一种机车信号车载设备仿真试验方法与流程

1.本发明属于铁路信号检测技术领域，尤其涉及机车信号车载设备软件解码能力的仿真。


背景技术：

2.根据国铁集团铁工电【2022】41号《铁路信号产品运用管理办法》的要求，包括机车信号车载设备在内的铁路信号产品软件变更前应进行软件仿真和现场模拟试验。机车信号车载设备安装在机车上，用于接收钢轨中传输的轨道电路信号，并将轨道电路信号进行解码后传输给机车驾驶室内安装的机车信号机进行显示，同时还将解码结果传输给后级设备，用来控制机车运行。因此，机车信号车载设备能否正确解码轨道电路信号直接关系着行车安全，在对机车信号车载设备的软件进行变更前就需要对机车信号车载设备的软件解码能力性能进行试验，以保证其正常运行。
3.机车信号车载设备内置的解码软件有时候会根据运行现场实际情况发生变更，比如某条交路某个位置出现了异常干扰，而地面的轨道电路信号设备查不到具体原因，只能修改机车解码软件来提高抗干扰能力。在变更前需要做试验判断变更后的解码软件是否能够正常解码。比如先修改一台机车信号车载设备的解码软件，然后将其安装在机车上现场运行一段时间(即在有问题的线路上试运行一段时间)，判断是否工作正常。如果变更后的解码软件未正常解码，则表示机车信号车载设备没有成功解决干扰问题，就需要对解码软件进行修改更新后再次现场试验。这样不但影响列车运行效率，而且每次现场试验都需要繁琐的申请手续，严重影响了问题解决效率。因此，最好的方式是能够仿真试验，即在室内能够模拟实际运行现场来判断变更后的解码软件是否能够解决问题。
4.但是当前包括便携发码器、测试环线和综合的性能指标测试设备在内的所有测试手段都是在理想条件下测试机车信号车载设备的性能指标，而无法模拟真实的现场轨道电路信号环境。这就导致无法准确的判断车信号车载设备的解码能力是否符合要求。因此，亟需一种方法，能够在机车信号车载设备软件变更前进行仿真和现场模拟试验，有效评估软件变更效果，保障行车安全。


技术实现要素：

5.本发明是为了解决在车信号车载设备软件测试时，无法模拟真实的现场轨道电路信号环境的问题，现提供一种机车信号车载设备仿真试验方法。
6.一种机车信号车载设备仿真试验方法，包括以下步骤：
7.步骤一：采集机车信号车载设备在运行过程中存储的轨道电路信号波形数据和运行状态数据；
8.步骤二：根据仿真试验需求选取轨道电路信号波形数据和运行状态数据；
9.步骤三：将选取的轨道电路信号波形数据还原为轨道电路信号波形；
10.步骤四：将还原的轨道电路信号波形输入至被仿真的机车信号车载设备中进行解
码，获得解码结果，所述被仿真的机车信号车载设备为更新了解码软件的机车信号车载设备；
11.步骤五：将解码结果与选取的运行状态数据中的解码结果进行比较，判断被仿真的机车信号车载设备的解码结果是否正确，若正确则完成试验，否则重新对被仿真的机车信号车载设备中的解码软件进行更新，并返回步骤四。
12.进一步的，上述机车信号车载设备内置了记录板，该记录板用于记录机车信号车载设备在运行过程中的轨道电路信号波形数据和运行状态数据。
13.进一步的，上述运行状态数据包括：解码结果、交路号、运行方向和时间。
14.进一步的，上述轨道电路信号波形数据和运行状态数据存储在记录板上的cf卡中。
15.进一步的，上述步骤一中，通过移动存储设备对cf卡中的数据进行转存来实现数据的采集。
16.进一步的，上述步骤一中，将cf卡取出并导入至仿真试验设备中来实现数据的采集。
17.进一步的，上述步骤二中所述仿真试验需求至少包括仿真试验中所需的交路号和运行方向。
18.进一步的，在上述步骤三之前，首先将轨道电路信号波形数据和运行状态数据按照交路号和运行方向进行分类。
19.进一步的，上述步骤三中，通过数模转换的方式对电路信号波形数据进行还原，获得轨道电路信号波形。
20.本发明的有益效果如下：
21.1、本发明解决了当前机车信号车载设备的解码软件在更新前没有方法和手段对其进行仿真和现场模拟试验的问题；
22.2、本发明复现了机车信号车载设备在实际运用时接收到的包含各种干扰信号的实际轨道电路信号，真实模拟现场实际运行环境；
23.3、本发明无须增加额外的现场数据采集工具，利用既有机车信号车载设备的记录数据，根据需要选择需要仿真的线路数据即可。
附图说明
24.图1为本发明所述一种机车信号车载设备仿真试验方法的流程图。
具体实施方式
25.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，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.具体实施方式一：机车信号车载设备安装在机车上后，跟随机车运行在各铁路线上，即现场运行。每个铁路局都有很多铁路线，为了方便管理，把铁路线都进行了编号，称之
为交路号。由于铁路线是单向行车，因此为了提高运输效率，很多交路是双线铁路，即一条线路开过去，另一条线路是开回来。因此，列车在某个交路上运行时，又有运行方向之分，称之为上行或者下行。比如哈尔滨局2号交路上行，指的就是从牡丹江开往哈尔滨方向的铁路线；哈尔滨局2号交路下行，指的是从哈尔滨开往牡丹江方向的铁路线。
27.机车信号车载设备能够记录多天的数据，而机车在多天内也跑了很多交路，即机车信号的记录数据里就包含了很多交路、运行方向的数据。比如，一台机车从哈尔滨开到牡丹江，又从牡丹江开到佳木斯，然后从佳木斯开到哈尔滨，然后又从哈尔滨回到了佳木斯，那么这台机车里的机车信号车载设备就记录了在各交路上运行时的轨道电路信号波形、解码结果、交路号、运行方向等。
28.机车信号车载设备内置记录板，在工作状态下，能够自动记录接收到的轨道电路信号波形数据、输出的解码结果、时间、交路号、运行方向(上行/下行)等信息。记录的上述信息用于分析机车信号设备工作正否正常。
29.依据以上基础信息，参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
30.步骤一：采集机车信号车载设备在运行过程中存储的轨道电路信号波形数据和运行状态数据；
31.步骤二：根据仿真试验需求选取轨道电路信号波形数据和运行状态数据；
32.步骤三：将选取的轨道电路信号波形数据还原为轨道电路信号波形；
33.步骤四：将还原的轨道电路信号波形输入至被仿真的机车信号车载设备中进行解码，获得解码结果，所述被仿真的机车信号车载设备为更新了解码软件的机车信号车载设备；
34.步骤五：将解码结果与选取的运行状态数据中的解码结果进行比较，判断被仿真的机车信号车载设备的解码结果是否正确，若正确则完成试验，否则重新对被仿真的机车信号车载设备中的解码软件进行更新，并返回步骤四。
35.本实施方式中，仿真的目的是向被仿真的机车信号车载设备提供与机车运行现场一致的轨道电路信号波形，来判断被仿真的机车信号车载设备能否正常工作。把还原的轨道电路信号波形输入到被仿真的机车信号设备，被仿真的机车信号设备进行解码，并输出结果。把仿真的解码结果与记录板记录的现场运行解码结果进行对比，即可以判断变更后的软件是否解决了问题。
36.具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，机车信号车载设备内置了记录板，该记录板用于记录机车信号车载设备在运行过程中的轨道电路信号波形数据和运行状态数据。
37.具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一或二所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，运行状态数据包括：解码结果、交路号、运行方向和时间。
38.具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，轨道电路信号波形数据和运行状态数据存储在记录板上的cf卡中。
39.具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四所述的一种机车信号车载设备
仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，步骤一中，通过移动存储设备对cf卡中的数据进行转存来实现数据的采集。
40.具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式四所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，步骤一中，将cf卡取出并导入至仿真试验设备中来实现数据的采集。
41.具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，步骤二中所述仿真试验需求至少包括仿真试验中所需的交路号和运行方向。
42.具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，在步骤三之前，首先将轨道电路信号波形数据和运行状态数据按照交路号和运行方向进行分类。
43.机车信号车载设备记录板记录数据时，是按照固定的格式记录数据，如哪个位置记录交路号，哪个位置记录机车信号设备的解码结果，哪个位置记录与交路号、解码结果对应的轨道电路信号波形等。如果想仿真某条交路某个方向的数据，那就需要先把记录板记录的数据先按照交路号、运行方向进行分类，然后选择需要的交路进行仿真。分类后，按照记录板记录的固定的格式在相应位置就可以把需要的数据提取出来。提取出来的轨道电路信号波形数据，通过数模转换电路，就可以把数据还原为与现场一致的轨道电路信号波形。这就等于模拟了实际运行现场。
44.具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种机车信号车载设备仿真试验方法进行进一步说明，本实施方式中，步骤三中，通过数模转换的方式对电路信号波形数据进行还原，获得轨道电路信号波形。
45.本发明从既有机车信号车载设备的记录数据中提取需要仿真试验的轨道电路信号波形数据和机车信号车载设备的运行状态数据。把轨道电路信号波形数据还原为与现场一致的轨道电路信号波形，并输入到被测机车信号车载设备中。采集机车信号车载设备的输出，并与记录数据中提取的机车信号车载设备的运行状态数据进行比较，来判断被测机车信号车载设备解码是否正常。本发明用于机车信号车载设备的软件仿真和现场模拟试验。
46.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。