一种列车通信网络一致性测试系统及方法与流程

本发明属于轨道车辆，尤其涉及一种列车通信网络一致性测试系统及方法。

背景技术：

1、列车通信网络作为现代铁路系统中的关键组成部分，负责实现列车内外部的信息传输和控制指令的传递。列车通信网络的可靠性直接影响到列车的运行安全和效率。随着铁路运输的快速发展，对列车通信网络的性能要求越来越高，这就要求列车通信网络必须严格遵守国际和国家的相关标准，以确保不同制造商生产的设备能够无缝对接和协同工作。

2、进行列车通信网络一致性测试是确保系统安全性和互操作性的必要步骤。然而，现有的列车通信网络测试装置通常仅能针对同一种网络协议或同一种功能性产品进行测试，在兼容性、测试范围、自动化程度、更新维护以及生产成本等方面都具有局限性。因此，目前亟需开发一种具备高度的兼容性、全面的测试范围、自动化的测试流程以及易于更新维护等特点的测试系统，以满足铁路行业对列车通信网络测试的高标准要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种具备高度的兼容性、全面的测试范围、自动化的测试流程以及易于更新维护等特点的列车通信网络一致性测试系统及方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种列车通信网络一致性测试系统，包括：上位机、信号发生器、模拟量检测设备、测试装置和被测样品；模拟量检测设备包括万用表、示波器和矢量网络分析仪；

4、上位机、信号发生器、模拟量检测设备和测试装置通过交换机和/或测试连接线连接至同一局域网；

5、信号发生器、模拟量检测设备和被测样品均通过至少一路通道与测试装置连接；

6、上位机用于通过局域网向测试装置发送动作指令，并通过局域网控制信号发生器发出相应波形；

7、测试装置包括多个测试负载电路和多个信号输入输出接口；测试装置基于上位机发送的动作指令切换对应的测试负载电路和对应的信号输入输出接口，使测试负载电路通过对应的信号输入输出接口与信号发生器、被测样品形成测试通信回路；

8、测试装置还包括与多个测试负载电路集成在同一母板上的主控芯片模块和继电器阵列；主控芯片模块用于接收并解析上位机发送的动作指令，基于动作指令控制继电器阵列中对应继电器吸合，以完成测试负载电路及信号输入输出接口的切换；

9、上位机还用于通过局域网控制对应的模拟量检测设备切入测试通信回路，采集信号波形。

10、本发明一些实施例中，被测样品包括mvb设备、wtb设备、can串口设备和以太网设备；

11、测试负载电路包括用于对mvb设备进行测试的mvb测试电路、用于对wtb设备进行测试的wtb测试电路、用于对can串口设备进行测试的can测试电路、用于对以太网设备和信号输入输出接口进行校准的校准测试电路，以及，用于对被测样品进行emd测试的emd测试电路、用于对被测样品进行esd测试的esd测试电路。

12、本发明一些实施例中，测试装置进一步包括集成在母板上的rf电阻模块，rf电阻模块包括多个水泥电阻；rf电阻模块用于接入wtb测试电路，与wtb测试电路配合以实现wtb测试。

13、本发明一些实施例中，测试装置还包括校准模块，校准模块包括旋转编码器、rj45接口、sma接口、m12-d接口和m12-x接口；

14、旋转编码器与主控芯片模块连接，用于向主控芯片模块发送动作指令，通过主控芯片模块控制继电器阵列进行测试负载电路和信号输出输出接口的切换；

15、rj45接口、sma接口、m12-d接口和m12-x接口用于与被测样品连接。

16、本发明一些实施例中，测试装置还包括bnc接口、香蕉接口和db-9接口；

17、bnc接口用于与信号发生器、示波器连接；

18、香蕉接口用于与万用表和示波器连接；

19、测试装置与示波器连接时采用bnc接口与香蕉接口冗余设计，每个bnc接口均并联两个香蕉接口；

20、db-9接口用于与测试样品连接。

21、本发明一些实施例中，测试装置还包括集成在母版上的显示模块，显示模块用于对当前动作指令及其对应的测试项目进行显示。

22、本发明一些实施例中，上位机与测试装置之间采用校验位加密指令算法通信，动作指令包括校验位和继电器代号。

23、本发明一些实施例中，信号发生器包括两个，两个信号发生器均与测试装置连接，以同步向测试装置输出差分信号和伪差分信号。

24、本发明一些实施例进一步提供一种列车通信网络一致性测试方法，包括以下步骤：

25、对上位机、信号发生器、模拟量检测设备、测试装置和被测样品进行物理连接；

26、上位机通过局域网向测试装置发送动作指令，并控制信号发生器发出相应波形；

27、测试装置的主控芯片模块接收动作指令后，基于动作指令控制继电器阵列切换对应的测试负载电路和信号输入输出接口，使其通过对应的信号输入输出接口与信号发生器、被测样品形成测试通信回路；

28、上位机通过局域网控制对应的模拟量检测设备切入测试通信回路，采集信号波形，以实现对测试样品和/或信号输入输出接口的测试或校准。

29、本发明一些实施例中，还包括以下步骤：

30、手动操作旋转编码器，通过旋转编码器向主控芯片模块发送动作指令，控制继电器阵列进行测试负载电路和信号输入输出接口切换，以实现对测试样品和/或信号输入输出接口的测试或校准。

31、本发明的有益效果在于：

32、1、本发明所提供的测试系统及测试装置能够支持对mvb中继器设备、wtb设备、can串口设备、以太网设备的等多种列车通信网络系统的功能性产品进行测试，测试项目和功能齐全，适用于列车通信网络产品研发、一致性检测认证、故障分析、仪器校准及期间核查等多种工程项目应用场景；

33、2、本发明所提供的测试系统及测试装置兼容多种测试方案，支持外接终端电阻、内接终端电阻两种阻抗匹配测试方案，同时还支持两台信号发生器真伪差分信号同步输出和ccu信号输出方案，适配多种测试环境以及样品；

34、3、本发明所提供的测试系统及测试装置自动化程度高，通过102个继电器组成的继电器阵列阵列，实现了测试负载电路、输入输出接口以及电压、电流、四线法测电阻等多种测试功能的全自动切换；

35、4、本发明所提供的测试装置采用模块化设计，母板上集成有主控芯片板、校准模块、rf电阻模块等模块，相较于一体化设计，易损器件便于更换、功能升级扩展灵活、降低了维护成本、节约了机箱空间；

36、5、本发明所提供的测试系统中测试装置与上位机之间采用校验位加密指令算法通信，以防止误码等信号导致的继电器误动作，保证了指令信号传输的准确性，保证了电路切换的稳定性。

技术特征：

1.一种列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，包括：上位机、信号发生器、模拟量检测设备、测试装置和被测样品；所述模拟量检测设备包括万用表、示波器和矢量网络分析仪；

2.根据权利要求1所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述被测样品包括mvb设备、wtb设备、can串口设备和以太网设备；

3.根据权利要求2所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述测试装置进一步包括集成在所述母板上的rf电阻模块，所述rf电阻模块包括多个水泥电阻；所述rf电阻模块用于接入所述wtb测试电路，与所述wtb测试电路配合以实现wtb测试。

4.根据权利要求2所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述测试装置还包括校准模块，所述校准模块包括旋转编码器、rj45接口、sma接口、m12-d接口和m12-x接口；

5.根据权利要求1-4任意一项所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述测试装置还包括bnc接口、香蕉接口和db-9接口；

6.根据权利要求1-4任意一项所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述测试装置还包括集成在所述母版上的显示模块，所述显示模块用于对当前动作指令及其对应的测试项目进行显示。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述上位机与所述测试装置之间采用校验位加密指令算法通信，所述动作指令包括校验位和继电器代号。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，所述信号发生器包括两个，两个信号发生器均与所述测试装置连接，以同步向所述测试装置输出差分信号和伪差分信号。

9.一种列车通信网络一致性测试方法，采用权利要求1-8任意一项所述的列车通信网络一致性测试系统，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的列车通信网络一致性测试方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种列车通信网络一致性测试系统及方法，该系统包括连接至同一局域网的上位机、信号发生器、模拟量检测设备、测试装置和被测样品；其中，上位机用于向测试装置发送动作指令，以及对信号发生器和模拟量检测设备进行控制；测试装置基于上位机发送的动作指令切换对应的测试负载电路和对应的信号输入输出接口，使测试负载电路通过对应的信号输入输出接口与信号发生器、被测样品形成测试通信回路，实现对被测样品的测试。本发明实现了对MVB设备、WTB设备、CAN串口设备和以太网设备等多种被测样品的测试，测试项目和功能齐全，自动化程度和测试精度高，兼容多种测试方案，能够适用于多种应用场景。技术研发人员：葛兴正,孟祥振,袁超,毛涌捷,樊攀受保护的技术使用者：中铁检验认证（青岛）车辆检验站有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23