一種二乘二取二車載二線維護及測試平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二乘二取二車載二線維護及測試平臺，包括交換機、數(shù)據(jù)記錄儀、第一主處理單元、第二主處理單元、外圍處理單元、CBTC-OBRU、PSD-OBRU、兩個接入盒、查詢應答器、仿真外圍處理單元、列車操作顯示單元、第一直流電源、第二直流電源、端子排、第一輸入輸出子架、第二輸入輸出子架、第三輸入輸出子架和環(huán)境仿真電腦。本發(fā)明能夠模擬車載設備的輸入和輸出，從而有效地將一線可維護的設備進行測試，準確的測出故障單元。
【專利說明】一種二乘二取二車載二線維護及測試平臺

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及車載維護及實驗室仿真平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]車載設備的維護一般可分為一線維護、二線維護和三線維護。所謂一線維護故名思議就是在地鐵車載設備出現(xiàn)故障時，粗略估算出是哪個子架出現(xiàn)了問題，直接進行整個子架的在線更換，以保證地鐵的運營不受影響，二線維護就是對一線維護更換下來的子架進行更進一步的分析確定出是哪一個板卡出現(xiàn)了故障，對故障板卡進行更換確保該子架又可以正常使用。
[0003]車載設備通常由幾個一線可替換單元組成。這些單元被設計為可以在將系統(tǒng)危害降至最低的情況下進行替換。當一個車載設備的子系統(tǒng)故障出現(xiàn)時，執(zhí)行一個一線維護檢查。這包括確認功能喪失的在線可替換單元(LRU)，用備件進行替換，然后進行功能性檢查。如果故障一線可替換單元(LRU)在一線維護中被確定，車載二線維護設備被用來隔離該故障在線可替換單元(LRU)中的故障模塊。設計合理可靠的二乘二取二車載二線維護及測試平臺是本 申請人:致力于解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種二乘二取二車載二線維護及測試平臺，能夠模擬車載設備的輸入和輸出，從而有效地將一線可維護的設備進行測試，準確的測出故障單元。
[0005]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0006]一種二乘二取二車載二線維護及測試平臺，包括交換機、數(shù)據(jù)記錄儀、第一主處理單元(MPU1)、第二主處理單元(MPU2)、外圍處理單元(PPU)、CBTC_0BRU(基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)-車載無線單元)、PSD-0BRU(屏蔽門車載無線單元)、兩個接入盒、查詢應答器、仿真外圍處理單元(SM-PPU)、列車操作顯示單元、第一直流電源(PSU1)、第二直流電源(PSU2)、端子排(TB)、第一輸入輸出子架(ES I/F 1)、第二輸入輸出子架(ES I/F 2)、第三輸入輸出子架(ES I/F 3)和環(huán)境仿真電腦(ES PC)，其中:
[0007]所述數(shù)據(jù)記錄儀、第一主處理單元、第二主處理單元、CBTC-OBRU、PSD-0BRU、仿真外圍處理單元、列車操作顯示單元和環(huán)境仿真電腦均與所述交換機相接；
[0008]所述CBTC-0BRU和PSD-0BRU分別通過一個接入盒與所述交換機相接；
[0009]所述第一主處理單元、仿真外圍處理單元、第一直流電源、第二直流電源、外圍處理單元、查詢應答器、第一輸入輸出子架、第二輸入輸出子架、第三輸入輸出子架和環(huán)境仿真電腦均與所述端子排相接；
[0010]所述第二輸入輸出子架和第三輸入輸出子架均連接所述環(huán)境仿真電腦。
[0011]上述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，所述環(huán)境仿真電腦通過數(shù)字盒(DIGI BOX)連接所述端子排。
[0012]上述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，所述數(shù)字盒用于擴大所述環(huán)境仿真電腦的串口數(shù)量。
[0013]上述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，所述接入盒(AP)用于模擬軌旁通信單元。
[0014]上述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，所述第一主處理單元和第二主處理單元均包括二個處理器單元，每個處理器單元分別與所述PPU進行CAN(控制器局域網(wǎng)絡)通信。
[0015]上述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，所述第一輸入輸出子架是功率電阻的集合，用來仿真負載；
[0016]所述第二輸入輸出子架包括三塊身份識別板卡，五塊模擬信號板卡用來模擬車輛牽引、制動及加速度和速度傳感器信號的接口。
[0017]所述第三輸入輸出子架包括五個數(shù)字輸入輸出板卡。
[0018]上述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，所述環(huán)境仿真電腦為工控機，用于模擬車載接口，以模擬來自繼電器架和所有現(xiàn)場外圍設備的輸入和輸出。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過為測試中的單元提供一個功能測試環(huán)境，鑒定一個或一批有缺陷的模塊，有效實現(xiàn)二乘二取二車載二線維護及測試，最終作為車載設備三線維護基礎。本發(fā)明也為實驗室仿真測試提供硬件平臺。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的二乘二取二車載二線維護及測試平臺的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0022]車載二線維護設備(VOBC SLMD)有和現(xiàn)場同樣的車載設備(V0BC)的在線可替換單元(LRU)。用二線維護設備(SLMD)對故障在線可替換單元(LRU)進行排障時，使用一線維護檢查中檢測到的區(qū)域控制器的在線可替換單元(LRU)來臨時替換車載二線維護設備(VOBC SLMD)的區(qū)域在線可替換單元(LRU)。二線維護設備(SLMD)運行一系列的診斷軟件來驅(qū)動故障在線可替換單元(LRU)。操作員通過功能性測試的結(jié)果來確認故障模塊。操作員用備件替換故障模塊，然后在故障在線可替換單元(LRU)上運行同樣的功能性測試來驗證修復情況。
[0023]車載二線維護設備(VOBC SLMD)有能力為測試中的單元提供一個功能測試環(huán)境；鑒定一個或一批有缺陷的模塊；模擬測試中的單元(UUT)的輸入；接收測試中的單元(UUT)的輸出信號；為測試提供一個診斷，同時還可以驗證缺陷單元的修復情況。
[0024]在真實的二乘二取二車載設備中，共有兩套車載控制器，每套車載控制器包括一個MPU子架和一個PPU子架。出于二線維護設備的功能，此平臺有一套車載控制器(一個MPU子架和一個PPU子架)已經(jīng)足夠，但出于實驗室仿真測試功能用，需配有兩套，此平臺其中一套的PPU子架使用了 SM-PPU進行模擬。這樣做的目的是極大地節(jié)省了硬件資源及平臺空間。
[0025]請參閱圖1，本發(fā)明的二乘二取二車載二線維護及測試平臺，包括交換機1、數(shù)據(jù)記錄儀2、第一主處理單元3、第二主處理單元3’、外圍處理單元4、CBTC-0BRU5、PSD-OBRU6、兩個接入盒7、查詢應答器8、第一直流電源9、第二直流電源10、端子排11、列車操作顯示單兀12、仿真外圍處理單兀13、第一輸入輸出子架14、第二輸入輸出子架15、第三輸入輸出子架16和環(huán)境仿真電腦17，其中:
[0026]數(shù)據(jù)記錄儀2、第一主處理單元3、第二主處理單元3’、CBTC-0BRU 5、PSD-0BRU6、列車操作顯示單元12、仿真外圍處理單元13和環(huán)境仿真電腦17均與交換機1相接；CBTC-0BRU 5和PSD-0BRU 6分別通過一個接入盒7與交換機1相接；第一主處理單元3、外圍處理單元4、仿真外圍處理單元13、第一直流電源9、第二直流電源10、查詢應答器8、第一輸入輸出子架14、第二輸入輸出子架15、第三輸入輸出子架16和環(huán)境仿真電腦17均與端子排11相接；第二輸入輸出子架15和第三輸入輸出子架16均連接環(huán)境仿真電腦17。環(huán)境仿真電腦17通過數(shù)字盒18連接端子排11。
[0027]本實施例中，第一直流電源9為110V ;第二直流電源10為24V。
[0028]數(shù)據(jù)記錄儀2為車載設備一部分，用于定時記錄V0BC工作時的狀態(tài)。
[0029]第一主處理單元3和第二主處理單元3’是車載設備的重要組成部分，是車載控制器的大腦。它有2個處理器單元有并且在它們之間有以太網(wǎng)環(huán)。通過每一個MPU板卡與外圍處理單元4的PICC進行CAN通信。此平臺在二乘二取二的配置下，有二個MPU子架，每一個MPU子架中有二個處理器。
[0030]外圍處理單元4的功能是作為外圍設備信號和不同的客戶子系統(tǒng)之間的主要的接口。外圍處理單元的主要功能是收集車載外圍的主要信息，并將這種信息提供給第一主處理單元3和第二主處理單元3’(MPU)子架。另外外圍處理單元也從MPU子架接收二乘二取二的投票控制命令，以此來控制輸出。外圍處理單元4主要的功能是，提供電源控制，提供在MPU子架和外部的接口。提供了數(shù)字輸入輸出的接口。二個外圍接口控制器通信單元(PICC)和相應的電源，隔斷模塊，六個輸入輸出模塊(1011)，一個接口模塊3(￥頂3)，三個接口模塊1(VM1)，二個接口模塊2(VM2)。外圍處理單元是在主處理單元和外部的中轉(zhuǎn)。所有的輸入(數(shù)字、模擬、脈寬調(diào)制和串口)信號被相應的外圍處理單元的板卡處理后通過相關通信的方式傳到相應的主處理單元板卡。相應的從主處理單元發(fā)過來的數(shù)據(jù)通過外圍處理單元的投票表決通過VM板送到外部。此平臺在二乘二取二的配置下，有一個子架，一個SM-PPU子架，關于SM-PPU子架的介紹如下:
[0031]CBTC-0BRU 5基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)-車載無線單元、PSD-0BRU 6屏蔽門-車載無線單元作為車載主處理單元和軌旁設備的接口，二者的硬件相同，都由無線單元，安全加密解密單元和供電模塊構(gòu)成。無線單元與接入盒7的連接以實現(xiàn)對車地通信的模擬，安全加密解密單元把車地通信交互的數(shù)據(jù)進行加解密處理。CBTC-0BRU 5、PSD-0BRU 6的區(qū)別在于兩者連接的軌旁網(wǎng)絡不同。
[0032]列車操作顯示單元12的功能是實時更新列車的行車狀態(tài)，作為人機交互的接口。
[0033]SIM-PPU 13仿真外圍處理單元用于模擬PPU 4外圍處理單元，與平臺中的一個MPU 3子架通過CAN總線進行通信，SM-PPU的使用節(jié)省了平臺空間，此單元主要用于二乘二取二車載控制器的實驗室仿真。
[0034]數(shù)字盒18的主要作用是擴大工控機的串口數(shù)量，這些串口主要用于對主處理單元(MPU)和外圍處理單元(PPU)的調(diào)試和程序的下載。一個數(shù)字盒可以分16個串口，端口號的順序為從上到下，從左到右。
[0035]第二輸入輸出子架15主要包含了 3塊至關重要的身份識別(VID)板卡，5塊模擬隔離接口板為各種模擬傳感器提供接口，有三個PWM輸出，兩個電流隔離輸出，為各種模擬傳感器提供接口。這些信號被連接到模擬采集卡模擬輸入。三個ES數(shù)字輸入/輸出板.還包含了一些其它的輔助板卡。這些板卡用于提供不同的模擬輸入，輸出和ID的接口。
[0036]第三輸入輸出子架16有五個數(shù)字輸入輸出板卡，為V0BC的模擬輸入和輸出提供接口，每塊板卡共有16路離散輸入和16路離散輸出。一個16-1/0接口板，一個ES12路輔助數(shù)字輸入/輸出板，該接口板為V0BC的模擬輸入/輸出和VID提供額外接口，共有12路離散輸入和輸出。主要起隔離作用，同時為第二輸入輸出子架15供電，同時它還包含了一個以太網(wǎng)轉(zhuǎn)CAN板卡用來實現(xiàn)以太網(wǎng)到控制器局部網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)換器模塊提供以太網(wǎng)到局部網(wǎng)絡協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
[0037]環(huán)境仿真電腦17 (ES PC)是一個安裝在機架內(nèi)的工控機。ES PC模擬車載接口以模擬來自所有現(xiàn)場外圍設備的輸入和輸出?！拜斎搿币馕吨盘栍蒃S PC產(chǎn)生，經(jīng)由ES PC內(nèi)的輸出板卡送至VOBC LRU?！拜敵觥币馕吨盘栍蒝OBC LRU產(chǎn)生，經(jīng)由ES PC內(nèi)的輸入板卡送至ES PC。ES PC數(shù)字輸出板卡讀取來自ES I/F子架的輸出，該子架檢測VOBC LRU的輸出和回采信號。串口卡/多端口數(shù)字板安裝在相應插槽，提供一個高速串行輸出端口。相應的數(shù)字盒位于PPU/VIM子架的背面。
[0038]以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關【技術(shù)領域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應該屬于本發(fā)明的范疇，應由各權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種二乘二取二車載二線維護及測試平臺，其特征在于，包括交換機、數(shù)據(jù)記錄儀、第一主處理單元、第二主處理單元、外圍處理單元、CBTC-OBRU, PSD-0BRU、兩個接入盒、查詢應答器、仿真外圍處理單元、列車操作顯示單元、第一直流電源、第二直流電源、端子排、第一輸入輸出子架、第二輸入輸出子架、第三輸入輸出子架和環(huán)境仿真電腦，其中: 所述數(shù)據(jù)記錄儀、第一主處理單元、第二主處理單元、CBTC-OBRU, PSD-0BRU、仿真外圍處理單元、列車操作顯示單元和環(huán)境仿真電腦均與所述交換機相接； 所述CBTC-0BRU和PSD-OBRU分別通過一個接入盒與所述交換機相接； 所述第一主處理單元、仿真外圍處理單元、第一直流電源、第二直流電源、外圍處理單兀、查詢應答器、第一輸入輸出子架、第二輸入輸出子架、第三輸入輸出子架和環(huán)境仿真電腦均與所述端子排相接； 所述第二輸入輸出子架和第三輸入輸出子架均連接所述環(huán)境仿真電腦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，其特征在于，所述環(huán)境仿真電腦通過數(shù)字盒連接所述端子排。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，其特征在于，所述數(shù)字盒用于擴大所述環(huán)境仿真電腦的串口數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，其特征在于，所述接入盒用于模擬軌旁通信單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，其特征在于，所述第一主處理單元和第二主處理單元均包括二個處理器單元，每個處理器單元分別與所述PPU進行CAN通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，其特征在于，所述第一輸入輸出子架是功率電阻的集合，用來仿真負載； 所述第二輸入輸出子架包括三塊身份識別板卡，五塊模擬信號板卡用來模擬車輛牽弓1、制動及加速度和速度傳感器信號的接口。 所述第三輸入輸出子架包括五個數(shù)字輸入輸出板卡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二乘二取二車載二線維護及測試平臺中，其特征在于，所述環(huán)境仿真電腦為工控機，用于模擬車載接口，以模擬來自繼電器架和所有現(xiàn)場外圍設備的輸入和輸出。
【文檔編號】G01M17/007GK104296999SQ201410589517
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】黃海寶, 鄔利挺, 周星, 徐梁 申請人:上海自儀泰雷茲交通自動化系統(tǒng)有限公司