多个组合柜，所述多个组合柜连接所述分线柜。

进一步的，所述多个组合柜分别为用于控制信号机连接的信号组合、用于控制转辙机连接的道岔组合、用于控制轨道电路连接的轨道电路组合以及用于控制场间联系电路和零散电路的接口电路组合。

进一步的，所述被测试装置还包括转辙机、信号机、轨道电路以及其他电路，所述其他电路包括场间联系电路和零散电路，所述转辙机通过所述分线柜连接道岔组合，所述信号机通过所述分线柜连接信号组合，所述轨道电路通过所述分线柜连接轨道电路组合，所述其他电路通过所述分线柜连接接口电路组合。

进一步的，所述测试系统还包括联锁装置，所述联锁装置包括联锁IO柜，所述通信模块通过所述对外接口模块连接所述联锁IO柜。

本发明还提供另外一个技术方案：一种铁路车站执行组电路的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)提供如上所述的测试系统；

(2)根据施工进度和不同的现场测试条件，将所述上位机通过I/O驱采模块连接被测试执行组电路的接口柜或将所述上位机通过通信模块连接联锁IO柜；

(3)通过所述开关单元控制所述上位机与所述I/O驱采模块或所述通信模块连接，通过所述开关单元控制所述上位机自动测试；

(4)所述上位机向所述执行组电路的各个信号电路逐个发送驱动和电流采集指令并接收采集到的实际电流值；

(5)所述上位机对比所述执行组电路的各个信号电路的实际电流值和理论电流值，如果所述执行组电路的各个信号电路的实际电流值与理论电流值的差值均在设定范围内，则执行组电路正常，如果所述执行组电路的某个信号电路的实际电流值与理论电流值的差值不在设定范围内，则所述某个信号电路不正常；

(6)测试完毕后输出机械室执行组电路测试结果。

进一步的，步骤(2)中，所述施工进度的节点为机械室信号设备未进场、部分信号设备进场、具备执行组调试条件、联锁系统进场、具备单项试验条件以及具备联调联条件中的一者，所述施工进度的节点为机械室信号设备未进场或部分信号设备进场或具备执行组调试条件时，所述上位机与所述I/O驱采模块连接，所述对外接口模块与执行组电路的接口柜连接；所述施工进度的节点为所述联锁系统进场或具备单项试验条件或具备联调联条件中的一者时，所述上位机与所述通信模块连接，所述通信模块与联锁IO柜连接。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1)本发明提供的铁路车站执行组电路的测试装置，采用标准通信协议，满足四大厂家的通信要求，建立了与施工车站的站场站型相一致的人机交互界面；该装置在不同站场应用，无需二次开发；

2)本发明提供的铁路车站执行组电路的测试装置，通过简单的数据配置或者图形化组态设计就能生成新的应用系统，符合各铁路局对于车站的现场试验要求，解决了信号设备调试过程中的重要一环，弥补了现阶段缺乏测试室内机械室执行组电路的有效手段的难题；

3)本发明提供的铁路车站执行组电路的测试装置，本发明装置具有体积小、质量轻、强度高、操作简洁等特点，方便现场人员携带和使用，对于进一步提高联锁试验管理安全生产管理水平，达到全面、精准的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明公开的铁路车站执行组电路的测试装置的外观示意图；

图2为本发明公开的上位机的组成方框图；

图3为本发明公开的铁路车站执行组电路的测试系统的组成示意图；

图4为本发明公开的铁路车站执行组电路的测试系统在第一种驱采模式下的使用场景示意图；

图5为本发明公开的铁路车站执行组电路的测试系统在第一种驱采模式下的连接示意图；

图6为本发明公开的铁路车站执行组电路的测试系统在第二种驱采模式下的使用场景示意图；

图7为本发明公开的铁路车站执行组电路的测试系统在第二种驱采模式下的连接示意图。

其中，1、测试装置；11、上位机；11a、计算模块；11b、比较模块；11c、判断模块；11d、测试控制模块；11e、组态模块；12、显示器；13、通信模块；14、I/O驱采模块；15、对外接口模块；16、开关单元；17、电源模块；18、数据导入导出接口模块；2、被测试装置；21、接口柜；22、执行组电路；23、分线柜；24、组合柜；25、转辙机；26、信号机；27、轨道电路；28、其他电路；3、联锁装置；31、联锁IO柜；32、联锁主机；33、控显机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供作为进一步改进说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

以下为用于说明本发明的一较佳实施例，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，一种铁路车站执行组电路的测试装置1，包括：

上位机11，上位机11采用满足待测试车站的信号厂家通信要求的标准通信协议以获取与待测试车站匹配的车站站型、设备信息以及执行组CAD配线图，上位机11包括用于计算执行组电路每个信号电路的理论电流值的计算模块11a、对比执行组电路每个信号电路的实际电流值与理论电流值是否一致的比较模块11b、判断执行组电路每个信号电路是否正常的判断模块11c以及发出控制指令的测试控制模块11d；

显示器12，显示器12与上位机11连接，显示器12用于显示人机交互界面；

通信单元，通信单元包括通信模块13和/或I/O驱采模块14，通信模块13与上位机11连接，通信模块13用于实现上位机11通过联锁IO柜向执行组电路的各个信号电路发送驱动和电流采集指令，I/O驱采模块14与上位机11连接，I/O驱采模块14用于实现上位机11向执行组电路的各个信号电路发送驱动和电流采集指令；

对外接口模块15，对外接口模块15连接通信单元，对外接口模块15用于实现通信模块13与联锁IO柜连接和/或I/O驱采模块14与执行组电路接口柜连接；

开关单元16，开关单元16连接上位机11，通信单元包括通信模块13和I/O驱采模块14中的一者时，开关单元16用于控制上位机11开始测试和停止测试，通信单元包括通信模块13和I/O驱采模块14两者时，开关单元16用于控制上位机11开始测试、停止测试、与通信模块13连接以及与I/O驱采模块14连接；

电源模块17，电源模块17用于为上位机11、显示器12以及通信单元供电。

上述测试装置具有体积小(不大于1200*800*600mm)、质量轻(不大于25Kg)、强度高(采用高强度耐磨复合材质)、操作简洁(软件界面人机交互方便)等特点，方便现场人员携带和使用。

上述显示器采用高清显示器，其用于实现铁路车站站型显示和控件显示，分辨率不低于1920*1080，采用“1:1”定制化开发，满足人机交互需求方便现场人员操作；上位机属于装置核心部分，用于实现整个铁路车站机械室执行组电路的动作驱动、状态采集和自动化测试的功能；通信模块具备多种通用接口，用于实现与真实联锁IO柜完成通信，其确保了通信的准确性和通用性；I/O驱采模块采用模块化设计，数量可配置，该部分与通信模块互补，可直接与现场机械室内的接口柜连接在一起，直接实现驱动和采集的功能；对外接口模块用于实现通信电缆和驱动采集电缆的对外连接，其确保了人员接线的方便性和可靠性；电源模块为装置提供工作电源，其设计电路直接从市电AC220V取电，通过内部转换满足整体系统供电需求(提供DC24V\DC5V)；开关单元用于选择本装置的工作状态，现场使用人员可根据车站实际设备情况调整工作方式。

测试控制模块控制信号机各种灯位的点灯操作和道岔转换操作，并且不依赖于进路条件，装置上电后，进行自检，通过后根据状态转换开关所在位置进行相应操作，当状态转换开关处于自动测试位置时，系统自动根据车站站型和设备信息内容进行测试，无需考虑联锁表等进路逻辑信息，并在测试完毕后输出机械室执行组电路测试结果。测试结果具体包括机械室内信号组合、道岔组合、轨道电路组合是否配置正确，各接口柜、组合柜、分线柜等室内设备接线和配线是否正确。

测试控制模块实现自动测试、测试记录和统计功能，能够配合完成室外信号设备的状态和参数调整，能够记录与存储现场操作人员的操作流程，并将各个执行组的测试结果进行分析和显示。

测试控制模块安装于上位机内部，是测试的主体，使用过程中测试人员通过测试控制模块实现对现场设备的操控测试。

测试控制模块运行于通用操作系统平台(WINDOWS 7以上版本即可)，能够显示站场平面的人机交互界面，提供类似机械室布置的图形化功能控件和菜单，实现设备操控，完成联调对位测试，并且采集显示设备的实时状态；

上述测试控制模块与真实联锁系统的联锁IO柜通过标准通信协议实现数据交互，包含通号、铁科、交大微联、卡斯柯四大厂家的标准通信协议；测试控制模块可通过I/O驱采模块直接和车站室内真实设备连接，通过控制电缆直接控制执行组电路，满足《TB/T 3027-2015铁路车站计算机联锁技术条件》接口标准；上述标准通信协议主要与现场被测试车站的联锁IO柜厂家、类型和版本保持一致，实现正常的命令下发和状态采集功能。

本实施例中优选的实施方式，测试装置1还包括数据导入导出接口模块18，数据导入导出接口模块18与上位机11连接，数据导入导出接口模块18用于向上位机11上传数据或从上位机11下载数据。

上述数据导入导出接口模块用于人员下载和上传相关数据。人员通过本接口导入需要测试的铁路车站数据，满足快速实现车站测试和显示的功能。人员也可以通过本接口上传相关测试报表和数据，方便存储和查阅。

本实施例中优选的实施方式，待测试车站的信号厂家为中国铁路通信信号股份有限公司、铁科工程有限责任公司、北京交大微联科技有限公司以及卡斯柯信号有限公司中的一者。

本实施例中优选的实施方式，上位机11中存储有用于输出待测试车站的站场图模型数据文件的组态模块11e。

上位机内部安装有组态模块，能够提供站场图形快速绘制功能，采用不同设备类型的图元实现车站站场的快速拼接，形成可视化的站场人机界面，并可主动生成信号设备清单列表和测试序列；组态模块对站场设备进行硬件接口相关的数据属性配置，根据CAD设计图纸中联锁IO柜接口电路的接点分布与具体设备的对应关系，在组态模块中进行关联属性设置，建立测试装置中虚拟设备与硬件设备的对应连接关系；组态模块能够根据CAD配线图快速生成与被测试车站一致的信号设备清单列表和测试序列，无需考虑车站进路联锁关系，从而实现对执行组电路的快速测试；组态模块将站场图形信息、设备属性信息、设备数量和关联信息进行逻辑判断后输出站场模型数据文件，数据文件作为测试控制模块读取站场信息生成测试装置的基础数据文件。

如图3所示，下面介绍一种铁路车站执行组电路的测试系统，包括被测试装置2和如上所述的测试装置1，被测试装置2包括接口柜21、执行组电路22以及分线柜23，执行组电路22包括多个组合柜24，I/O驱采模块14通过对外接口模块15连接接口柜21，接口柜21连接多个组合柜24，多个组合柜24连接分线柜23。

执行组电路在铁路施工中，在被测试前是完整的，也是铁路车站施工过程中，最先被安装和调试的部分。该部分为本发明的重点测试对象，当车站站型确定后，其类型、布置和规模就能够进行完整的确认了。

本实施例中优选的实施方式，多个组合柜24分别为用于控制信号机连接的信号组合、用于控制转辙机连接的道岔组合、用于控制轨道电路连接的轨道电路组合以及用于控制场间联系电路和零散电路的接口电路组合。

上述信号组合具体包括调车信号组合、出站信号组合、进站信号组合等类型；上述道岔组合包括直流四线制、交流五线制两种类型，其对应的牵引转辙机数量，具体包括1机牵引、2机牵引、3机牵引、4机牵引、5机牵引和9机牵引类型；上述轨道电路组合主要针对的是25Hz相敏轨道电路、高压脉冲轨道电路和站内电码化电路等类型；上述接口电路组合主要针对的是本站的场间联系电路以及零散电路等相关接口电路的组合类型。

本实施例中优选的实施方式，被测试装置2还包括转辙机25、信号机26、轨道电路27以及其他电路28，其他电路28包括场间联系电路和零散电路，转辙机25通过分线柜23连接道岔组合，信号机26通过分线柜23连接信号组合，轨道电路27通过分线柜23连接轨道电路组合，其他电路28通过分线柜23连接接口电路组合。

上述转辙机、信号机、轨道电路以及其他电路为车站室外真实信号设备，通过I/O驱采模块连接接口柜可以控制室外的信号设备。

本实施例中优选的实施方式，测试系统还包括联锁装置3，联锁装置3包括联锁IO柜31，通信模块13通过对外接口模块15连接联锁IO柜31。

联锁IO柜31与联锁主机32连接，联锁主机32与控显机33连接。真实机械室在车站施工工程中的联锁装置，有可能只具备联锁IO柜，也有可能并未具备安装条件，需具体看施工进度情况。

能够根据施工进度与现场真实设备进行连接，根据不同的现场测试条件，进行实际的测试操作。所述施工进度具体包含机械室信号设备未进场、部分信号设备进场、具备执行组调试条件、联锁系统进场、具备单项试验条件、具备联调联试条件等过程节点，现场作业人员需根据不同进度，选择不同的测试范围；所述测试范围即可包括针对机械室执行电路、接口柜和分线柜的测试，也可包括对于联锁IO柜的测试。

下面介绍一种铁路车站执行组电路的测试方法，包括如下步骤：

(1)提供如上的测试系统；

(2)根据施工进度和不同的现场测试条件，将上位机11通过I/O驱采模块14连接被测试执行组电路的接口柜21或将上位机11通过通信模块13连接联锁IO柜31；

(3)通过开关单元16控制上位机11与I/O驱采模块14或通信模块13连接，通过开关单元16控制上位机11自动测试；

(4)测试装置1根据车站站型和设备信息内容进行测试，并在测试完毕后输出机械室执行组电路测试结果。

如图4所示，展示了本发明采用通信模块的设备连接图，所述测试控制模块与真实联锁系统的联锁IO柜通过标准通信协议实现数据交互，包含通号、铁科、交大微联、卡斯柯四大厂家的标准通信协议。该使用方式具有特定条件，必须现场具备联锁厂家的联锁IO柜，并完成了配线连接工作。其测试范围涵盖了室内联锁IO柜、接口柜、组合柜、分线柜和室外信号设备。

如图5所示，展示了本发明装置的某一种使用场景，说明了该发明专利的使用位置和接线方式，以及现场已处于的施工进度、设备进场情况。本使用场景1主要是针对于装置采用通信模块进行室内机械室执行组电路的测试过程。

如图6所示，展示了本发明采用I/O驱采模块的设备连接图，所述测试控制模块可通过I/O驱采模块直接和车站室内真实设备连接，通过控制电缆直接控制执行组电路，满足《TB/T 3027-2015铁路车站计算机联锁技术条件》接口标准；该使用方式较为简便，只需现场室内执行组电路接线完毕即可。本发明装置的I/O驱采模块可根据现场的执行组类型、规模进行灵活配置。其测试范围涵盖了室内接口柜、组合柜、分线柜和室外信号设备。

如图7所示，展示了本发明装置的某一种使用场景，说明了该发明专利的使用位置和接线方式，以及现场已处于的施工进度、设备进场情况。本使用场景2主要是针对于装置采用I/O驱采模块进行室内机械室执行组电路的测试过程。

本平台内容采用计算机仿真软件和嵌入式设计理念，通过灵活配置接口数据，实现针对铁路车站机械室执行组电路的测试功能，贴近实际现场需求，弥补了传统测试方式的不足，具有极强的实用性，可自动完成测试过程，提高了测试效率，缩短了车站开通时间，是一种全面的铁路车站室内机械室执行组电路测试装置。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。