鐵路訊號計算機聯鎖系統的畢業論文

　　計算機聯鎖軟體憑藉其高效率、測試充分等特點成為了保證鐵路列車和機車安全作業的重要軟體。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!

　　篇一

　　《鐵路訊號計算機聯鎖系統自動測試的構造探析》

　　摘要：伴隨著電子計算機技術的飛速發展，傳統的6502電氣集中聯鎖系統迅速地被計算機聯鎖系統取代，後者已然成為了未來車站聯鎖系統的主要發展方向。自動測試作為這兩年興起的聯鎖軟體測試方式，對比手動測試更有優勢，本文將重點探析鐵路訊號計算機聯鎖系統自動測試的構造。

關鍵字：鐵路訊號；計算機聯鎖系統；自動測試；構造探析

　　計算機聯鎖軟體憑藉其高效率、測試充分等特點成為了保證鐵路列車和機車安全作業的重要軟體，為了保障計算機聯鎖軟體的高安全性我們必須對其進行安全測試。目前我國使用的計算機聯鎖軟體測試方法主要有手工測試和自動測試，兩者相較，手工測試擁有測試效率低和測試不充分等缺點;而自動測試系統恰好能彌補手工測試的這些弊病，它測試效率高、所需人工少、測試時間短，並且能有效地消除聯鎖試驗中產生的失誤，減低了軟體帶來的風險性。總的來說，自動測試具有簡單化、需時少、效率高等優點。

　　一、鐵路訊號計算機聯鎖系統介紹

　　作為指揮鐵路列車作業和機車作業的訊號命令，鐵路訊號必須保證列車的機車執行安全、提高執行效率。鐵路訊號系統的發展可以追溯到蒸汽時代，隨著科技的進步、時代的發展，鐵路訊號系統從最初的人工操作演變為機械執行、機電結合以及電氣一體，再到如今的計算機聯鎖系統，可謂日新月異。目前我國廣泛使用的有兩種鐵路訊號系統，一個是傳統的6502電氣集中聯鎖系統，一個便是計算機聯鎖系統。

　　以前由人工操作的鐵路訊號系統，其傳遞資訊的方式便是通過訊號員揮動各式各樣的旗幟來顯示機車執行情況。這種訊號傳遞方式不僅耗時耗力，傳遞的資訊量還小，不能保證訊號傳遞的準確性和實時性，早已經被時代的發展淘汰。現代鐵路訊號系統是建立在網路通訊技術、視訊監控技術、計算機技術基礎之上的，通過計算機控制實現的一種訊號系統。在這種系統中使用了訊號連鎖軟體的控制規則，建立了包括火車軌道、道岔以及訊號機組的室外基礎裝置，能夠實現對鐵路列車執行狀況的全面掌控，有利於保證火車執行的安全。而採用特定的技術手段，將進路、訊號、道岔的關係固定在一個相互制約又相互協作的層面上，這就是聯鎖規則。從聯鎖規則我們可以看出：計算機聯鎖系統其實是通過制定一系列的道岔、訊號及軌道聯鎖關係達到約束作業，從而保證鐵路執行安全;另一層是實現聯鎖規則必須以技術作為手段。

　　和其他例如視訊監控系統等實時控制系統相比，計算機聯鎖系統具有自身的特殊性，不僅要有自己獨特的實時可靠性指標，另外還涉及到行車的安全，具有較高的安全性指標。

　　二、計算機聯鎖系統自動測試的構造

　　自動測試系統產生和發展可以看做是現代工業化生產、電子技術、電子測量三體的結晶，一般也認為它是電子電腦科學與測量科學相結合的產物。自動測試系統的研究開發工作可以追溯到50年代的美國的軍事工業，自動測試系統一般定義為最少人工參與的情況下，大量資料的自動測量、處理、輸出以及適當的顯示並能夠自動給出測試結果的系統。目前，大部分的自動控制系統都是藉助程式語言實現的，具體到鐵路訊號計算機連鎖系統來說，其構造主要包括以下幾個部分。

　　***一***硬體構造

　　自動測試系統的硬體部分主要包括連鎖機、PLC模擬機、上位機和主控機等，其中上位機和連鎖機被作為一個整體，然後通過網路和序列口與PLC模擬機及主控機等連線在一起，組成一個閉環測試系統。

　　主控機測試程式模組一方面通過NETBIOS向被測聯鎖系統傳送按鈕操作命令，同時從上位機接收現場表示資訊，另一方面通過採用TCP/護協議的MFC的cs0CKET***採用流式套接字***向模擬程式傳送故障模擬命令。由PLC模擬機及主控機模擬程式控制模組所組成的模擬系統同時接受來自歐諾個級測試模組及被測系統的模擬命令，使其既能夠實現對道岔、和訊號機等的控制，同時也能夠實現對車站訊號裝置狀態的模擬，能夠及時向被測系統的上位機反饋現場的狀態。

　　自動測試系統的基礎是測試事件產生和模擬的執行環境，被測聯鎖軟體的執行依靠被模擬的操作命令及模擬的訊號裝置環境狀態來激勵，通過被測聯鎖軟體輸出的控制命令對模擬車站訊號裝置環境狀態的變化進行控制，同時該控制命令也可以作為自動測試結果準確性的判定依據，對其安全性需求進行判定。

　　***二***系統軟體構造

　　自動測試系統的軟體部門主要分為四個模組：測試用資料生成及校驗模組、測試事例生成及排程模組、測試結果記錄查詢模組、模擬模組、動態判定模組、通訊部分。

　　***1***測試用資料生成及校驗模組

　　該模組的主要作用是給微機聯鎖系統及自動測試系統的生成站提供靜態資料，靜態資料種類比較複雜，包括測試結果、聯鎖表、裝置號序列表、按鈕程式碼表、模擬資料及站場靜態資料等。資料交換是維繫系統正常運作的基礎。靜態資料庫中的資料量及種類主要取決於車站內的訊號平面佈置情況，通過計算機自動生成，靜態資料庫中的聯鎖表採用搜尋與互動相結合的自動生成演算法，它對保證自動測試系統的正常執行起著非常重要的作用，因此在系統中加入了對聯鎖表進行修改和校驗的功能，必要情況下可以直接對聯鎖表進行修改。

　　***2***測試事例生成及排程模組

　　測試事例生成和排程主要負責的是軟體測試事例的生成，將這些事例具體化為向被測軟體傳送操作命令和向模擬模組傳送模擬命令。

　　***3***測試結果記錄查詢模組

　　負責把測試結果存入資料庫***為文字檔案***，並可對結果進行查詢。查詢時可採用實時檢查方法，即對當時的上位機站場螢幕輸出進行檢查，以檢查輸出結果是否與預期結果相一致，也可以採用測後人工檢查方法。即在整個測試或某項功能測試結束之後，查詢測試結果檔案，看測試結果是否正確。

　　***4***模擬模組

　　接收來自測試程式模組的控制命令和故障模擬命令，返回站場裝置的狀態資訊。模擬模擬的物件是訊號機，道岔，軌道電路。模擬模組還可人為設定各類訊號裝置故障。

　　動態判定模組：

　　用於判定被測軟體的輸入-輸出響應是否正常。

　　***6***通訊部分：

　　完成站場靜態資料的傳送和進行各種動態資訊交換。

　　***三***自動測試流程

　　系統在進行相關的聯鎖特徵資料測試時，一方面向軟體傳送測試事例中的操作命令或模擬設定命令，另一方面對被測連鎖軟體的控制命令及現場的訊號裝置狀態進行動態的監控，從而實現測試結果的自動生成、測試結果的動態判定以及測試項的連續載入等功能。在系統完成每一項測試以後，需要根據需要向模擬軟體發出指令，以對某些裝置故障狀態命令進行清除，以保證後面專案測試的正常進行。當完成某進路所有專案的測試以後，需要將與該進路有關的公有變數初始化，以保證下一進路中專案測試的正常進行。

　　***四***自動測試系統的實現

　　自動測試系統的實現主要基於灰箱模型的軟體測試，通過結合微機聯鎖系統發展的需要而研製自測系統。自測系統的研發目的主要為了發現那些潛伏在己成熟聯鎖軟體需求說明和功能方面的缺陷，測試出它們並輸出檢測結果。

　　三、總結

　　與傳統的手工測試相比，自動測試具有所需人工少、成本低、用時少、效率高、錯誤率低、問題覆蓋率高等優點，並且已經迅速發展、取代了手動測試。但就目前的發展看來，鐵路訊號計算機聯鎖系統自動測試系統仍舊存在研發費用高、工作頻頻寬度受限等缺點，需要在未來的應用中不斷加以改進。

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　　***作者單位：湛江港***集團***股份有限公司***