鐵路信號計算機聯(lián)鎖畢業(yè)論文
伴隨著電子計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)迅速地被計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)取代，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)已然成為了未來車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的鐵路信號計算機聯(lián)鎖畢業(yè)論文，希望大家喜歡!
鐵路信號計算機聯(lián)鎖畢業(yè)論文篇一
試談鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)自動測試的構(gòu)造
摘要：伴隨著電子計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)迅速地被計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)取代，后者已然成為了未來車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。自動測試作為這兩年興起的聯(lián)鎖軟件測試方式，對比手動測試更有優(yōu)勢，本文將重點探析鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)自動測試的構(gòu)造。
關(guān)鍵字：鐵路信號;計算機聯(lián)鎖系統(tǒng);自動測試;構(gòu)造探析
計算機聯(lián)鎖軟件憑借其高效率、測試充分等特點成為了保證鐵路列車和機車安全作業(yè)的重要軟件，為了保障計算機聯(lián)鎖軟件的高安全性我們必須對其進(jìn)行安全測試。目前我國使用的計算機聯(lián)鎖軟件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(tǒng)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，并且能有效地消除聯(lián)鎖試驗中產(chǎn)生的失誤，減低了軟件帶來的風(fēng)險性?？偟膩碚f，自動測試具有簡單化、需時少、效率高等優(yōu)點。
一、鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)介紹
作為指揮鐵路列車作業(yè)和機車作業(yè)的信號命令，鐵路信號必須保證列車的機車運行安全、提高運行效率。鐵路信號系統(tǒng)的發(fā)展可以追溯到蒸汽時代，隨著科技的進(jìn)步、時代的發(fā)展，鐵路信號系統(tǒng)從最初的人工操作演變?yōu)闄C械運行、機電結(jié)合以及電氣一體，再到如今的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，可謂日新月異。目前我國廣泛使用的有兩種鐵路信號系統(tǒng)，一個是傳統(tǒng)的6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)，一個便是計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。
以前由人工操作的鐵路信號系統(tǒng)，其傳遞信息的方式便是通過信號員揮動各式各樣的旗幟來顯示機車運行情況。這種信號傳遞方式不僅耗時耗力，傳遞的信息量還小，不能保證信號傳遞的準(zhǔn)確性和實時性，早已經(jīng)被時代的發(fā)展淘汰。現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、計算機技術(shù)基礎(chǔ)之上的，通過計算機控制實現(xiàn)的一種信號系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中使用了信號連鎖軟件的控制規(guī)則，建立了包括火車軌道、道岔以及信號機組的室外基礎(chǔ)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路列車運行狀況的全面掌控，有利于保證火車運行的安全。而采用特定的技術(shù)手段，將進(jìn)路、信號、道岔的關(guān)系固定在一個相互制約又相互協(xié)作的層面上，這就是聯(lián)鎖規(guī)則。從聯(lián)鎖規(guī)則我們可以看出：計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)其實是通過制定一系列的道岔、信號及軌道聯(lián)鎖關(guān)系達(dá)到約束作業(yè)，從而保證鐵路運行安全;另一層是實現(xiàn)聯(lián)鎖規(guī)則必須以技術(shù)作為手段。
和其他例如視頻監(jiān)控系統(tǒng)等實時控制系統(tǒng)相比，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)具有自身的特殊性，不僅要有自己獨特的實時可靠性指標(biāo)，另外還涉及到行車的安全，具有較高的安全性指標(biāo)。
二、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)自動測試的構(gòu)造
自動測試系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展可以看做是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)、電子技術(shù)、電子測量三體的結(jié)晶，一般也認(rèn)為它是電子計算機科學(xué)與測量科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。自動測試系統(tǒng)的研究開發(fā)工作可以追溯到50年代的美國的軍事工業(yè)，自動測試系統(tǒng)一般定義為最少人工參與的情況下，大量數(shù)據(jù)的自動測量、處理、輸出以及適當(dāng)?shù)娘@示并能夠自動給出測試結(jié)果的系統(tǒng)。目前，大部分的自動控制系統(tǒng)都是借助編程語言實現(xiàn)的，具體到鐵路信號計算機連鎖系統(tǒng)來說，其構(gòu)造主要包括以下幾個部分。
(一)硬件構(gòu)造
自動測試系統(tǒng)的硬件部分主要包括連鎖機、PLC仿真機、上位機和主控機等，其中上位機和連鎖機被作為一個整體，然后通過網(wǎng)絡(luò)和串行口與PLC仿真機及主控機等連接在一起，組成一個閉環(huán)測試系統(tǒng)。
主控機測試程序模塊一方面通過NETBIOS向被測聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送按鈕操作命令，同時從上位機接收現(xiàn)場表示信息，另一方面通過采用TCP/護(hù)協(xié)議的MFC的cs0CKET(采用流式套接字)向仿真程序發(fā)送故障仿真命令。由PLC仿真機及主控機仿真程序控制模塊所組成的仿真系統(tǒng)同時接受來自歐諾個級測試模塊及被測系統(tǒng)的仿真命令，使其既能夠?qū)崿F(xiàn)對道岔、和信號機等的控制，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)對車站信號設(shè)備狀態(tài)的模擬，能夠及時向被測系統(tǒng)的上位機反饋現(xiàn)場的狀態(tài)。
自動測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)是測試事件產(chǎn)生和模擬的運行環(huán)境，被測聯(lián)鎖軟件的運行依靠被模擬的操作命令及仿真的信號設(shè)備環(huán)境狀態(tài)來激勵，通過被測聯(lián)鎖軟件輸出的控制命令對仿真車站信號設(shè)備環(huán)境狀態(tài)的變化進(jìn)行控制，同時該控制命令也可以作為自動測試結(jié)果準(zhǔn)確性的判定依據(jù)，對其安全性需求進(jìn)行判定。
(二)系統(tǒng)軟件構(gòu)造
自動測試系統(tǒng)的軟件部門主要分為四個模塊：測試用數(shù)據(jù)生成及校驗?zāi)K、測試事例生成及調(diào)度模塊、測試結(jié)果記錄查詢模塊、仿真模塊、動態(tài)判定模塊、通信部分。
(1)測試用數(shù)據(jù)生成及校驗?zāi)K
該模塊的主要作用是給微機聯(lián)鎖系統(tǒng)及自動測試系統(tǒng)的生成站提供靜態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)種類比較復(fù)雜，包括測試結(jié)果、聯(lián)鎖表、設(shè)備號序列表、按鈕代碼表、仿真數(shù)據(jù)及站場靜態(tài)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)交換是維系系統(tǒng)正常運作的基礎(chǔ)。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)量及種類主要取決于車站內(nèi)的信號平面布置情況，通過計算機自動生成，靜態(tài)數(shù)據(jù)庫中的聯(lián)鎖表采用搜索與交互相結(jié)合的自動生成算法，它對保證自動測試系統(tǒng)的正常運行起著非常重要的作用，因此在系統(tǒng)中加入了對聯(lián)鎖表進(jìn)行修改和校驗的功能，必要情況下可以直接對聯(lián)鎖表進(jìn)行修改。
(2)測試事例生成及調(diào)度模塊
測試事例生成和調(diào)度主要負(fù)責(zé)的是軟件測試事例的生成，將這些事例具體化為向被測軟件發(fā)送操作命令和向仿真模塊發(fā)送仿真命令。
(3)測試結(jié)果記錄查詢模塊
負(fù)責(zé)把測試結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(為文本文件)，并可對結(jié)果進(jìn)行查詢。查詢時可采用實時檢查方法，即對當(dāng)時的上位機站場屏幕輸出進(jìn)行檢查，以檢查輸出結(jié)果是否與預(yù)期結(jié)果相一致，也可以采用測后人工檢查方法。即在整個測試或某項功能測試結(jié)束之后，查詢測試結(jié)果文件，看測試結(jié)果是否正確。
(4)仿真模塊
接收來自測試程序模塊的控制命令和故障仿真命令，返回站場設(shè)備的狀態(tài)信息。仿真模擬的對象是信號機，道岔，軌道電路。仿真模塊還可人為設(shè)置各類信號設(shè)備故障。
動態(tài)判定模塊：
用于判定被測軟件的輸入-輸出響應(yīng)是否正常。
(6)通信部分：
完成站場靜態(tài)數(shù)據(jù)的傳送和進(jìn)行各種動態(tài)信息交換。
(三)自動測試流程
系統(tǒng)在進(jìn)行相關(guān)的聯(lián)鎖特征數(shù)據(jù)測試時，一方面向軟件發(fā)送測試事例中的操作命令或仿真設(shè)置命令，另一方面對被測連鎖軟件的控制命令及現(xiàn)場的信號設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)控，從而實現(xiàn)測試結(jié)果的自動生成、測試結(jié)果的動態(tài)判定以及測試項的連續(xù)加載等功能。在系統(tǒng)完成每一項測試以后，需要根據(jù)需要向仿真軟件發(fā)出指令，以對某些設(shè)備故障狀態(tài)命令進(jìn)行清除，以保證后面項目測試的正常進(jìn)行。當(dāng)完成某進(jìn)路所有項目的測試以后，需要將與該進(jìn)路有關(guān)的公有變量初始化，以保證下一進(jìn)路中項目測試的正常進(jìn)行。
(四)自動測試系統(tǒng)的實現(xiàn)
自動測試系統(tǒng)的實現(xiàn)主要基于灰箱模型的軟件測試，通過結(jié)合微機聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)展的需要而研制自測系統(tǒng)。自測系統(tǒng)的研發(fā)目的主要為了發(fā)現(xiàn)那些潛伏在己成熟聯(lián)鎖軟件需求說明和功能方面的缺陷，測試出它們并輸出檢測結(jié)果。
三、總結(jié)
與傳統(tǒng)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(yōu)點，并且已經(jīng)迅速發(fā)展、取代了手動測試。但就目前的發(fā)展看來，鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)自動測試系統(tǒng)仍舊存在研發(fā)費用高、工作頻帶寬度受限等缺點，需要在未來的應(yīng)用中不斷加以改進(jìn)。
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(作者單位：湛江港(集團)股份有限公司)