基于CAN总线的列车网络控制系统的测试平台

摘要

本发明提供了一种基于CAN总线的列车网络控制系统的测试平台，包括：列车网络控制系统和通过CAN总线与列车网络控制系统连接的测试系统；测试系统包括：板卡单元，用于模拟得到列车控制器局域网中的各节点及节点之间的逻辑关系；通过CAN总线接收列车网络控制系统对于列车控制器局域网中的目标节点发送的控制指令，模拟得到目标节点执行控制指令的运行数据；处理单元，用于根据控制指令和运行数据判定列车网络控制系统的运行情况。当被测试的列车网络控制系统发生改变时，改变测试系统中的各节点及节点之间的逻辑关系，使其与被测试的列车网络控制系统匹配，从而提高测试平台的灵活性，降低成本，减平台少搭建周期利于批量测试。

说明书

技术领域

本发明涉及列车系统的测试领域，尤其涉及一种基于CAN总线的列车网 络控制系统的测试平台。

背景技术

列车网络控制系统是维持动车组稳定高速运行的关键技术之一，是动 车组的神经中枢，负责完成列车的运行控制，监视和诊断。驾驶人员通过 控制列车网络控制系统完成对列车的牵引、制动等控制，以实现列车的正 常工作和运行。

在列车网络控制系统装车之前往往都需要进行系统性的测试，以减少 在实际生产中列车网络控制系统方面的问题，其中，列车网络控制系统中 的各组成部分之间是通过控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,简 称CAN)总线连接在一起的，用以实现各组成部分之间数据通信。图1为 现有的列车网络控制系统的测试台的拓扑结构示意图，如图1所示，现有 的列车网络控制系统测试是通过相应功能的实验台实现的，一般分为被测 对象，电路仿真和子系统仿真三个部分。当所需要测试的网络控制系统发 生改变时，被测对象发生改变时，电路仿真部分和子系统仿真部分中的硬 件设备的数量，种类以及各设备之间的连接和布线也需要做出相应的调 整，测试台的灵活性差，测试台的搭建周期长，不利于批量测试。

发明内容

本发明提供了一种基于CAN总线的列车网络控制系统的测试平台，用于 解决在现有的列车网络控制系统的测试台中，当被测对象发生改变时，相应 的测试平台中的硬件设备也需要做出相应改变，而出现的测试台的灵活性差， 搭建周期长的问题。

本发明提供的一种基于CAN总线的列车网络控制系统的测试平台，包括：

列车网络控制系统和通过CAN总线与所述列车网络控制系统连接的测试 系统；

其中，所述测试系统包括：

板卡单元，用于模拟得到列车控制器局域网中的各节点及节点之间的逻 辑关系；通过所述CAN总线接收所述列车网络控制系统对于列车控制器局域 网中的目标节点发送的控制指令，模拟得到所述目标节点执行所述控制指令 的运行数据；

处理单元，用于根据所述控制指令和所述运行数据判定所述列车网络控 制系统的运行情况。

本发明提供的基于CAN总线的列车网络控制系统的测试平台，通过设置 列车网络控制系统和通过CAN总线与所述列车网络控制系统连接的测试系 统；所述测试系统包括：板卡单元，用于模拟得到列车控制器局域网中的各 节点及节点之间的逻辑关系；通过所述CAN总线接收所述列车网络控制系统 对于列车控制器局域网中的目标节点发送的控制指令，模拟得到所述目标节 点执行所述控制指令的运行数据；处理单元，用于根据所述控制指令和所述 运行数据判定所述列车网络控制系统的运行情况。从而使当被测试的所述列 车网络控制系统发生改变时，仅需要改变测试系统的板卡单元中所模拟的列 车控制器局域网中的各节点及节点之间的逻辑关系，并模拟得到所述目标节 点执行所述控制指令的运行数据，同时利用处理单元判定所述列车网络控制 系统的运行情况，即可完成测试，使整个测试平台的灵活性得到提高，成本 降低，同时搭建测试平台的周期减少，有利于批量测试。

附图说明

图1为现有的列车网络控制系统的测试台的拓扑结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种基于CAN总线的列车网络控制系统的 测试平台的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的又一种基于CAN总线的列车网络控制系统 的测试平台的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的又一种基于CAN总线的列车网络控制系 统的测试平台的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种基于CAN总线的列车网络控制单元 的测试平台的结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的又一种基于CAN总线的列车网络控制单 元的测试平台的结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的一种基于CAN总线的列车网络控制单元 的测试平台的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图2为本发明实施例一提供的一种基于CAN总线的列车网络控制系统的 测试平台的结构示意图，如图2所示，实施例一提供的基于CAN总线的列车 网络控制系统的测试平台，包括：

列车网络控制系统10和通过CAN总线20与所述列车网络控制系统10连 接的测试系统30；其中，所述测试系统30包括：板卡单元31，用于模拟得 到列车控制器局域网中的各节点及节点之间的逻辑关系；通过所述CAN总线 20接收所述列车网络控制系统10对于列车控制器局域网中的目标节点发送 的控制指令，模拟得到所述目标节点执行所述控制指令的运行数据；处理单 元32，用于根据所述控制指令和所述运行数据判定所述列车网络控制系统的 运行情况。

例如，所需要进行测试的列车网络控制系统10包括牵引控制模块和制动 控制模块，测试系统30需要对列车网络控制系统10中的牵引控制模块和制 动控制模块进行测试。具体的，测试系统30中的板卡单元31模拟得到列车 控制器局域网中的牵引节点和制动节点，及牵引节点和制动节点之间的逻辑 关系，例如，牵引节点与制动控点之间可存在非门关系，即当牵引节点工作 时，制动节点不工作，反之亦然。随后，板卡单元31通过CAN总线20接收 列车网络控制系统10对于牵引节点发送开始牵引和对于制动节点发送停止 制动等的控制指令。板卡单元31模拟并得到牵引节点执行开始牵引以及制动 节点执行停止制动时的运行数据。处理单元32根据列车网络控制系统10发 送的控制指令和板卡单元31得到的运行数据判定列车网络控制系统10的运 行情况，即列车网络控制系统10发出的控制指令是否正确并准确地被测试系 统30中的相应的目标节点执行。

而在上述测试过程中，当列车网络控制系统10所测试的控制模块改变 时，例如，变为车门模块及火警模块，只需要对测试系统30中的板卡单元 31中的模拟的各节点即节点之间的逻辑关系进行改变，即可完成整个测试平 台的搭建。改变测试对象后的后的测试过程如上述举例，不再赘述。

优选地，测试系统30的处理单元32还用于：根据控制指令在标准状态 标识库中查询相应的标准状态标识；分析运行数据并得到目标节点的运行状 态标识；判断运行状态标识与所述标准状态标识是否匹配，并根据匹配结果 获得列车网络控制系统的运行情况。

具体的，当上述举例中的控制指令为停止制动时，处理单元32根据该指 令在标准状态标识库中查询相应的标准状态标识。例如，标准状态标识库中 制动节点的标准状态标识分别为“1”和“0”，其中“1”代表制动节点开始 制动，而“0”代表制动节点停止制动，此时，处理单元32根据停止制动功 能的控制指令得到的相应的标准状态标识为“0”。同时，处理单元32还分析 运行数据并得到制动节点的运行状态标识，例如，此时的运行状态标识为“0”。 处理单元32判断运行状态标识与标准状态标识是否匹配，并根据匹配结果获 得列车网络控制系统的运行情况，例如，此时的运行状态标识与标准状态标 识均为“0”，因此匹配。上述实施方式通过设置处理单元32以实现对列车网 络控制系统的运行情况，使整个测试平台的测试结果更加准确。

更优地，图3为本发明实施例一提供的又一种基于CAN总线的列车网络 控制系统的测试平台的结构示意图，在上述实施方式的基础上，测试系统30 还包括警报单元33，警报单元33与处理单元32连接。相应的，处理单元32 还用于：若运行状态标识与标准状态标识匹配，则列车网络控制系统10的运 行情况为合格；若运行状态标识与标准状态标识不匹配，则列车网络控制系 统10的运行情况为不合格，并触发警报单元33发出警报。上述实施方式通 过设置警报单元33使当列车网络控制系统10的运行情况为不合格时，发出 警报并告知技术人员，使技术人员能够对列车网络控制系统10及时进行调 整，有利于加快测试进程。

优选地，图4为本发明实施例一提供的又一种基于CAN总线的列车网络 控制系统的测试平台的结构示意图，在上述各实施方式的基础上，测试系统 30还包括：显示单元34；所述显示单元34与所述处理单元32连接，用于显 示所述列车网络控制系统10的运行情况。通过在测试系统30中设置显示单 元34，使技术人员快速查看到列车网络控制系统10的运行情况，能够及时 掌控整个测试过程，起到了提高测试安全性，和加快测试进程的有益效果。

本发明实施例一提供的基于CAN总线的列车网络控制系统的测试平台， 通过设置列车网络控制系统10和通过CAN总线20与列车网络控制系统10连 接的测试系统30；测试系统30包括：板卡单元31，用于模拟得到列车控制 器局域网中的各节点及节点之间的逻辑关系；通过CAN总线20接收列车网络 控制系统10对于列车控制器局域网中的目标节点发送的控制指令，模拟得到 目标节点执行控制指令的运行数据；处理单元32，用于根据控制指令和行数 据判定列车网络控制系统10的运行情况。当被测试的列车网络控制系统10 发生改变时，仅需要改变测试系统的板卡单元中所模拟的列车控制器局域网 中的各节点及节点之间的逻辑关系，并模拟得到目标节点执行控制指令的运 行数据，同时利用处理单元判定列车网络控制系统10的运行情况，即可完成 测试，使整个测试平台的灵活性得到提高，成本降低，同时搭建测试平台的 周期减少，有利于批量测试。

图5为本发明实施例二提供的一种基于CAN总线的列车网络控制单元的 测试平台的结构示意图，在上述实施例一的各实施方式的基础上，本实施例 二提供的测试系统30中的板卡单元31包括：板卡主体311和至少一个控制 器局域网络收发器312。其中，板卡主体311用于建立列车控制器局域网中 的各节点及模拟各节点之间的逻辑关系，控制器局域网络收发器312，用于 接收所述列车网络控制系统10对于列车控制器局域网中的目标节点发送的 控制指令，所述目标节点为所述各节点中的一个或多个；根据所述各节点之 间的逻辑关系和所述控制指令，模拟所述目标节点执行所述控制指令的运行 过程，并获得在所述运行过程中的运行数据。

需要说明的是，在上述实施方式中，板卡主体311可建立包括制动节点， 空调节点，牵引节点，火警节点，车门节点，照明节点在内的各类节点，具 体设置的节点种类可根据测试需要进行确定。而所述目标节点为所述各节点 中的一个或多个。例如，板卡主体311建立了制动节点，牵引节点，火警节 点，照明节点并模拟了这些节点之间的关系。而控制器局域网络收发器312 的接收的控制指令则可为，开启火警并报警，关闭照明，停止牵引以及开始 制动；或者，接收的控制指令还可为针对火警节点的开启火警并报警，此时 由于火警节点与其他节点之间的逻辑关系，在控制器局域网络收发器312模 拟所述目标节点执行所述控制指令的运行过程时，还将对与火警节点有逻辑 关系的其他节点的运行过程进行模拟，即当控制器局域网络收发器312进行 开启火警节点的火警并报警的模拟时，还将进行照明节点的关闭照明，牵引 节点的停止牵引和制动节点的开始制动的模拟。通过上述方式，使整个模拟 节点运行过程更加符合常规，使得测试结果更加准确。

优选地，为了使测试过程更加灵活易掌控，图6为本发明实施例二提供 的又一种基于CAN总线的列车网络控制单元的测试平台的结构示意图，在图 5所示的实施方式的基础上，如图6所示，板卡单元31还包括：与所述控制 器局域网络收发器312连接的控制器局域网络接口313，用于获取用户输入 的其他指令，并将所述其他指令发送至所述控制器局域网络收发器312；相 应的，所述控制器局域网络收发器312，还用于：模拟所述目标节点执行所 述控制指令和所述其他指令的运行过程，并获得在所述运行过程中的运行数 据。

通过设置控制器局域网络接口313，使用户可以通过与控制器局域网络 接口313连接的输入设备，例如鼠标，键盘等，向控制器局域网络收发器312 发送其他指令，例如，关闭所有节点等。从而使整个测试过程更加易于掌控 也更加灵活。

本发明实施例二提供的一种基于CAN总线的列车网络控制单元的测试平 台通过设置板卡主体311和至少一个控制器局域网络收发器312，所述目标 节点为所述各节点中的一个或多个。从而使整个模拟节点运行过程更加符合 常规也更贴近现实中的测试环境，提高了测试的真实性和可靠性，同时使得 测试结果更加准确。

图7为本发明实施例三提供的一种基于CAN总线的列车网络控制单元的 测试平台的结构示意图，在上述各实施方式的基础上，本实施例三提供的列 车网络控制系统10中具体包括：车辆控制单元11和司机室人机接口12；其 中，车辆控制单元11分别与司机室人机接口12与测试系统30连接；其中， 司机室人机接口12接收司机发出的操作指令，并将操作指令发送至车辆控制 单元11；车辆控制单元11根据操作指令向列车控制器局域网中的目标节点 发送所述控制指令。

例如，司机室人机接口12接收到司机发出关闭车门的操作指令，车辆控 制单元11判断出该操作指令的执行对象为车门节点，并将该操作指令发送给 车门节点，以使车门节点根据该操作指令进行动作。需要说明的是，司机发 出的操作指令与司机室的功能相对应，例如，司机可发出包括操作电池功能， 转向功能，牵引功能等操作指令。具体操作指令的设置，本领域技术人员可 结果实际情况自行设定，本实施方式不做限定。

本发明实施例三提供的基于CAN总线的列车网络控制单元的测试平台通 过设置车辆控制单元11和司机室人机接口12，并使得机室人机接口12接收 司机发出的操作指令，并将操作指令发送至车辆控制单元11，车辆控制单元 11根据操作指令向列车控制器局域网中的目标节点发送所述控制指令。以实 现提高测试平台的灵活性，降低成本，减少搭建测试平台的周期的效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描 述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不 再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而 前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的 介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替 换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。