TB∕T 3512-2018 电动车组网络控制系统软件集成测试规范(铁路运输).pdf
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1、ICS 29. 280 S 35 IIH 中华人民共和国铁道行业标准2018-07-16发布TB/T 3512-2018 电动车组网络控制系统软件集成测试规范Software integration test spcc; r .ati:. of communication network controI syster.: (1)1、ElJ引国家铁路局发布2019-02-01实施TB/T 3512-2018 目次前言四1 范围2 规击性引用文件-3 术语和定义.4 缩略语15 动车组网络控制系统架构25. 1 概述25. 2 系统架构25. 3 软件架构.2 6 测试内容、要求过在. . 3 6
2、. 1 测试原则. . 3 6. 2 测试内容.?.3 f 6. 3 测试要求类别. .川.-.11 6. 4 被i试式设备静态实现声明. .川.,亏1飞 .川. .川. . .川.川. . . . . 4 6. 5 测试过程. 4 6. 6 试验准备Ai47 网络通信层软件测试. . . . . . . . .: ,lI.-.且5.- 7.1 MVB. -. 5 7.2 WTB. . . . 1. ;.,. 6 7. 3 以太网rJ.-4.7 t 8 操作协议层软件测试4.7 8. 1 基于操作初运行测试78. 2 基于UIC556的初运行测试189 应用层软件测试四9. 1 协议接口测试1
3、89. 2 软件功能测试219. 3 整车软件测试239. 4 软件变更测试24附录A(资料性附录)PICS填写说明E 附录B(资料性附录)以太网测试m参考文献. . . 35 I 、K川、世444hi 2归.川-K,4hu忖l匀-AA川、,房、hf/-r7、TB/T 3512-2018 目IJ1=1 本标准按照GB!T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由中车株洲|电力机车研究所有限公司提出并归口。本标准起草单位:中车株洲电力机车研究所有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中国铁道科学研究院集团
4、有限公司机车车辆研究所。本标准主要起草人:路向阳、申慧、徐燕芬、刘泰、刘长远、王远非、李洋诗、宁侨、余昌瑾。而且、K川、世444hi 2归.川-K,4hu忖l匀-AA川、,房、hf/-r7、TB/T 3512一2018电动车组网络控制系统软件集成测试规范1 范围本标准规远了电动车组网络控制系统通信层软件、操作协议层软件、应用层软件的恻试内容、要求和过程。本标准适用于采用MVB、WTB、以太网技术作为控制网络的电动车组(以下简称动车组)网络控制系统软件集成测试。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的号|用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最
5、新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 28029. -Ol: 牵寻|电气设备列车总线第1部分:列车通信网络CIEC61375-1:2007, IDT) GB/T 28029. 2-201 主:1申A气设备列车总线第2部分:列车通信网络一致性测试CIEC61375-2:2007,IDT) IEC 61375-1: 2012 轨道交通电子友在引车通信网络CTCN)第1部分:基本结构Electronicrailwayequipment一Traincommunication Fl;m!.、n丁N)-Part1 :General architecture IEC 61375-2-1 轨道交通
6、电子设备列 车旦毛阿!?(TCN) 第2-1部分:线绞式列车总线CWTB) Electronic railway equipment-Train communi人,netvorkCTCN)-Part 2-1: Wire Train BusCWTB) IEC 61375-3-1 轨道交通电子设备列车通信网络CTC.、第、1部分:多功能车辆总线C MVB) Electronic railway equipment-Train communication 巴士 rk ICN)-Part 3-1: Multifunction Vehicle BusC MV8) IEC 61375-2-5 轨道交通电子
7、设备列车通信网络CTCN)第2-5音l分:列-1二4飞干以太网Electronic rail way equipment一Traincommunication network C TCN )-Part 2-5: 1:;hernet train backbone IEC 61375-3-4: 2014 轨道交通电子设备列车通信网络CTCN)第3-4部分:编组以太网C ECN) Electronic rail way equipment一Traincommunication network (TCN )-Part 3-4: Ethernet Consist NetworkCECN) UIC 556
8、 列车(总线)上的信息传送Formationtransmission in the trainC train bus) 3 术语和定义GB/T 28029. 1-2011和IEC61375-1 :2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 操作初运行operational inauguration 基于TCN初运行结果进行列车序号及方向编排的列车初始化操作。4 缩略i吾GB/T 28029. 1-2011和IEC61375-1 :2012界定的以及下列缩略语适用于本文件。ECN:编组以太网CEthernetConsist Network) ECNN:编组以太网节点CEthernet
9、Consist N etwork Node) ETB:骨干以太阿CEthernetTrain Backbone) l TB/T 3512-2018 ETBN:骨干以太网节点(EthernetTrain Backbone Node) MVB:多功能车辆总线(MultifunctionVehicle Bus) PICS:协议实现的一致性声明(ProtocolImplementation Conformance Statemend PIXIT :协议实现的额外测试信息(ProtocolImplementation Extra Information for Testing) TCMS:列车控制和管理
10、系统(TrainControl and Management System) TRDP:列车实时数据协议(TrainReal Time Data Protocol) WTB:绞线式列车总线(WireTrain Bus) 5 动车组网络控制系统架构5. 1 慨述动车组网络控制系统由通信、控制、人机接口等设备和配套的电缆、连接器构成,从逻辑上可划分为网关、中继器、总线管理单元、中央控制单元、车辆控制单元、故障诊断与记录单元、输入/输归单元和智能显示单元。不同的功能单元司在同一设备中实现,单个功能单元可由多个设备共同实现。其他动车组终端设备(如牵引控制单元、制动控制单元等)通过车辆总线连接到网络控制
11、系统。5.2 系统架构如图1所示,如元额外要JF.动车组网络控制系统架构与IEC61375-1:2012定义的系统架构应保持一致,其由列车骨干闹和绵,主,川两乡、网络组成,两级网络的功能如下:吕)列车骨干网贯穿整列功车丑,主接各功车组编组内的列车骨干网节点,负责各编组网之间的数据传输。列车骨干网支拮切运气27叫车组成改变时,特别是每次编组j主挂或解编时,网络重新组态。每个动车组编组可以仨/-1式8个骨干网节点。典型的动车组列车骨干网技术有ETB和WTB。b) 编组网连接单个编组内的终端设备。一个动车i讯组可川有一个或多个编组网。典型的动车组编组网技术有ECN和MVBo图1动$组列主在骨干网和编
12、组网5.3 软件架构动车组网络控制系统软件架构分为二层,分别是网络通信层软件、操作协议层软件和应用层软件,如图2所示。网络通信层软件是动车组网络控制系统软件的底层基础通信软件,负责完成IEC61375-1:2012、IEC 61375-2-1、IEC61375-3-1、IEC61375-2-5、IEC61375-3-4: 2014规定列车骨干网和编组间的各种基础网络通信服务功能,并为上层提供过程数据通信、消息数据通信和监控数据通信等网络通信的各种通信服务接口。操作协议层软件是动车组网络控制系统软件的中间层软件,主要是针对列车之间互联互通的需求,在网络通信层之上,对列车骨干网上信息传输机制和通信
13、协议进行约定,并为上层的应用层软件提供网络通信接口。2 TB/T 3512-2018 应用层软件是动车组网络控制系统软件的最土层软件,是与列车控制功能密切相关的土层应用软件。该部分软件通过与操作协议层的交互,完成列车牵引、制功等各种具体整车控制应用相关的功能,从而实现列车网络控制系统TCMS的控制、诊断和监视功能ot t 操作协议层软件I 1 网络通信层软件(MvB,WTB、以太阳)国JZF车组网络控制系统软件架构6 测试内窑、要求与过程6.1 测试原则因3中以典型的V模型给出了动车组网络控制系统软l牛在j-.I.;:,gJ期测试阶段的验证活功与软件各层之间的对应关系。应用层图3网络控制系统软
14、件集成测试V模型6.2 测试内容动车组网络控制系统软件测试包括网络通信层软件测试、操作协议层软件测试、应用层软件测试三层测试内容,三层的祖iJi式目标分别为:a) 第一层:网络通信层软件测i式,完成IEC61375-1: 2012规运列车骨干网和编组网的各种基础网络通信服务功能测试,以及为上层提供过程数据通信、消息数据通信和监控数据通信等网络通信的各种通信服务接口捆iJi式和性能测试。3 TB/T 3512-2018 b) 第二层:操作协议层软件测试,完成列车骨干网上信息传输机制和通信协议测试。c) 第三层:应用层软件测试,完成列车牵引控制测试、速度控制测试、互联互通测试等各种整车控制应用相关
15、的功能测试。6.3 测试要求类别动车组网络控制系统测试要求分为两类:a) 强制:应执行的测试项目。b) 可选:如果在PICS中声明支持该能力,贝IJ应执行的测试项目。6.4 被试设备静态实现声明6.4.1 PICS 动车组制造商、TCMS供应商应对各动车组网络控制系统的特性进行要求,并形成PICSoPICS 由一组表格组成,包含被试设备需实现的所有功能和性能。被试设备供应商需完成PICS填写,以便为该设备/系统进行相关要求的测试。PICS要求参见附录A。6.4.2 PIXIT 要测试一个被试i产仨.除了PICS提供的信息外,测试实验室还可能需要一些被试设备额外测试信息,这些信息反映在PIY山中
16、FIXIT将由被试设备供应商与测试实验室协商确定需补充的额外测试信息,再由被试设备供应商品fvfJ成门XIT。PIXIT应包含下列信息:a) 管理信息,如被试设备标识、柏:芙丁;土索号|等;b) 测试实验室在特定系统上运行1!J!i.序!:n:;口的信息。PIXIT不应与相应的PICS冲突。6.5 测试过程6.5.1 实施步骤动车组网络控制系统测试实施包含步骤:a) 被试方应提供整车PICS文件、整车PICS应包含整车网络拓扑构、骨干向荣立据传送规范、编组网数据传输规范、整车网络控制系统功能和性能要求;b) TCMS供应商制定骨干网设备和编组网设备的PICS形式表和PIXIT形式表-c) TC
17、MS供应商和挂网设备供应商填写PICS和PIXIT;d) 测试实验室根据PICS中声明的产品类别和参数恃征确定测试项目和通过判据;e) 测试实验室开展各个编组阿设备和骨干网设备试验;f) 测试实验室开展整车网络控制系统试验;g) 测试实验室测试结果的复核和分析;h) 测试实验室生成测试报告。6.5.2 结果分析及结论通过对比测试执行结果和预期结果,对被试设备一致性进行分析,对每个测试项目,预期结果可以是一个值,也可以是一个范围。测试结论分为以下三种:a) 通过,表示观测到的结果满足测试目的且与PICS、PIXIT一致;b) 失败,表示观测到的结果不满足测试目的或与PICS、PIXIT不一致;c
18、) 不确定,表示观测到的结果不确定是否满足测试目的,例如测试条件不满足,导致测试无法进行。6.6 试验准备动车组制造商和TCMS供应商应提供整车PICS、骨干网设备和编组网设备的PICS形式表和PIXIT4 TB/T 3512-2018 形式表、挂网设备的PICS形式表。无特殊情况,PICS参数要求不应低于网络技术标准规定的要求。被试设备供应商应提供被试设备及其清单、包含被试设备信息的PICS与PIXIT、测试需要的辅助设备,并保证被试设备在整个测试活动周期内可用,配合测试实验室进行测试。7 网络通信层软件测试7.1 MVB 7. 1. 1 基本通信测试基本通信测试按GB/T28029. 2-
19、2011的要求执行。7.1.2 MVB性能测试7.1.2.1 概述MVB性能测试按表I执行。序号试验类型表1MVB性能测试l 强制| 可选|技术要求对应的条款|检验方法对应的条款上电启动时间川I3断电测试主-/V-J-J 6 -:-1一-:?i 、工一工7. 1. 2. 2 7.1.2.2 7. 1. 2. 3 7.1.2.3 7. 1. 2. 4 7.1.2.4 7. 1. 2. 5 7.1.2.5 7. 1. 2. 6 7.1.2.6 7. 1. 2. 7 7.1.2.7 2上电启动的护据jFaii:性测试4 丢包率测试主设备冗余切换时间测试通信线路冗余性能测试J 一一一二5 一I-J 7
20、.1.2.2 上电启动时间测试测试目的:检验MVB设备上电启动所需时间o测试设备:陪试设备、程控电源和协议分析仪。测试内容:a) 陪试设备按PICS中声明的被试设备牒端口发送请求主l帧;b) 被试设备上电并记录上电时-间;c) 用协议分析仪捕获并分析网络数据,查找被试设备响应的第一个从帧,并记录时间;d) 计算被试设备上电启动时间。技术要求:被试设备在PICS限定的时间范围内正确完成首个报文响应。7.1.2.3 上电启动的数据完整性测试测试目的:检验MVB设备上电启动的数据完整性。测试设备:陪试设备、程控电源、协议分析仪和示披器。测试内容:a) 赔试设备先上电,按PICS中声明的被试设备源端口
21、发送请求主帧,被试设备上电,用协议分析仪捕获并分析网络数据,查找并分析被试设备响应的第一个从帧;b) 被i式设备先上电,赔试设备上电,按PICS中声明的被试设备师、端口发送请求主帧,用协议分析仪捕获并分析网络数据,查找并分析被试设备响应的第一个从帧。技术要求:两种情况下,被i式设备响应的第一个从帧都应该是完整的,且是设备初始化后的数据,设备上电过程中,无幅值超过200mV的干扰脉冲产生。7.1.2.4 断电测试测试目的:检验MVB设备断电行为是否对总线造成干扰。测试设备:陪试设备、程控电源和示诚器。5 TB/T 3512-2018 测试内容:连接赔试设备和被试设备井上电,陪试设备按PICS中声
22、明的被试设备源端口发送请求主帧,被试设备断电,用示波器捕获网络波形。技术要求:被试设备断电过程中无幅值超过200mV的干扰脉冲产生。7.1.2.5 丢包率测试测试目的:检验MVB设备长时间运行的丢包情况。测试设备:陪试设备、协议分析仪。测试内容:连接赔试设备和被试设备井上电,陪试设备按PICS中声明的被试设备跟端口发送请求主帧,通信稳定后连续运行12h,用协议分析仪记录网络中存在的从帧未正确响应的报文数和错误帧数。技术要求:被试设备未正确响应的报文数和错误帧数之和与总帧数之比小于1X10-6。7.1.2.6 主设备冗余切换时间现IJi式测试目的:如果主设备采用冗余机制,检查主设备的冗余切换时间
23、。测试设备:陪试设备、协议分析仪。测试内容:产生主设备冗余切换的激励信号,用协议分析仪捕获并分析网络数据。技术要求:主设T,巳;J切换时间在PICS限定的时间范围内。7.1.2.7 通信线路冗#.性能肌Lt测试目的:冗余线异常I. I主查f言i乒线是否能正常工作。测试设备:陪试设备、示技器。测试内容:a) A线断路,测B线发送器披形;b) A线短路,测B线发送器波形zc) B线断路,测A线发送器披形;d) B线短路,测A线发送器波形。技术要求:冗余线异常时,对于电介质,信任线发送器波:t0捕:.:GBr: 28029.2-2011中3. 2. 5. 1. 4对发送器波形的要求;对于光介质,信任
24、线发送器波形满足GB(气,.1.8029. 1-2011中3.2.6.5对OGF发送器的要求。7.2 ,司fTB7.2.1 基本通信测试基本通信恻试按GB/T28029. 2-2011的要求执行。7.2.2 WTB性能测试7.2.2.1 概述WTB性能测试按表2执行。序号试验类型断电测试2 丢包率测试3 WTB设备冗余切换时间测试7.2.2.2 断电测试表2WTB性能测试强制可选J J J 测试目的:检验WTB设备断电行为是否对总线造成干扰。测试设备:陪试设备、程控电掘和示波器。技术要求对应的条款检验方法对应的条款7.2.2.2 7.2.2.2 7.2.2.3 7.2.2.3 7.2.2.4
25、7.2.2.4 测试内容:连接赔试设备和被试设备井上电,被试设备应为中间节点并设置为弱节点,被试设备断6 TB/T 3512-2018 电,用示披器捕获网络波形。技术要求:被试设备断电过程中无幅值超过200mV的干扰脉冲产生。7.2.2.3 丢包率测试测试目的:检验WTB设备长时间运行的丢包情况。测试设备:陪试设备、协议分析仪。测试内容:连接陪试设备和被试设备井上电,陪试设备按PICS中声明的被试设备源端口发送请求主帧,初运行完成后连续运行12h,用协议分析仪记录网络中存在的从帧未正确响应的报文数和错误帧数。技术要求:被试设备未正确响应的报文数和错误帧数之和与总帧数之比小于1X 10-6。7.
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