王秀旗，張志宇，許翔，于凱，王克強(qiáng)，李景繪，高光亮

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

1 列控系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃

我國(guó)高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及動(dòng)態(tài)檢測(cè)列控系統(tǒng)試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱(chēng)列控系統(tǒng)試驗(yàn)）采用試驗(yàn)列車(chē)或綜合檢測(cè)列車(chē)，在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)高速鐵路列控系統(tǒng)的總體功能、安全性需求以及系統(tǒng)間匹配關(guān)系進(jìn)行的綜合測(cè)試、調(diào)整與優(yōu)化[1]。由于列控系統(tǒng)的高安全性及完善度等級(jí)要求[2]，聯(lián)調(diào)聯(lián)試應(yīng)由獨(dú)立于開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)的第三方專(zhuān)業(yè)人員使用規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)、方法和工具進(jìn)行測(cè)試[3]，并依據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的功能符合度、安全性等進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)[4]。

在中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）-2/3級(jí)列控系統(tǒng)試驗(yàn)過(guò)程中[5]，列控系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)試計(jì)劃）的前期準(zhǔn)備及編制工作是非常重要的環(huán)節(jié)[6]。

（1）各站測(cè)試進(jìn)路的編制。在列控系統(tǒng)試驗(yàn)開(kāi)始前，參試人員根據(jù)測(cè)試大綱規(guī)定的測(cè)試范圍、測(cè)試需求，對(duì)設(shè)計(jì)院發(fā)布的車(chē)站進(jìn)路數(shù)據(jù)表進(jìn)行核對(duì)并逐站編制測(cè)試進(jìn)路（見(jiàn)圖1）。在高速鐵路列控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)過(guò)程中，要求對(duì)每個(gè)待測(cè)車(chē)站進(jìn)行進(jìn)路全遍歷，區(qū)間進(jìn)行正反向拉通測(cè)試。測(cè)試進(jìn)路的準(zhǔn)確性、完整性直接關(guān)系到整個(gè)列控系統(tǒng)試驗(yàn)的有效性、全面性[7]。

（2）測(cè)試案例的編制。在列控系統(tǒng)試驗(yàn)開(kāi)始前，參試人員根據(jù)正式的設(shè)計(jì)文件、列控工程數(shù)據(jù)表、試驗(yàn)大綱等材料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，有針對(duì)性地選點(diǎn)編制相應(yīng)的信號(hào)測(cè)試場(chǎng)景案例（見(jiàn)圖2）。

（3）臨時(shí)限速的編制。在列控系統(tǒng)試驗(yàn)開(kāi)始前，參試人員根據(jù)正式的設(shè)計(jì)文件、列控工程數(shù)據(jù)表、試驗(yàn)大綱、臨時(shí)限速服務(wù)器（TSRS）管轄范圍說(shuō)明等材料編制臨時(shí)限速（見(jiàn)圖3）。

圖1 測(cè)試進(jìn)路表（截?。?/p>

圖2 測(cè)試案例表（截?。?/p>

圖3 臨時(shí)限速表（截?。?/p>

（4）測(cè)試計(jì)劃的編制。測(cè)試計(jì)劃是將各站的測(cè)試進(jìn)路、測(cè)試場(chǎng)景案例、臨時(shí)限速等內(nèi)容高效、準(zhǔn)確地安排至列車(chē)實(shí)際走行進(jìn)路中。對(duì)于新建線路，測(cè)試計(jì)劃的編制工作通常是在列控系統(tǒng)試驗(yàn)正式檢測(cè)前1周開(kāi)始，既能保證測(cè)試計(jì)劃達(dá)到相應(yīng)的測(cè)試目的，又可避免由于現(xiàn)場(chǎng)情況變化而出現(xiàn)重復(fù)編制測(cè)試計(jì)劃的情況。對(duì)于既有改造線路，為盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)的影響，測(cè)試計(jì)劃需要盡早提報(bào)聯(lián)調(diào)聯(lián)試指揮部，以便各相關(guān)部門(mén)做好充分的準(zhǔn)備工作。因此，測(cè)試計(jì)劃編制既要保證時(shí)效性與準(zhǔn)確性，又要保證現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作的可操作性。測(cè)試計(jì)劃表見(jiàn)圖4。

圖4 測(cè)試計(jì)劃表（截取）

2 測(cè)試計(jì)劃編制現(xiàn)狀

2.1 編制流程

目前列控系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃的編制主要步驟如下[8]：

（1）初步了解線路設(shè)計(jì)情況；

（2）底圖繪制：根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的信號(hào)平面圖（CAD），采用Visio軟件繪制相應(yīng)的線路平面簡(jiǎn)圖；

（3）編制測(cè)試進(jìn)路；

（4）編制測(cè)試案例；

（5）編制臨時(shí)限速；

（6）預(yù)排測(cè)試計(jì)劃；

（7）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接調(diào)整、修改測(cè)試計(jì)劃并實(shí)施，直至所有測(cè)試內(nèi)容滿(mǎn)足大綱要求。

測(cè)試計(jì)劃編制流程見(jiàn)圖5。

圖5 測(cè)試計(jì)劃編制流程

2.2 編制軟件

隨著聯(lián)調(diào)聯(lián)試及動(dòng)態(tài)檢測(cè)工作量的增加，以往的工作模式已不能滿(mǎn)足需求，需要新的工具來(lái)改進(jìn)工作方式、提高工作效率，因此結(jié)合現(xiàn)階段的工作內(nèi)容、現(xiàn)場(chǎng)情況及線路數(shù)據(jù)，不斷總結(jié)、探索、自主研發(fā)了相關(guān)軟件[9]。

2.2.1 基于Excel VBA的測(cè)試進(jìn)路篩選軟件

Visual Basic for Applications（VBA）是Visual Basic的一種宏語(yǔ)言，基于VBA的測(cè)試進(jìn)路篩選軟件將所篩選車(chē)站始、終端信號(hào)機(jī)名稱(chēng)填寫(xiě)到指定區(qū)域[10]，并寫(xiě)入線別描述（見(jiàn)圖6）。點(diǎn)擊“查找”按鈕進(jìn)行查找，得到如圖1所示的測(cè)試進(jìn)路。

圖6 測(cè)試進(jìn)路篩選軟件界面

2.2.2 列車(chē)控制中心（TCC）臨時(shí)限速編制軟件

在試驗(yàn)中TCC邊界臨時(shí)限速是必須測(cè)試的項(xiàng)目，本軟件基于Excel VBA語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了讀取數(shù)據(jù)信息表獲取線路數(shù)據(jù)查找TCC邊界，并按照固有格式將編制好的臨時(shí)限速輸出等功能。TCC臨時(shí)限速編制軟件界面見(jiàn)圖7。

圖7 TCC臨時(shí)限速編制軟件界面

2.2.3 計(jì)劃管理系統(tǒng)

計(jì)劃管理系統(tǒng)是測(cè)試計(jì)劃編制、管理的重要工具，在編制測(cè)試計(jì)劃方面尤為突出，計(jì)劃管理系統(tǒng)主要包含 4部分[11]：

（1）計(jì)劃表。測(cè)試計(jì)劃編輯管理區(qū)，按照固定的方式方法編制測(cè)試計(jì)劃。

（2）測(cè)試進(jìn)路表。錄入試驗(yàn)大綱中規(guī)定的各站測(cè)試進(jìn)路。

（3）場(chǎng)景表。錄入試驗(yàn)大綱中規(guī)定的測(cè)試場(chǎng)景、案例。

（4）限速表。錄入試驗(yàn)大綱中規(guī)定的臨時(shí)限速。

計(jì)劃管理系統(tǒng)主要包含如下功能：

（1）錄入功能。將計(jì)劃表中已完成的測(cè)試序列在測(cè)試進(jìn)路表中標(biāo)記為綠色，表示通過(guò)；待進(jìn)行的測(cè)試進(jìn)路標(biāo)記為黃色；暫未納入計(jì)劃的測(cè)試進(jìn)路不進(jìn)行著色。用不同的顏色標(biāo)記可以實(shí)時(shí)地掌握測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)展情況，最終保證測(cè)試項(xiàng)目的完整性。測(cè)試場(chǎng)景、臨時(shí)限速同理。標(biāo)記過(guò)的測(cè)試進(jìn)路表界面見(jiàn)圖8。

圖8 標(biāo)記過(guò)的測(cè)試進(jìn)路表界面

（2）文字輸出功能。計(jì)劃管理系統(tǒng)可將已經(jīng)排列完成的測(cè)試序列（由1個(gè)或多個(gè)站的進(jìn)路組成）按照固定的格式以文字形式輸出并以Word文件保存（見(jiàn)圖9）。

圖9 計(jì)劃管理系統(tǒng)輸出的文字描述

（3）校驗(yàn)功能。可對(duì)計(jì)劃表中排列好的測(cè)試序列進(jìn)行邏輯校驗(yàn)，以保證測(cè)試序列的準(zhǔn)確性。

3 新版計(jì)劃管理系統(tǒng)總體規(guī)劃及功能

現(xiàn)有的測(cè)試計(jì)劃編制軟件雖然擁有重要的基礎(chǔ)功能，能為測(cè)試計(jì)劃的編制提供諸多便利，但在實(shí)際工作運(yùn)用中依然存在不足，需要功能更加完善的編制軟件來(lái)輔助開(kāi)展編制工作，為更快、更好地完成測(cè)試計(jì)劃編制任務(wù)保駕護(hù)航。開(kāi)發(fā)一套功能更加強(qiáng)大的計(jì)劃管理系統(tǒng)已成為亟待完成的工作。

3.1 系統(tǒng)總體規(guī)劃

新版計(jì)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于減少人為干預(yù)，最大限度地避免參試人員在一些重復(fù)工作上浪費(fèi)時(shí)間和精力，為列控系統(tǒng)試驗(yàn)前期準(zhǔn)備與現(xiàn)場(chǎng)編制工作，以及測(cè)試計(jì)劃的完整性、合理性提供保障[12]。

3.2 系統(tǒng)功能

新版計(jì)劃管理系統(tǒng)主要包含12個(gè)功能模塊（見(jiàn)圖10）。

圖10 新版計(jì)劃管理系統(tǒng)主要功能模塊

（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊的核心作用是將列控工程數(shù)據(jù)表（車(chē)站進(jìn)路數(shù)據(jù)表、分相信息表、線路數(shù)據(jù)表、線路速度表、坡度表、應(yīng)答器數(shù)據(jù)表等）的數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，并根據(jù)每個(gè)表的不同數(shù)據(jù)維度建立數(shù)據(jù)庫(kù)，為計(jì)劃管理系統(tǒng)后續(xù)的調(diào)用、取值、計(jì)算、邏輯關(guān)系的判定、測(cè)試進(jìn)路的生成等提供便利[13]。

（2）底圖自動(dòng)繪制模塊。根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的CAD工程圖紙，解析CAD文件的圖元數(shù)據(jù)信息，并對(duì)圖元信息進(jìn)行篩選，形成點(diǎn)陣集合，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)，再根據(jù)Visio底圖的特點(diǎn)結(jié)合Office軟件提供的相關(guān)接口繪制Visio底圖。

（3）測(cè)試進(jìn)路生成模塊。測(cè)試進(jìn)路自動(dòng)生成功能以現(xiàn)有測(cè)試序列篩選軟件的算法為基礎(chǔ)進(jìn)行完善，例如在處理站場(chǎng)咽喉區(qū)有多個(gè)進(jìn)路信號(hào)機(jī)的站型時(shí)，測(cè)試序列篩選軟件就需要人工干預(yù)將輸出的測(cè)試進(jìn)路進(jìn)行修改完善[14]。此類(lèi)站型的列車(chē)進(jìn)路可能由2段甚至3段數(shù)據(jù)來(lái)分別描述，因此亟需改進(jìn)現(xiàn)有測(cè)試序列篩選軟件的算法以適應(yīng)更加復(fù)雜的站型。

（4）臨時(shí)限速校驗(yàn)?zāi)K。臨時(shí)限速是列控系統(tǒng)試驗(yàn)中的重要組成部分，但對(duì)于臨時(shí)限速的測(cè)試重點(diǎn)卻需要按線路實(shí)際情況而定，線路的復(fù)雜程度直接決定臨時(shí)限速服務(wù)器數(shù)據(jù)配置的復(fù)雜程度，越復(fù)雜的線路，數(shù)據(jù)配置越容易出錯(cuò)。對(duì)于復(fù)雜的線路，人工擬定臨時(shí)限速也是一個(gè)老大難問(wèn)題，因此設(shè)計(jì)該模塊旨在利用臨時(shí)限速校驗(yàn)?zāi)K對(duì)已編制完成的臨時(shí)限速進(jìn)行核對(duì)，以免出錯(cuò)。

（5）測(cè)試序列自動(dòng)預(yù)排模塊。測(cè)試序列自動(dòng)預(yù)排模塊就是將各站所有的測(cè)試進(jìn)路在條件理想化、時(shí)間最優(yōu)化、人車(chē)充足的條件下自動(dòng)生成測(cè)試序列，以代替人工預(yù)排。聯(lián)調(diào)聯(lián)試正式開(kāi)始前，指揮部通常需要一個(gè)理想化的測(cè)試序列表，以進(jìn)行工作量細(xì)化并做好前期準(zhǔn)備工作。但聯(lián)調(diào)聯(lián)試開(kāi)始后，現(xiàn)場(chǎng)情況跟前期相比可能會(huì)有所變化，試驗(yàn)不能按照之前的理想計(jì)劃進(jìn)行，計(jì)劃編制人員就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況重新編制測(cè)試計(jì)劃。設(shè)計(jì)該模塊的主要目的就是為了減少參試人員在這方面的工作量。

（6）測(cè)試進(jìn)路圖自動(dòng)生成模塊。測(cè)試進(jìn)路圖自動(dòng)生成模塊可為每個(gè)測(cè)試序列添加對(duì)應(yīng)的測(cè)試進(jìn)路示意圖，以幫助參試人員更加清晰直觀地了解測(cè)試目的。

（7）測(cè)試情況統(tǒng)計(jì)模塊。該模塊通過(guò)計(jì)劃員對(duì)已完成的進(jìn)路數(shù)、總體未完成的進(jìn)路數(shù)、各站未完成的進(jìn)路數(shù)、待復(fù)測(cè)的進(jìn)路數(shù)、測(cè)試百分比、預(yù)期天數(shù)等相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、錄入，從而對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試情況進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、跟蹤。其主要目的是為了方便日后統(tǒng)計(jì)、分析、追溯等。

（8）文字輸出模塊。在列控系統(tǒng)測(cè)試期間，由于不同參試部門(mén)對(duì)測(cè)試序列的格式以及描述方法的要求各不相同，從而需要手動(dòng)修改測(cè)試計(jì)劃。設(shè)計(jì)該模塊的目的是可以自定義文字描述的格式，以便適用于各部門(mén)，最終實(shí)現(xiàn)減少工作量、提高工作效率的目的。

（9）校驗(yàn)?zāi)K。數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)K可對(duì)測(cè)試序列進(jìn)行校驗(yàn)，主要包含以下3個(gè)功能：

①邏輯校驗(yàn)。以日計(jì)劃為界限、以列次為單元、以車(chē)站進(jìn)路為單位，校驗(yàn)列次中各車(chē)站進(jìn)路的合法性、日計(jì)劃中各列次的合法性以及日計(jì)劃整體的合理性（多車(chē)進(jìn)路干擾校驗(yàn)）。

②內(nèi)容校驗(yàn)。是對(duì)測(cè)試序列的內(nèi)容合理性進(jìn)行校驗(yàn)，例如停車(chē)位置是否合理、臨時(shí)限速是否包含在列車(chē)運(yùn)行區(qū)段內(nèi)、試驗(yàn)場(chǎng)景是否包含在列車(chē)運(yùn)行區(qū)段內(nèi)等。

③多車(chē)進(jìn)路干擾校驗(yàn)。是以日計(jì)劃為界限，針對(duì)一日多車(chē)測(cè)試進(jìn)行的校驗(yàn)。多車(chē)試驗(yàn)中，同一時(shí)間列車(chē)的進(jìn)路沖突在所難免，如果交路沖突過(guò)多會(huì)影響試驗(yàn)效率，既增加了試驗(yàn)列車(chē)運(yùn)行圖的編制難度，又延長(zhǎng)了調(diào)度員、試驗(yàn)人員等參試人員的測(cè)試時(shí)間。該功能的主要的目的是為了提高測(cè)試計(jì)劃的合理性。

（10）試驗(yàn)復(fù)核模塊。該模塊將試驗(yàn)電報(bào)、測(cè)試計(jì)劃導(dǎo)入系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試日?qǐng)?bào)中當(dāng)日試驗(yàn)完成情況生成相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)記，從而減少人為標(biāo)記所造成的失誤。雖然不同聯(lián)調(diào)聯(lián)試指揮部發(fā)布的運(yùn)輸組織方案中，有關(guān)列車(chē)進(jìn)路的描述術(shù)語(yǔ)略有不同，但可以通過(guò)關(guān)鍵字識(shí)別的方式，將反饋的結(jié)果通過(guò)測(cè)試序列錄入該模塊，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)復(fù)核功能。

（11）日志記錄模塊。該模塊可以記錄計(jì)劃管理系統(tǒng)中各模塊間數(shù)據(jù)的交互信息，同時(shí)還可以監(jiān)聽(tīng)計(jì)劃管理系統(tǒng)中發(fā)生的事件。用戶(hù)可以通過(guò)它查找錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因及定位發(fā)生異常的位置。該模塊是計(jì)劃管理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的錄像，對(duì)日后測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析、異常問(wèn)題的處理、軟件的升級(jí)等至關(guān)重要。

（12）系統(tǒng)幫助模塊?？梢钥焖佾@取常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案和操作說(shuō)明，提高系統(tǒng)用戶(hù)體驗(yàn)，降低使用難度。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及動(dòng)態(tài)檢測(cè)列控系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃編制流程，分析測(cè)試計(jì)劃編制過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，介紹基于Excel VBA的計(jì)劃管理系統(tǒng)及輔助軟件，提出并描述新版計(jì)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及功能模塊，為后續(xù)工作開(kāi)展提供思路。計(jì)劃管理系統(tǒng)應(yīng)提升到一個(gè)新的階段，因而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出更快速、更高效、更準(zhǔn)確、更完整、更合理的測(cè)試軟件將是下一步的主要目標(biāo)。