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堂位途塞绪论站场结构决定。原则上以提高调车作业效率、节省费用

归档日期:07-24       文本归类:起始信号      文章编辑:爱尚语录

  堂位途塞绪论站场结构决定。原则上以提高调车作业效率、节省费用为原则来设置信号机主要分为以下几类 起始信号机或尽头线信号机主要防护由编组场或牵出线驶向咽喉区的进路。出站兼调车信号机既行使调车信号机的功能又行使出站信号机的功能 该类信号机主要防护由股道驶向咽喉区的调车进路 通常设置在各个股道的始端。另外

  堂位途塞绪论站场结构决定。原则上以提高调车作业效率、节省费用为原则来设置信号机主要分为以下几类 起始信号机或尽头线信号机主要防护由编组场或牵出线驶向咽喉区的进路。出站兼调车信号机既行使调车信号机的功能又行使出站信号机的功能 该类信号机主要防护由股道驶向咽喉区的调车进路 通常设置在各个股道的始端。另外 为满足咽喉区转线作业的需求 设置的若干信号机称为折返信号机。除此之外 为提高车站作业效率 增加平行作业 在咽喉区还设置了阻拦信号机。不同类型的调车信号机一旦设置完成 每架信号机防护的进路范围也就基本确定了。以防护进路的第一架信号机的位置作为进路始端 而进路终端由进路方向确定。如果进路是去往咽喉区 则进路的终端是第一架出现在始端信号机后方向的调车信号机。如果进路是去往编组场、牵出线或股道 那么进路终端通常是尽头线信号机所处位置【 进路控制与联锁任意条进路都会有相应信号机防护。在实际站场作业过程中 信号机与进路往往是一对多的防护关系 即每架信号机有可能防护多条调车进路或列车进路。这种情况下 由相同信号机防护的进路彼此是敌对的 同一时刻只允许建立其中的一条进路。站场内线路配置情况复杂 同一始端同一终端可能有多条可以连通的进路 由此规定其中的一条为基本进路 其余线路为变通进路 便于值班人员操作。实际操作过程中 经常需要办理多条顺序连接的进路 例如办理列车通过进路时 需要同时办理一条正线接车进路和同方向相连的一条 下线发车进路 以上的两条进路组成一条通过进路 对于调车作业 经常需要办理多条顺序相连的调车进路 构成长调车进路…。在车站范围内 信号机的主要任务是防护进路以保证列车和车列在进路上的安全。每个车站有很多条进路 其中任何两条彼此不相干扰、允许同时办理而不致危及行车安全的进路 叫做平行进路 而两条相互干扰、同时办理会危及行车安全的进路彼此称为敌对进路。从信号平面布置图上看 不管两条进路是不是同一方向 只要有重叠的部分 那么这两条进路就是彼此敌对关系 在此情况下 若它们包含相同的道岔 而且进路建立时要求的道翁的位置也是相同的 那么必须采取技术措施防止这两条进路同时建立。如果至少对一个道岔位置要求不相同 则不需要采取专门的技术措旋防止他们同时建立。本文中提到的敌对进路指的是前一种敌对情况。当然在建立进路过程中 必须锁闭敌对进路 使其不能够办理 这样建立的进路才是安全的 避免发生车辆冲突的危险情况。另外 办理任意进路的同时不应该锁闭平行进路 以提高车站的作业效率。 堂位论窒绪论一条进路包括至少一组道俞。道俞作为线路上的可操纵信号设备在建立进路后 如果相关道岔位置与联锁表要求的标准不一致 或虽然位置『 确但仍然可以操作它 也可能发生列车脱轨等危险。因此建立任何一条进路之前必须确定进路相关道岔锁闭在与联锁表要求一致的位置。根据以上内容可知 信号开放需要满足的条件包括以下几点 进路相关道俞位置满足办理进路的条件 并且锁闭在规定的状态不能操纵 进路包含的电路区段处于空闲状态 敌对进路锁闭在未建立的状态 以上条件满足的情况下 值班人员有权操纵信号开放 且信号丌放一次只对一次列车有效 进路控制过程如图 所示。综上所述信号、道岔与进路之间必须满足一定的相互制约关系且必须按照一定的程序才能动作。我们称这种制约和程序为联锁…。 进路选择进路建立。进路锁闭信号开放信 开放保持进路控制一 常通过解锁自动解锁 调年中途返 解锁进路解锁‘取消进路非自动解锁‘ 解锁故障解锁幽 进路控制过程 车站计算机联锁介绍从技术的角度分析车站联锁系统 经历了机械联锁、电气联锁、继电联锁阶段 目前『 向计算机联锁方向迅速发展。计算机联锁系统是一种将站内道俞、信号机和轨道电路区段 用计算机进行集中有效管理和控制的重要设备 采用通信、容错、控制、故障 安全等技术和原则实现车站联锁逻辑运算和控制功能。联锁系统一个实时控制系统 对可靠性和故障一安全性要求非常高 是车站正常运营组织不可少的重要系统之一。计算机联锁系统『 逐步取代继电联锁 其优点是 控制功能更加完善 管理更加现代化 节约成本。计算机联锁处理过程如下图 所示。人机交互层设备设 塞交道厶堂亟 金置于车站值班员室和维修室车站值班员通过人机交互界面进行操作 向联锁层输入操作命令 并接收联锁层输出的数据 使工作人员明确联锁设备的运行情况以及故障情况。联锁层是车站联锁系统的核心层 设置于信号楼内 其基本功能是实现联锁逻辑计算和控制 采集驱动层则完成以上两层的信息交换。计算机联锁系统包括硬件部分和软件部分 本文测试对象是指计算机联锁软件。 人接收操作动态 示动态强示再现同放机交发送命令接收信息接收信息存储信息互 个维修机层 以锁处理冗余管理 接收驱动发送采集 继电器信息采 采集 驱动个 联锁 问信息集 故障信息驱驱动继电路采集 继电器电路室内、 室外信号机、道龠、轨道电路图 计算机联锁处理过程示意图软件测试概述软件测试是为了发现错误而执行程序或者查阅程序的过程。其目的主要有三方面 寻找软件缺陷 为修正错误提供尽可能多的信息 证明软件具有错误 而不必证明软件没有错误 通过软件测试检查该系统是否能够满足功能 堂位论塞缝途和性能需求这也是测试的最终目的。 软件测试的重要性软件测试是保障软件质量的重要环节之一 占据了软件丌发过程不可替代的地位。整个软件生命周期之中 软件测试所需的经济上和时 二的代价会随着人们对软件高质量需求的升高而快速地增长 。据南方网相关调查 目魏国外的软件研发工程师与测试工程师的比例已经达到 从投入的人力、物力和资金方面看 测试软件和修正软件的时嘲至少要占总开发周期的 。对于计算机联锁软件这样的高稳定性的安全苛求软件 测试所需费用甚至达到开发总费用的 倍以上【 清晰地说明了缺陷修正估算费用的行业标准。很明显它表明缺陷发现得越晚 费用增长的速度越快 尤其是在安装阶段出现缺陷 修正代价最大。因此 在产品投入运营之前 进行全面高效的软件测试是相当重要的。修正错误费用分析设计编程系统测试安装发现错误阶段图 不同阶段修正缺陷费 示意图 软件测试过程中设定软件测试计划和生成测试用例是至关重要的。制定系统的、有效的和科学的测试计划 三成高质量的测试数据是测试成功的关键。因此 投入人力物力研究高效的测试数据生成方法将极大地影响着软件测试的效率、质量以及费用。 软件测试方法 堂位论塞绪论软件测试方法与技术是随着软件开发方法发展起来的贯穿于软件整个生命周期 不同的软件丌发阶段对应着不同的软件测试方法。随着应用者对软件要求越来越严苛 软件测试需求也越来越多 测试工具和方法也越来越完善 从不同的角度分析 就有不同的软件测试划分方法 如图 所示【 。软件测试图 软件测试的分类 』匕立交迪厶翌亟土堂位论塞绪论其中 白盒测试主要包括以下方法 代码检查方法、基本路径法、静态质量度量方法、静态结构分析方法、域测试方法、逻辑覆盖方法、符号测试方法、 路径覆盖方法等等。其中应用最广泛的是基本路径法。按照被测程序的覆盖度 最常用的结构性测试覆盖标准包括以下几种 条件覆盖、语句覆盖、判定覆盖、条件分支覆盖、路径覆盖以及条件组合覆盖等 】。其中 逻辑覆盖最强的标准是完全路径覆盖 但是具体应用中 这种标准并不可行 因为假如程序中包含多重选择语句或循环语句 相关路径数目很可能是一个天文数字 不适合应用于实际测试中。因此 最切实可行的方法是选择一些比较有代表性的路径执行测试。白盒测试方法侧重于已 丌发的代码 其优点是测试较为彻底。而且由于测试人员了解被测程序语言的编程逻辑和结构 容易检查出一些恶意代码或程序的致命性错误。但也『 是因为白盒测试偏重于检查软件的编程逻辑及程序语言 却不验证软件中的逻辑是否能够满足用户功能需求 因此该方法无法测试程序规约是否正确。另外 该方法不能检测数据敏感性的错误以及代码中遗漏的路径。举例说明 当代码语句本应写成“ 但是却写成了“”的时候 如果没有详细规约 那么该错误不会被发现。其次 自盒测试不能穷举程序中全部可能的逻辑路径 因为穷举程序的所有路径 数量将相当庞大 从测试成本的方面考虑 穷举测试是不可行的。所谓黑盒测试 也称行为测试 侧重于测试软件需求的影响因素 往往在软件白盒测试完成之后进行黑盒测试 其特点是测试者不必明确程序内部结构 主要关注的是被测系统的接口以及输入输出数据【引。黑盒测试方法主要关注软件的需求 易于发现下列错误 》人机交互界面出现错误 功能是否实现或遗漏 》性能等其它特性要求是否满足 》外部数据库访问错误或数据结构错误 》初始化和终止错误等等。相对白盒测试 黑盒测试可以验证软件是否满足需求说明书所要求的各项功能。然而 软件测试不仅仅是指测试软件是否满足设计要求的功能 还可以识别软件潜在的缺陷错误。要进行全功能覆盖测试 需要测试软件界面或接口所有输入状态的组合 但是考虑到测试成本代价 对软件进行全功能覆盖是不可行的。实际测试过程中 最常用的测试手段是通过分析被测软件的输入接口 选择一些有代表性的测试数据 用尽可能少的数据覆盖尽可能多的功能项。常用的软件测试方法有 边界值分析方法、等价类划分方法、因果图法、正交实验法、故障推测法、判定表法以及组合覆盖测试等 其中由于组合覆盖测试方法具有简单实用、』匕塞童迫厶堂亟 堂位论塞绪论错误检测率高等优点成为广泛应用的黑盒测试手段之一一‘ 。不同的软件开发阶段应采用不同的软件测试的方法和技术。例如 开发人员可采用走查的方法对源程序和开发文档渐进性测试 单元测试阶段主要采用白盒测试方法 集成测试阶段主要采用灰盒测试方法 系统功能测试阶段主要采用黑盒测试的方澍 】。本文提出的高效率软件测试方法主要面向黑盒功试。测试数据的设计必须使每个系统级的需求都能经过测试与验证。测试数据的需求应关注以下几个关键方面 》深度。测试系统应充分考虑测试所需的数据库规模。 宽度。测试系统应充分获取测试数据的范围、分类等数据。》条件。测试系统应充分了解某一测试用例的输入条件、正确输出结果 以及测试用例之间存在的因果导向关系。为了尽可能少的降低测试冗余 又能够达到测试完备性要求 很多测试技术逐步发展起来 例如边界值分析法、等价类划分法等。在设计测试用例时 应用上述方法可以使测试用例的数目有一定的减少 但在被测软件庞大而复杂的情况下 仍然会产生大量的冗余用例 。因此根据测试需求 制定合理的测试策略 创建规模合适的测试用例集是提高测试效率的关键。目 在黑盒测试领域罩组合测试技术是一种在测试代价和测试效果上都有很好平衡的测试用例生成方法。它会根据系统中各种因素及其之间的相互作用对系统产生的影响 生成尽可能少的测试用例尽可能多地覆盖影响系统的因素。大量测试实践表明 组合测试技术能够综合考虑因素间的相互作用 具有较强的检错能力【 计算机联锁测试研究现状计算机联锁软件的主要任务就是保证车站行车作业的安全一旦出现问题 极易造成重大财产损失和人身伤害。因此车站信号控制系统是典型的安全苛求系统 是保证安全的控制系统【 属于 等国际标准中等级最高的第 级软件安全性完善等级 其自身的安全可靠是系统的关键目标。多年来 铁路信号的测试都是严格按照固定的测试表格 人工或自动地逐条操作并记录测试结果。这种方法虽然能够达到某些联锁功能测试目的 但是一直存在效率低的问题 与联锁技术的发展水平极不适应【 】。为了获得高安全性、高可靠性的联锁系统 使之适应列控系统的发展需要 测试人员必须对联锁软件的高效率测试系统进行研究 开发完善的测试系统 克服现有联锁试验存在的弊端 缩短测试时间、提高工作效率 尽可能快速完全地消除因联锁失误而导致的事故』 立交通厶堂亟 堂位途塞绪论隐患 使联锁测试软件更加程序化、简单化和规范化。因此 在计算机联锁系统研制的同时 国内外的信号学者不断地研究联锁系统的高效测试方法和技术。在国外 如意大利、法国、德国等国家均设有专门独立的计算机联锁系统认证机构。其中 联锁认证最为完善的机构设立在德国 该机构拥有大量的测试平台以及硬件检查的必备测试设备 般情况下 认证时间约为 个月【 】。为验证联锁软件的『 确性及完备性 各国分别开发了仿真测试系统 也称为电子联锁模拟器 专门用于对计算机联锁或者其他联锁装置进行试验。其功能是使仿真列车根据相关运行图发车 然后依据信号机显示 进行减速、加速等功能 同时能够模拟轨道电路继电器的吸起和释放。另外 如西门子、 等计算机联锁开发研制的国外大公司 都设有专门的联锁测试检验中心 开发生产计算机联锁系统后必须送到测试中心进行测试 通过之后方可投入使用。在中国 对计算机联锁软件测试的研究 与对计算机联锁软件的开发研究基本是同时开展的。测试方式主要分为 产品现场模拟盘测试、产品检验测试。根据铁道部文件规定 联锁系统丌发完成后需到指定测试单位进行联锁软件安全性功能测试 只有通过该测试方可允许使用。国内部分科研单位和高校逐步丌展了联锁测试系统开发的相关研究 目前比较有代表性的是“计算机联锁软件测试装置” 该装置是由同济大学软件测试评估研究室研制开发的 属于第三方测试 采用黑盒测试技术对计算机联锁软件进行安全性测试 测试用例是由经验丰富的调试工程师设计生成。联锁机通过网络接口接入到测试平台 测试平台根据已有的联锁表 逐条逐项向联锁机发送命令 然后联锁机根据命令返回设备状态 测试平台仿真相应设备的动作 最后对测试结果进行分析评估。同济大学在计算机联锁软件功能性和安全性测试方法理论、测试平台建设与应用等方面进行了大量的研究 为计算机联锁应用提供了一定的安全保障。 论文研究意义计算机联锁系统是铁路信号的核心设备之一 在规定的联锁条件和规定的时序下 对站内的信号设备 信号机、道岔、进路 实行控制 实现联锁功能 以保证列车安全高效运营。根据铁道部颁布的计算机联锁技术条件【 系统应能满足各种车站 规模及运输作业的需要保证行车安全 提高运输效率。对于这样一个高安全性、高可靠性、高稳定性并且规模较大、对实时逻辑要求严格的安全苛求系统 在投入使用之前对其进行严格的测试是非常必要的。软件测试一般要占到软件整个开发过程的 以上的时间【 对于计算机联锁系统这样复杂的安全苛求系统 测试工作量巨大 测试需要更多的时间、效率 堂僮论塞绪论更低。目前计算机联锁软件测试方法在不断研究过程中很多改进联锁系统测试的方法被提出。文献【 】介绍了基于黑箱测试技术的自动测试系统 以测试用例的产生和仿真运行环境为基础 通过仿真车站信号设备状态和操作命令激励联锁软件运行 同时进路表保证了测试的连续性。自动测试系统提高了测试效率 但是测试过程仍包含大量重复性测试步骤【 】。文献 】提出了一种通过对联锁逻辑进行形式化建模自动生成测试用例的方法 对联锁系统进行测试 但是由于信号设备问联锁关系复杂 信号设备自身有其各自的运行规律 联锁逻辑形式化描述困难重重 而且建模方法生成的测试用例较为抽象 不利于执行测试 并且存在案例设计不周的隐患。针对以上影响测试效率的问题 本论文以“基于进路控制过程的联锁软件高效率测试方法研究”为课题进行研究 提出基于进路控制过程应用组合测试技术对联锁软件进行测试的方法 核心思想主要包含以下两点 通过组合测试技术在保证软件测试充分性的基础上 自动生成最小测试用例基 然后基于进路建立到解锁的控制过程执行测试用例 尽量减少不必要的重复操作 从而达到改善测试效率的目的。该方法根据联锁软件的实际需要对测试用例表进行了适当改进 充分考虑了各种取值组合对系统产生的影响 具有一定的稳定性和通用性 在实际联锁软件测试过程中起到了很好的效果。将本文提出的算法应用于具体站场 通过对结果进行分析评估证明了该测试方法能够在满足充分性的基础上大大提高了测试效率。本文在深入分析计算机联锁逻辑的基础上 设计出一套完善的高效率仿真测试系统 不仅能够在联锁系统投入使用前对其进行充分的安全性和功能性测试 还利于进一步改进联锁软件。 论文结构本文主要针对联锁软件高效率测试技术展开研究。首先介绍研究背景、意义以及联锁软件的相关知识 然后阐述了目前联锁测试存在的问题 接着提出基于进路控制采用组合覆盖测试技术的高效率测试方法 最后将该测试方法应用具体站场的联锁测试 并对结果进行了分析评估。论文共分五章 具体内容安排如下 第一章作为整篇论文的引言 介绍了软件测试方法分类、研究现状及其重要性 介绍了国内外计算机联锁测试研究现状 描述了论文的研究方案 给出了研究内容和方法 简要介绍了研究论文的创新点及论文结构。第二章在全面分析联锁软件输入输出模型、测试需求、测试方法的基础上 立交道厶堂亟堂焦论塞绪论提出了目前联锁软件测试存在的问题及其解决方案 引出基于联锁进路控制过程的组合测试技术。第三章首先针对组合测试技术中两两组合测试相关经典算法进行了分析比较 确定了适用于联锁软件测试的网络组合算法 将该算法应用于进路控制各个阶段 并具体描述了进路选择阶段、进路锁闭阶段、信号开放阶段、信号开放保持阶段、进路解锁阶段的测试方案。第四章介绍了测试工具的总体结构、软件实现过程中应用的关键技术 并将本文提出的基于进路控制过程的组合测试技术应用到具体站场 最后对结果进行了验证分析。第五章并对整篇论文的研究实践工作进行了总结 并指出了现有工作的局限性、有待提高的方面 并简单阐述了将要进行的研究工作。

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