一种测试轨道电路信息读取器的方法和装置与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种测试轨道电路信息读取器的方法和装置。


背景技术：

2.轨道电路信息读取器(track circuit receiver，简称tcr)是列控车载设备(atp)的一个重要子系统。tcr通过tcr天线接收轨道上的轨道电路信息，并将解调出的轨道电路载频、低频及绝缘节信息(可选)传送给车载主控单元，tcr具备多载频接收功能，应能根据应答器信息、司机上下行载频选择确定上下行载频。
3.tcr是安全级设备，设计开发过程要要满足sil4(safety integrity level，安全完整性等级sil)级要求，对tcr进行充分有效的测试尤为重要。目前，对tcr解码结果的测试主要依赖于人工，使用发码表进行逐一测试，因此，测试效率有待提升；同时，测试的正确性也依赖测试人员的水平，因此，测试正确率也有待提升。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种测试轨道电路信息读取器的方法和装置，能够有效便捷的对轨道电路信息读取器进行功能的测试，提高测试效率、提高测试正确率、减轻工作量。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.一种测试轨道电路信息读取器的装置，包括：tcm发码装置以及安装有上位机仿真软件的计算机；其中：
7.所述计算机，用于通过上位机仿真软件发送锁载频信息至轨道电路信息读取器，以及发送携带有轨道电路信息的测试命令至所述tcm发码装置；
8.所述tcm发码装置，用于从测试命令中提取轨道电路信息的信号特征，并生成轨道电路信号发送至所述轨道电路信息读取器；
9.所述计算机，还用于接收所述轨道电路信息读取器根据所述锁载频信息针对所述轨道电路信号的解码结果，并基于所述轨道电路信息对所述解码结果进行验证，如果通过验证，则计算发送所述携带有轨道电路信息的测试命令与接收所述解码结果的时间差值。
10.一种测试轨道电路信息读取器的方法，基于tcm发码装置以及安装有上位机仿真软件的计算机实现，该方法包括：
11.由所述计算机通过上位机仿真软件发送锁载频信息至轨道电路信息读取器，以及发送携带有轨道电路信息的测试命令至所述tcm发码装置；
12.由所述tcm发码装置从测试命令中提取轨道电路信息的信号特征，并生成轨道电路信号发送至所述轨道电路信息读取器；
13.由所述计算机接收所述轨道电路信息读取器根据所述锁载频信息针对所述轨道电路信号的解码结果，并基于所述轨道电路信息对所述解码结果进行验证，如果，通过验证，则计算发送所述携带有轨道电路信息的测试命令与接收所述解码结果的时间差值。
14.由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过上位机仿真软件模拟atp与被测轨道电路读取器进行通信，配合tcm发码装置实现相关轨道电路信息的发送，同时，对来自被测轨道电路信息读取器的解码结果进行验证并计算相关轨道电路信息的发送与解码结果的时间差值，可以对轨道电路信息读取器解码的正确性以及解码时间的相关性能进行自动化测试和测试结果的统计，提高了测试效率和正确性，减轻了人工测试的工作量。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
16.图1为本发明实施例提供的一种测试轨道电路信息读取器的装置示意图；
17.图2为本发明实施例提供的上位机仿真软件的操作界面的示意图；
18.图3为本发明实施例提供的tcm发码装置的硬件结构示意图；
19.图4为本发明实施例提供的tcm发码装置的处理软件的工作流程图；
20.图5为本发明实施例提供的测试tcr后的测试结果统计图。
具体实施方式
21.下面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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
22.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
23.术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，x和/或y表示既包括“x”或“y”的情况也包括“x和y”的三种情况。
24.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
25.下面对本发明所提供的一种测试轨道电路信息读取器的方法和装置进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
26.实施例一
27.如图1所示，一种测试轨道电路信息读取器的装置，主要包括：tcm发码装置以及安装有上位机仿真软件的计算机；其中：
28.所述计算机，用于通过上位机仿真软件发送锁载频信息至轨道电路信息读取器，以及发送携带有轨道电路信息的测试命令至所述tcm发码装置；
29.所述tcm发码装置，用于提取出轨道电路信息测试命令并生成轨道电路信号发送至所述轨道电路信息读取器；
30.所述计算机，还用于接收所述轨道电路信息读取器根据所述锁载频信息针对所述轨道电路信号的解码结果，并基于所述轨道电路信息对所述解码结果进行验证，如果通过验证，则计算发送所述携带有轨道电路信息的测试命令与接收所述解码结果的时间差值。
31.为了便于理解，下面针对装置中的每一部分分别进行介绍。
32.一、计算机部分。
33.本发明实施例中，所述计算机中安装有上位机仿真软件，通过上位机仿真软件(testtcr)，可以控制tcm发码装置同时发送三路不同的轨道电路信号。
34.本发明实施例中，所述上位机仿真软件可以采用visual c 为开发工具进行开发，主要包括：与tcr通信处理模块、轨道电路信息发码处理模块、测试结果统计分析模块、界面显示控制模块。如图2所示，为上位机仿真软件的操作界面的示意图。
35.1、所述与tcr通信处理模块，用于根据通信协议模拟atp与轨道电路信息读取器进行通信，发送相应的锁载频信息至轨道电路信息读取器，并接收轨道电路信息读取器的解码结果，解析出载频和低频进行显示。
36.2、所述轨道电路信息发码处理模块，用于根据与tcm发码装置的通信协议，结合测试目的，使用固定测试脚本或编辑的测试脚本，发送携带不同制式(例如，zpw-2000、um71、国产移频)下不同载频和低频的轨道电路信号的测试命令至所述tcm发码装置。
37.本发明实施例中，携带有轨道电路信息的测试命令可以通过串口发送至所述tcm发码装置。
38.3、所述测试结果统计分析模块，用于基于所述轨道电路信息对所述解码结果进行验证，以及计算发送所述携带有轨道电路信息的测试命令与接收所述解码结果的时间差值；对每一次测试获得的验证结果与时间差值计算结果进行记录，并进行正确性判断，作为一个测试结果，并将多次测试结果进行统计分析。
39.本发明实施例中，所述每一次发送携带有轨道电路信息的测试命令时都会记录对应的时间，对于相应轨道电路信息的解码结果也会记录相应的时间，如果通过验证(即解码结果与轨道电路信息一致)，则计算两个时间的差值，即为tcr的解码时间或掉码时间。
40.4、所述界面显示控制模块，用于实现测试过程中各项信息的显示控制，以及各项信息的选择与测试命令的发送控制。所述界面显示控制模块可以在图2所示的操作界面上进行按键的处理、脚本的界面显示、测试结果的显示等和界面相关的控制功能。
41.二、tcm发码装置。
42.本发明实施例中，所述tcm发码装置实现zpw-2000、um71与国产移频多个制式的载频和低频轨道电路信号调制发送，tcm发码装置采用先进的dds(direct digital synthesis，直接数字频率合成)技术和数字信号处理技术，按照上位机仿真软件的测试指令，实时输出三路轨道电路信号。
43.1、硬件部分。
44.如图3所示，为tcm发码装置的硬件结构示意图，主要包括：电源接口、电源转换电路、通信接口、rs422总线收发器、dsp芯片、dds芯片、放大调理电路、sdram以及三路轨道电路信号输出接口；其中，电源接口与电源转换电路相连，由所述电源转换电路进行电源转换
后为rs422总线收发器、dsp芯片、dds芯片与放大调理电路供电；所述dsp芯片与sdram连接，所述sdram暂存dsp芯片处理后的数据信息；通信接口、rs422总线收发器、dsp芯片、dds芯片与放大调理电路依次连接，将携带有轨道电路信息的测试命令处理为三路轨道电路信号后，通过所述三路轨道电路信号输出接口传输至轨道电路信息读取器。
45.上述硬件电路有如下特点：
46.1)采用dds直接数字式频率合成技术芯片，dds技术芯片噪声低、分辨率高、有快速的da转换时间，能够满足快速的fsk信号调制和稳定输出要求。
47.本领域技术人员可以理解，轨道电路信号属于fsk调制信号，但是fsk调制信号不一定是轨道电路信号，而是更宽的一个概念。
48.2)采用ti公司成熟的数字信号处理器芯片，主处理芯片采用tms320f28235芯片，它具有高性能32位cpu内核，哈佛(harvard)总线架构，256k
×
16闪存，34k
×
16saram支持sci、spi、can、i2c、mcbsp、xintf接口，具有高性能低功耗的优点。
49.3)采用轨至轨低噪声低偏置电压运算放大器，采用三级放大电路和功率放大电路。
50.2、软件部分。
51.所述tcm发码装置设有配套的处理软件(包含dsp软件)，可采用c语言编写，依据编码规范misra c进行编码。处理软件主要包括：初始化固件及自检模块、灯位处理模块、通信数据接收处理模块、通信数据解析模块以及调制信号发出模块。处理软件的工作流程如图4所示。
52.1)所述初始化固件及自检模块，用于对tcm发码装置进行初始化，并进行自检，如果自检通过，进行下一步操作；自检不通过，则进行故障显示且不进行下一步操作。
53.2)所述灯位处理模块，用于对所述tcm发码装置上的通信指示灯、故障指示灯进行控制，根据自检结果控制故障指示灯，根据通信状态控制相应的通信指示灯，表明当前通信状态和故障状态；
54.3)所述通信数据接收处理模块，用于在通过自检后，接收携带有轨道电路信息的测试命令。
55.本发明实施例中，上位机仿真软件可通过rs422串口(波特率为115200bps)与tcm发码装置进行通信。tcm发码装置的通信数据接收处理模块接收上位机仿真软件的串口通信数据。
56.4)所述通信数据解析模块，用于对携带有轨道电路信息的测试命令进行解析，提取用于生成轨道电路信号的相关特征。具体来说：对接收的信息进行解析，通信协议包含：数据头fffe和数据尾fffd协议、crc16的校验以及轨道电路信号的相关参数，提取用于生成轨道电路信号的相关特征包括载频、低频、频偏以及幅值信息。
57.5)所述调制信号发出模块，用于根据通信数据解析模块输出的轨道电路信号的特征发送至dds芯片，由dds芯片生成轨道电路信号后发送至轨道电路信息读取器。
58.以上为测试轨道电路信息读取器的tcm发码装置的主要组成及原理介绍，被测的轨道电路信息读取器依照其原有工作流程进行，即tcr根据atp的锁载频信息，对轨道电路信号进行采样处理后进行解码，将解码结果通过串口发送到上位机仿真软件。
59.本发明实施例基于图1搭建了相关的测试环境，编写相应的测试脚本后进行解码
正确率测试，开始测试到测试结束后统计测试结果，就可以将三种制式下的18个低频码进行轮循测试，测试正确率100％。图5展示了测试tcr后的测试结果统计信息。
60.实施例二
61.本发明实施例还提供一种测试轨道电路信息读取器的方法，该方法基于前述实施例提供的装置实现，该方法包括：
62.利用计算机通过上位机仿真软件发送锁载频信息至轨道电路信息读取器，以及发送携带有轨道电路信息的测试命令至所述tcm发码装置；
63.利用tcm发码装置提取出轨道电路信息的信号特征并生成轨道电路信号发送至所述轨道电路信息读取器；
64.利用所述计算机接收所述轨道电路信息读取器根据所述锁载频信息针对所述轨道电路信号的解码结果，并基于所述轨道电路信息对所述解码结果进行验证，如果通过验证，则计算发送所述携带有轨道电路信息的测试命令与接收所述解码结果的时间差值。
65.本发明实施例中，所述上位机仿真软件包括：与tcr通信处理模块、轨道电路信息发码处理模块、测试结果统计分析模块、界面显示控制模块；其中：
66.所述与tcr通信处理模块，用于根据通信协议模拟atp与轨道电路信息读取器进行通信，发送相应的锁载频信息至轨道电路信息读取器，并接收轨道电路信息读取器的解码结果；
67.所述轨道电路信息发码处理模块，用于根据与tcm发码装置的通信协议，结合测试目的，使用固定测试脚本或编辑的测试脚本，发送携带不同制式下不同载频和低频的轨道电路信号的测试命令至所述tcm发码装置；
68.所述测试结果统计分析模块，用于基于所述轨道电路信息对所述解码结果进行验证，如果通过验证，则计算发送所述携带有轨道电路信息的测试命令与接收所述解码结果的时间差值；对每一次测试获得的验证结果与时间差值计算结果进行记录，并进行正确性判断，作为一个测试结果，并将多次测试结果进行统计分析；
69.所述界面显示控制模块，用于实现测试过程中各项信息的显示，以及各项信息的选择与测试命令的发送。
70.本发明实施例中，所述tcm发码装置实现zpw-2000、um71与国产移频多个制式的载频和低频轨道电路信号调制发送，tcm发码装置采用先进的dds技术和数字信号处理技术，按照上位机仿真软件的测试指令，实时输出三路轨道电路信号。
71.本发明实施例中，所述tcm发码装置包括：电源接口、电源转换电路、通信接口、rs422总线收发器、dsp芯片、dds芯片、放大调理电路、sdram以及三路fsk调制信号输出接口；其中，电源接口与电源转换电路相连，由所述电源转换电路进行电源转换后为rs422总线收发器、dsp芯片、dds芯片与放大调理电路供电；所述dsp芯片与sdram连接；通信接口、rs422总线收发器、dsp芯片、dds芯片与放大调理电路依次连接，将携带有轨道电路信息的测试命令处理为三路轨道电路信号后，通过所述三路轨道电路信号输出接口传输至轨道电路信息读取器。
72.本发明实施例中，所述tcm发码装置设有配套的处理软件，处理软件包括：初始化固件及自检模块、灯位处理模块、通信数据接收处理模块、通信数据解析模块以及调制信号发出模块；其中：
73.所述初始化固件及自检模块，用于对tcm发码装置进行初始化，并进行自检，如果自检通过，进行下一步操作；自检不通过，则进行故障显示且不进行下一步操作；
74.所述灯位处理模块，用于对所述tcm发码装置上的通信指示灯、故障指示灯进行控制，根据自检结果控制故障指示灯，根据通信状态控制相应通信指示灯，表明当前通信状态和故障状态；
75.所述通信数据接收处理模块，用于在通过自检后，接收携带有轨道电路信息的测试命令；
76.所述通信数据解析模块，用于对携带有轨道电路信息的测试命令进行解析，提取用于生成轨道电路信号的相关特征；
77.所述调制信号发出模块，用于根据通信数据解析模块输出的轨道电路信号的特征发送至dds芯片，由dds芯片生成轨道电路信号后发送至轨道电路信息读取器。
78.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。