劉長(zhǎng)波

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100073）

隨著中國(guó)列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案的完善和在工程上的實(shí)施應(yīng)用，列控系統(tǒng)成為我國(guó)鐵路時(shí)速200 km以上客運(yùn)專(zhuān)線的重要技術(shù)裝備，是鐵路技術(shù)體系和技術(shù)現(xiàn)代化裝備的重要組成部分，是保證高速列車(chē)運(yùn)行安全、可靠的核心技術(shù)之一。

目前，列車(chē)控制系統(tǒng)分為運(yùn)用于200～250 km/h線路上的CTCS-2（以下簡(jiǎn)稱(chēng)C2）級(jí)列控系統(tǒng)和運(yùn)用于300～350 km/h線路上的CTCS-3（以下簡(jiǎn)稱(chēng)C3）級(jí)列控系統(tǒng)，C3級(jí)系統(tǒng)兼容C2級(jí)系統(tǒng)。

C2級(jí)列控系統(tǒng)是基于軌道電路和應(yīng)答器傳輸行車(chē)許可信息，列控中心根據(jù)調(diào)度命令、進(jìn)路狀態(tài)、線路參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)答器和軌道電路的控制，車(chē)載ATP設(shè)備根據(jù)應(yīng)答器和軌道電路信息實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的控制。

C3級(jí)列控系統(tǒng)基于GSM-R無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)車(chē)-地雙向通信，無(wú)線閉塞中心（RBC）生成行車(chē)許可（MA），車(chē)載ATP設(shè)備根據(jù)RBC發(fā)送的MA實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的控制。

由于C3/C2級(jí)列控系統(tǒng)產(chǎn)生的信息涉及行車(chē)安全，根據(jù)列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案和質(zhì)量管理控制流程要求，工程實(shí)施前必須測(cè)試驗(yàn)證。測(cè)試驗(yàn)證是保證成功實(shí)現(xiàn)列控系統(tǒng)集成的重要手段，測(cè)試驗(yàn)證分為室內(nèi)集成測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩部分，本文根據(jù)武廣工程經(jīng)驗(yàn)就室內(nèi)集成測(cè)試做一些描述。

1 室內(nèi)集成測(cè)試流程

集成測(cè)試[1]是在單元測(cè)試的基礎(chǔ)上，將所有程序模塊進(jìn)行有序、遞增的測(cè)試，檢驗(yàn)程序單元或部件接口關(guān)系。系統(tǒng)測(cè)試[1]是將通過(guò)集成測(cè)試的軟件，作為整個(gè)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)元素，與計(jì)算機(jī)硬件、外設(shè)、某些支持軟件、數(shù)據(jù)和人員等其他系統(tǒng)元素結(jié)合在一起，在實(shí)際或模擬運(yùn)行環(huán)境下，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一系列測(cè)試。

本文描述的室內(nèi)集成測(cè)試屬于測(cè)試?yán)碚摱x的系統(tǒng)測(cè)試范疇，目的是驗(yàn)證各子系統(tǒng)間通信接口、系統(tǒng)功能及列控工程配置數(shù)據(jù)的正確性。

根據(jù)武廣客運(yùn)專(zhuān)線工程經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)各子系統(tǒng)在其專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室完成測(cè)試，發(fā)布軟件版本及產(chǎn)品版本說(shuō)明（PVI），在C3系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行安裝，然后進(jìn)行系統(tǒng)接口、功能測(cè)試及系統(tǒng)交付測(cè)試（SDT）。

室內(nèi)集成測(cè)試總流程如圖1所示。

C3級(jí)列控系統(tǒng)室內(nèi)集成測(cè)試分為3個(gè)階段。

1）測(cè)試準(zhǔn)備階段： ①?gòu)腃3級(jí)列控系統(tǒng)系統(tǒng)需求規(guī)范（SRS）提煉出精簡(jiǎn)后的必要功能實(shí)體即功能特征，由功能特征編制測(cè)試案例，旨在實(shí)現(xiàn)需求與案例對(duì)應(yīng)的最小化。由測(cè)試案例組成測(cè)試序列，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的測(cè)試（1個(gè)場(chǎng)景含1個(gè)或多個(gè)功能特征），形成系統(tǒng)需求和案例相對(duì)應(yīng)的矩陣表，如圖2所示。②根據(jù)子系統(tǒng)的PVI，安裝軟件及準(zhǔn)備測(cè)試環(huán)境。

2）測(cè)試實(shí)施階段： ①根據(jù)測(cè)試序列對(duì)C3級(jí)系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試，形成測(cè)試報(bào)告和不一致問(wèn)題報(bào)告（NCR），將NCR納入Change管理，并通知各子系統(tǒng)修訂NCR，由系統(tǒng)功能測(cè)試負(fù)責(zé)人根據(jù)回歸測(cè)試情況確定是否關(guān)閉Change中對(duì)應(yīng)的NCR。②根據(jù)系統(tǒng)功能測(cè)試后發(fā)布的軟件，進(jìn)行SDT測(cè)試，填寫(xiě)SDT記錄表，每個(gè)RBC形成獨(dú)立的測(cè)試報(bào)告和NCR，將NCR納入Change管理，并通知各子系統(tǒng)修訂NCR，由SDT測(cè)試負(fù)責(zé)人根據(jù)回歸測(cè)試情況確定是否關(guān)閉Change中對(duì)應(yīng)的NCR，SDT對(duì)每個(gè)RBC回歸測(cè)試案例數(shù)不少于總測(cè)試案例的10%。

3）測(cè)試結(jié)果發(fā)布階段：將測(cè)試報(bào)告和子系統(tǒng)軟件歸檔，發(fā)布系統(tǒng)軟件配置包。

2 室內(nèi)集成測(cè)試環(huán)境

集成測(cè)試環(huán)境總體結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括調(diào)度中心設(shè)備，臨時(shí)限速服務(wù)器、聯(lián)鎖、列控中心、RBC、車(chē)載設(shè)備、軌旁設(shè)備和仿真系統(tǒng)設(shè)備，組成一個(gè)完整的客運(yùn)專(zhuān)線列控系統(tǒng)。測(cè)試環(huán)境采用真假實(shí)物相結(jié)合的連接方式。

3 測(cè)試內(nèi)容和方法

3.1 C2測(cè)試內(nèi)容和方法

C2集成測(cè)試以列控中心測(cè)試為主，驗(yàn)證列控中心與聯(lián)鎖、CTC、集中監(jiān)測(cè)、相鄰列控中心、軌道電路、LEU、繼電接口為輔的地面設(shè)備系統(tǒng)集成測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容包括：1）驗(yàn)證列控中心與外部系統(tǒng)通信接口功能；2）驗(yàn)證列控中心報(bào)文實(shí)施編碼正確且報(bào)文內(nèi)容與列控工程數(shù)據(jù)表一致；3）驗(yàn)證列控中心軌道電路編碼邏輯正確；4）驗(yàn)證區(qū)間閉塞功能正確；5）驗(yàn)證區(qū)間信號(hào)點(diǎn)燈邏輯正確。

根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試?yán)碚摚瑴y(cè)試主要目的是盡可能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的錯(cuò)誤，可以分為肯定測(cè)試[1]和否定測(cè)試[1][2]。因此，C2集成測(cè)試的目的是盡可能發(fā)現(xiàn)列控中心的邏輯功能和列控工程配置數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。所以對(duì)于報(bào)文內(nèi)容和軌道電路編碼測(cè)試，主要采用否定測(cè)試、白盒測(cè)試，旨在發(fā)現(xiàn)報(bào)文中每個(gè)變量的錯(cuò)誤，核對(duì)每個(gè)變量是否與列控工程數(shù)據(jù)表相符，以及每個(gè)區(qū)段的編碼是否與工程設(shè)計(jì)的碼序表相符。列控中心其他功能主要采用肯定測(cè)試、黑盒測(cè)試，將列控中心作為一個(gè)獨(dú)立的單元，通過(guò)外部模擬環(huán)境，向列控中心發(fā)送不同的輸入條件，驗(yàn)證其是否滿足系統(tǒng)需求。

軌道區(qū)段編碼測(cè)試根據(jù)車(chē)站的復(fù)雜度，采用自動(dòng)測(cè)試和人工測(cè)試相結(jié)合的方式進(jìn)行。自動(dòng)測(cè)試原理是通過(guò)外部仿真環(huán)境自動(dòng)辦理各種進(jìn)路及組合進(jìn)路（含列車(chē)進(jìn)路、引導(dǎo)進(jìn)路及列車(chē)進(jìn)路與引導(dǎo)進(jìn)路的組合進(jìn)路），并模擬列車(chē)運(yùn)行，同時(shí)記錄列車(chē)位置及列控中心發(fā)送的軌道區(qū)段載頻、低頻、方向等信息，與工程設(shè)計(jì)的碼序表比較后，形成表格，驗(yàn)證列控中心對(duì)軌道區(qū)段的編碼符合工程設(shè)計(jì)。對(duì)于樞紐站等復(fù)雜車(chē)站主要采用人工核對(duì)軌道區(qū)段編碼的方式進(jìn)行測(cè)試。

由于臨時(shí)限速服務(wù)器的實(shí)施應(yīng)用，列控中心報(bào)文采用實(shí)時(shí)編碼，人工測(cè)試覆蓋全部報(bào)文的可能性變得更加不現(xiàn)實(shí)。對(duì)于列控報(bào)文的測(cè)試采用人工核對(duì)報(bào)文模板和自動(dòng)化結(jié)合的方式，報(bào)文自動(dòng)化測(cè)試原理與軌道區(qū)段編碼自動(dòng)化測(cè)試原理相似。

3.2 C3測(cè)試內(nèi)容和方法

C3集成測(cè)試是在C2集成測(cè)試已保證列控中心、聯(lián)鎖、臨時(shí)限速服務(wù)器接口及應(yīng)答器報(bào)文正確的基礎(chǔ)上，以RBC測(cè)試為主，驗(yàn)證車(chē)-地通信為輔，真正實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備和車(chē)載設(shè)備的系統(tǒng)集成測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容包括：1）線路參數(shù)驗(yàn)證，含線路速度、坡度、分相區(qū)；2）行車(chē)許可驗(yàn)證，含F(xiàn)S MA和OS MA；3）取消進(jìn)路和縮短行車(chē)許可驗(yàn)證（SMA）；4）RBC移交驗(yàn)證；5）C2-C3級(jí)間轉(zhuǎn)換驗(yàn)證；6）調(diào)車(chē)區(qū)域驗(yàn)證（PSA）；7）臨時(shí)限速功能驗(yàn)證（TSR）；8）災(zāi)害區(qū)域驗(yàn)證（ESA）。

C3/C2測(cè)試的區(qū)別在于C3集成測(cè)試以車(chē)載的反映實(shí)現(xiàn)對(duì)地面設(shè)備功能和數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。下面對(duì)上述8種情況的測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。

線路參數(shù)驗(yàn)證：列車(chē)注冊(cè)后，以恒速運(yùn)行，測(cè)試員通過(guò)DMI記錄線路速度、坡度變化點(diǎn)及分相區(qū)公里標(biāo)，是否與列控工程數(shù)據(jù)表一致，從而驗(yàn)證RBC發(fā)送數(shù)據(jù)的正確性。

行車(chē)許可驗(yàn)證：分為區(qū)間FS MA測(cè)試和進(jìn)路FS MA/OS MA測(cè)試。區(qū)間FS MA測(cè)試時(shí)提前占?jí)呵胺介]塞分區(qū)，測(cè)試列車(chē)是否能停在信號(hào)牌前，并記錄停車(chē)時(shí)距信號(hào)牌的距離和列車(chē)速度，逐段恢復(fù)前方占?jí)簠^(qū)段，重復(fù)上述步驟，驗(yàn)證RBC發(fā)送MA長(zhǎng)度的正確性。進(jìn)路FS MA/OS MA測(cè)試時(shí)，聯(lián)鎖辦理列車(chē)/引導(dǎo)進(jìn)路，測(cè)試列車(chē)是否能停在出站信號(hào)機(jī)前，并記錄停車(chē)時(shí)距出站信號(hào)機(jī)的距離和列車(chē)速度，驗(yàn)證RBC發(fā)送MA長(zhǎng)度的正確性。

取消進(jìn)路和縮短行車(chē)許可驗(yàn)證：分為延時(shí)縮短行車(chē)許可和非延時(shí)縮短行車(chē)許可。列車(chē)以FS模式運(yùn)行，接近車(chē)站時(shí)，取消進(jìn)路，進(jìn)路延時(shí)解鎖，RBC發(fā)送SMA，列車(chē)停在進(jìn)站信號(hào)機(jī)前；列車(chē)未接近車(chē)站時(shí)，取消進(jìn)路，進(jìn)路立即解鎖，RBC發(fā)送SMA，列車(chē)停在進(jìn)站信號(hào)機(jī)前。

RBC移交驗(yàn)證：分移交邊界信號(hào)開(kāi)放和未開(kāi)放兩種情況。當(dāng)列車(chē)通過(guò)RBC切換預(yù)告應(yīng)答器時(shí)，通過(guò)Igsmr監(jiān)測(cè)設(shè)備驗(yàn)證ATP呼叫的接收RBC是否正確；當(dāng)列車(chē)通過(guò)RBC邊界后，通過(guò)Igsmr監(jiān)測(cè)設(shè)備驗(yàn)證ATP是否與移交RBC正常斷開(kāi)連接。

C3-C2級(jí)間轉(zhuǎn)換驗(yàn)證：列車(chē)從站內(nèi)以C2等級(jí)發(fā)車(chē)，列車(chē)在區(qū)間轉(zhuǎn)為C3等級(jí)，驗(yàn)證出站口應(yīng)答器中RBC電話號(hào)碼及RBC發(fā)送的級(jí)間轉(zhuǎn)換命令正確。

調(diào)車(chē)區(qū)域驗(yàn)證：列車(chē)以FS模式進(jìn)站停車(chē)，選擇調(diào)車(chē)模式，RBC允許進(jìn)入調(diào)車(chē)模式，如退出調(diào)試模式后，應(yīng)重新與RBC建立連接，聯(lián)鎖辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路，ATP應(yīng)獲得FS MA；如以調(diào)車(chē)模式發(fā)車(chē)，經(jīng)過(guò)出站口應(yīng)答器后，將實(shí)施緊急制動(dòng)。當(dāng)列車(chē)位于區(qū)間時(shí)，選擇調(diào)車(chē)模式，RBC應(yīng)拒絕進(jìn)入調(diào)車(chē)模式，驗(yàn)證RBC中調(diào)車(chē)區(qū)域數(shù)據(jù)配置正確。

災(zāi)害區(qū)域驗(yàn)證：模擬災(zāi)害發(fā)生，RBC向接近災(zāi)害區(qū)的列車(chē)發(fā)送CEM，向處于災(zāi)害區(qū)的列車(chē)發(fā)送UEM，驗(yàn)證RBC中災(zāi)害區(qū)域數(shù)據(jù)配置正確。

臨時(shí)限速功能驗(yàn)證：通過(guò)CTC設(shè)置臨時(shí)限速，在DMI下記錄車(chē)載執(zhí)行限速的位置是否與限速命令中的位置一致，從而驗(yàn)證RBC發(fā)送的臨時(shí)限速信息包正確。

3.3 SDT測(cè)試實(shí)例應(yīng)用

武廣客運(yùn)專(zhuān)線全長(zhǎng)1 068 km，全線設(shè)15個(gè)客運(yùn)站，3個(gè)越行站。武廣線C3級(jí)列控系統(tǒng)，作為運(yùn)營(yíng)速度350 km/h高速動(dòng)車(chē)組的主用列控系統(tǒng)，C2級(jí)作為350 km/h高速動(dòng)車(chē)組降級(jí)備用系統(tǒng)，并滿足200 km/h及以上本線動(dòng)車(chē)組和跨線動(dòng)車(chē)組混合運(yùn)行的要求。

武廣全線設(shè)置9套R(shí)BC、18套聯(lián)鎖、73套TCC（其中：車(chē)站TCC 18套，中繼站TCC 53套，線路所TCC 2套）、臨時(shí)限速服務(wù)器4套，5 200臺(tái)應(yīng)答器，大型復(fù)雜站場(chǎng)及樞紐站有武漢、岳陽(yáng)東、長(zhǎng)沙南、衡陽(yáng)東、廣州南等。RBC管轄范圍如圖4所示。

武廣線RBC移交采用對(duì)稱(chēng)式切換，相鄰RBC不通信。中繼站列控中心將其管轄范圍內(nèi)的區(qū)間區(qū)段狀態(tài)發(fā)送給車(chē)站列控中心，由車(chē)站列控中心匯總后發(fā)送給聯(lián)鎖，聯(lián)鎖系統(tǒng)將區(qū)間區(qū)段狀態(tài)、進(jìn)路信息綜合后發(fā)送給RBC，數(shù)據(jù)流如圖5所示。

所以，武廣線SDT測(cè)試以RBC為單位，按照線路級(jí)的方式進(jìn)行。

現(xiàn)以RBC4為例，對(duì)SDT測(cè)試進(jìn)行分析說(shuō)明。RBC4包括長(zhǎng)沙南、株洲西2套聯(lián)鎖，9套列控中心（車(chē)站TCC 2套，中繼站TCC 5套，線路所TCC 2套），RBC分界區(qū)下行線為K1558+035至K1692+515，上行線為K1557+983至 K1692+565，如圖6所示。

RBC4 SDT測(cè)試項(xiàng)應(yīng)包括的案例數(shù)如表1所示。

RBC4共進(jìn)行9輪SDT測(cè)試，每輪SDT測(cè)試前必須對(duì)子系統(tǒng)版本進(jìn)行記錄，記錄如表2所示。

每輪SDT測(cè)試通過(guò)/失敗案例數(shù)的統(tǒng)計(jì)如表3所示。

表1 RBC4 SDT項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)的案例數(shù)

表3 SDT測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)

RBC4的SDT測(cè)試發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題歸納如下幾類(lèi)。

1）RBC類(lèi)

* RBC移交區(qū)數(shù)據(jù)配置錯(cuò)誤問(wèn)題。

* 誤發(fā)UEM問(wèn)題。

2）聯(lián)鎖類(lèi)

* 與RBC接口SA-ID錯(cuò)誤問(wèn)題。

* 聯(lián)鎖數(shù)據(jù)配置錯(cuò)誤問(wèn)題。

3）列控中心類(lèi)

* 與聯(lián)鎖接口碼位錯(cuò)誤問(wèn)題。

* 軌道電路發(fā)碼錯(cuò)誤，信號(hào)降級(jí)錯(cuò)誤問(wèn)題。

4）車(chē)載類(lèi)

* D區(qū)顯示問(wèn)題。

* ATP CU故障問(wèn)題。

5）臨時(shí)限速服務(wù)器類(lèi)

* 與RBC通信中斷問(wèn)題。

* 數(shù)據(jù)配置錯(cuò)誤問(wèn)題。

綜上分析，室內(nèi)SDT測(cè)試將對(duì)RBC、列控中心、臨時(shí)限速服務(wù)器、聯(lián)鎖等設(shè)備的功能、系統(tǒng)工程配置數(shù)據(jù)、應(yīng)答器報(bào)文、車(chē)-地通信以及車(chē)載設(shè)備功能均進(jìn)行全面、完整的測(cè)試，為后期工程實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

列控系統(tǒng)中的工程配置數(shù)據(jù)是控制行車(chē)安全的基礎(chǔ)信息，其正確性至關(guān)重要。室內(nèi)集成測(cè)試是保證列控系統(tǒng)的工程配置數(shù)據(jù)正確性的一個(gè)重要手段，本文結(jié)合武廣客運(yùn)專(zhuān)線，對(duì)列控系統(tǒng)室內(nèi)集成測(cè)試流程、內(nèi)容及方法進(jìn)行研究，提出C2集成測(cè)試內(nèi)容和自動(dòng)化測(cè)試手段及C3的SDT測(cè)試內(nèi)容和方法，并在武廣客運(yùn)專(zhuān)線工程上進(jìn)行了成功運(yùn)用，為武廣客運(yùn)專(zhuān)線的順利開(kāi)通提供了保障。

[1]譚征．軟件工程與管理[M]． 北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[2]科技運(yùn)函[2008]34號(hào) CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案[S].

[3]鐵道部科技運(yùn)[2008]151號(hào) 客運(yùn)專(zhuān)線列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范（V1.0）[S].

[4]科技運(yùn)[2008]144號(hào) CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V1.0）[S].

[5]傅世善．信號(hào)基礎(chǔ)知識(shí)講座（第八講）—列控系統(tǒng)的應(yīng)用等級(jí)[J]．鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2010，7（6）：78-79.