HiL,半实物仿真,动车组列车制定系统

综述

随着我国高速铁路的快速发展，动车组速度不断提高，制动系统的制定符合急剧增加，制定系统也愈加复杂，其运行可靠性直接关系到列车的运行安全。制动系统前期开发阶段的试验，列车运行过程中故障问题的积累，对于制动系统开发，试验验证工作者的工作难度愈加困难。
传统的试验验证手段需要在列车上加装大量测试设备，繁冗的布线会影响载客营运，同时存在复杂工况无法再现、试验成本高、试验组织不灵活等缺陷。
动车组整车制动单元HiL测试系统，通过半实物仿真测试技术，模拟动车组列车MVB网络，TRDP网络，硬线信号等制动系统电子制动控制单元（EBCU）工作环境，进行制动系统单板、单车和列车的软件集成测试，并能模拟现场工况以进行故障复现，在实车试验之前即可对EBCU功能进行全面测试。

系统特点
 对比传统测试优点:

制动环境模拟：通过制动模型可直接模拟实车环境下的全部运行工况，包括各种极限工况，可实现EBCU电气及网络的实时动态测试；
电气故障注入：通过故障注入模块直接实现各类电气故障，如短路、断路等，方便进行电气故障诊断测试；
网络故障注入：通过残余网络总线模拟，可实现上各类异常通信及交互过程，方便进行网络故障通信测试；
测试自动化：除了可实现手动测试，支持利用客户所撰写的测试用例进行一系列的自动化与重复性的测试与调试；
测试统一规范化：测试条件设定数字化、标准化，测试过程全程可控制、记录、分析及复现，不受外界环境或人为因素干扰，真正实现客观测试。

 灵活性:

基于标准可配置的开放平台，即可针对单个EBCU进行测试，也可以对多个EBCU组成的动车组进行测试；
HiL系统是一种通用实时仿真平台，用户完成一种产品的设计和测试后，还可以用它进行其他新产品的开发或实时仿真测试；
系统中软硬件设备采用模块化设计，集成度高、扩展性好，便于维修及更换。

总之，在动车组EBCU的开发和验证过程中，使用HiL测试系统能为用户节省大量的测试时间和测试成本，提高产品的可靠性，缩短产品开发周期，使产品更快的投放市场。

系统组成
根据客户的需求，动车组EBCU HiL测试系统可以用于16辆编组的动车组制动系统软件集成测试，并可针对不同的编组数量进行调整，在预算有限的情况下，多编组的动车可采用虚拟车辆的方式实现。动车组EBCU HiL测试系统采用主从式架构，包含测试服务节点、主仿真节点、子仿真节点以及附属测试设备构成。
主仿真节点具有TCN网络管理、CAN网络管理、ECN网络管理功能，可模拟列车总线控制指令和司控台指令，并能实现基于通信总线的虚拟车辆功能。
子仿真节点可以运行仿真负载模型，用于模拟EBCU的外部环境（如压力传感器信号）和采集EBCU的输出信号。被测EBCU接收主仿真节点发来的列车总线控制指令和司控台指令，并产生相应输出。
测试服务节点负责整个系统的设备管理和任务配置、数据存储、生成测试报表和故障注入等功能。主仿真节点、子仿真节点采用上位机（即监控计算机）搭配下位机（PXI）的方式搭建，整个测试平台中的上位机和下位机均部署运行铭峰公司自主研发的HiLab仿真测试软件平台。下位机运行实时操作系统（HiLab Server），用于仿真负载模型实时运行；上位机运行Windows操作系统（HiLabClient），用于仿真负载模型监控、仿真环境管理和配置、实时过程数据监测，自动测试序列编辑等。