楊艷艷，任迎錢

（1．北京城市軌道交通咨詢有限公司，北京 100068;2．北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037）

1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試介紹

1.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試概述

基于通信的列車控制系統(tǒng)（Communication Based Train Control，CBTC）現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)車調(diào)試，簡(jiǎn)稱現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，主要目的是測(cè)試和驗(yàn)證系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的安裝、調(diào)試是否正確，各個(gè)產(chǎn)品的子系統(tǒng)功能是否完備，各個(gè)產(chǎn)品間是否正常通信，可否正常完成數(shù)據(jù)傳輸，線路工程數(shù)據(jù)相比較設(shè)備工程化配置數(shù)據(jù)是否一致，保證各個(gè)產(chǎn)品的功能和整個(gè)系統(tǒng)的性能滿足工程設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)要求。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員根據(jù)城軌CBTC現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)測(cè)試用例，按照功能項(xiàng)和數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行跑車測(cè)試，測(cè)試用例按照系統(tǒng)需求說(shuō)明書和工程特殊需求表編制，覆蓋所有測(cè)試項(xiàng)。

測(cè)試人員需要根據(jù)測(cè)試用例的輸入條件做相應(yīng)測(cè)試準(zhǔn)備，按照用例步驟挨個(gè)完成功能項(xiàng)和數(shù)據(jù)項(xiàng)測(cè)試任務(wù)，數(shù)據(jù)項(xiàng)是室內(nèi)測(cè)試經(jīng)理按照各個(gè)工程線的數(shù)據(jù)用圖和電子地圖等數(shù)據(jù)編寫的，數(shù)據(jù)量相對(duì)較大。傳統(tǒng)的測(cè)試方法是按照測(cè)試大綱的順序依次完成相關(guān)測(cè)試，工作量相當(dāng)大，時(shí)間相對(duì)緊迫，任務(wù)繁重。

1.2 測(cè)試準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試調(diào)試人員申請(qǐng)調(diào)試完畢，獲得本次動(dòng)車調(diào)試作業(yè)許可；動(dòng)車調(diào)試服務(wù)人員準(zhǔn)備就位（地面調(diào)度人員、車載司機(jī)）每列調(diào)試列車配備2名動(dòng)車測(cè)試調(diào)試人員，頭尾端各一名，調(diào)試相關(guān)工具準(zhǔn)備齊備；控制中心配備一名測(cè)試調(diào)試人員，相關(guān)測(cè)試調(diào)試工具齊備；列車運(yùn)行交路相關(guān)進(jìn)路辦理完畢，信號(hào)開放；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試調(diào)試人員最后確認(rèn)頭尾端車載設(shè)備工作正常；最高預(yù)設(shè)為CBTC-CM模式的無(wú)位置列車停車于標(biāo)準(zhǔn)站X站臺(tái)XG的X應(yīng)答器前（交路起始位置）；開啟標(biāo)準(zhǔn)站ZC1、ZC2、ZC3等區(qū)域控制器。

2 測(cè)試方法優(yōu)化

2.1 序列必要性

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試列車從起始車站或車輛段出發(fā)，經(jīng)測(cè)試線路往復(fù)運(yùn)行，車上人員根據(jù)車站或調(diào)度中心人員下達(dá)的測(cè)試命令執(zhí)行相應(yīng)操作，車站和中心人員觀察列車的運(yùn)行情況完成測(cè)試任務(wù)。與室內(nèi)測(cè)試不同，放現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試不能快速任意擺放測(cè)試列車，且可能只有一端司機(jī)，列車不能長(zhǎng)距離退行，只能按照測(cè)試線路從當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到測(cè)試目標(biāo)位置。為了充分利用一次“跑圈”做更多的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，必須編排高效的測(cè)試序列。北京地鐵7號(hào)線一期升級(jí)項(xiàng)目計(jì)劃時(shí)間安排如下。

1）22:30，調(diào)試人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試登記；

2）23:00—次日00:00，車載控制器（Vehicle On-Board Controller，VOBC）調(diào)試人員對(duì)調(diào)試車輛進(jìn)行軟件及數(shù)據(jù)升級(jí)；

3）00:20:—00:50，站上調(diào)試人員對(duì)區(qū)域控制器（Zone Controller，ZC）、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元（Data Storage Unit，DSU）進(jìn)行升級(jí)；

4）00:50—02:10，動(dòng)車測(cè)試；

5）02:10—02:50，設(shè)備回退為運(yùn)營(yíng)版本；

6）02:50—03:30，運(yùn)營(yíng)版軟件及數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

可見，動(dòng)車測(cè)試時(shí)間尤為緊張，按照常規(guī)用例測(cè)試請(qǐng)點(diǎn)時(shí)間幾乎不可實(shí)現(xiàn)，測(cè)試序列成為必需。

2.2 序列編排原則

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)試順序進(jìn)行，編排測(cè)試序列同樣遵循應(yīng)先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)、先低速后高速、先單車后多車、先手動(dòng)（ATP）后自動(dòng)（ATO）的方式；同時(shí)嚴(yán)格按照限制條件進(jìn)行操作，對(duì)于異常操作嚴(yán)格執(zhí)行讓步報(bào)批的手續(xù)后方可進(jìn)行。

CBTC現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，通過(guò)對(duì)運(yùn)行交路、測(cè)試案例、列車位置三者進(jìn)行研究，分析測(cè)試案例執(zhí)行所需條件及相關(guān)約束，如該測(cè)試用例是功能項(xiàng)還是數(shù)據(jù)項(xiàng)，是站臺(tái)還是區(qū)間測(cè)試等，測(cè)試線路中合理安排測(cè)試案例的執(zhí)行位置，減少整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試“空跑”過(guò)程，以便在一次“跑圈”中完成更多測(cè)試案例，最終使整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的“跑圈”數(shù)較少，以更高的效率完成任務(wù)。

保證執(zhí)行測(cè)試序列庫(kù)覆蓋城軌CBTC測(cè)試用例庫(kù)，測(cè)試用例庫(kù)覆蓋全部系統(tǒng)需求。測(cè)試人員通過(guò)執(zhí)行相應(yīng)的測(cè)試序列，可以完成對(duì)測(cè)試案例的驗(yàn)證，進(jìn)而完成對(duì)系統(tǒng)需求的全部驗(yàn)證。

隨著測(cè)試列車按交路運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作逐漸完成，可見測(cè)試序列是貫穿整個(gè)測(cè)試活動(dòng)的關(guān)鍵要素，它隨測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試位置及測(cè)試時(shí)間變化。如果線路較長(zhǎng)，可以多車進(jìn)行測(cè)試，這幾個(gè)車分工合作，跑不同的小交路使用同一測(cè)試序列，也可以在同一條線路上測(cè)試多個(gè)序列。

3 信號(hào)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試典型序列（功能項(xiàng)和數(shù)據(jù)項(xiàng)）

3.1 點(diǎn)式CM列車低速趟全線

序列1：1）檢查列車上電自檢功能。列車初始上電，查看列車自檢后的結(jié)果；2）在人機(jī)交互界面上點(diǎn)擊信息-日檢按鈕進(jìn)行各項(xiàng)日檢操作，檢驗(yàn)結(jié)果；3）通過(guò)查看VOBC設(shè)備的ATP打印信息，查看列車車長(zhǎng)是否與實(shí)際車長(zhǎng)一致；4）檢查在ZC開啟的情況下，計(jì)軸區(qū)段、信號(hào)機(jī)等狀態(tài)變化的實(shí)時(shí)性是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，并檢查調(diào)度中心及車站現(xiàn)地控制終端上顯示的正確性；5）通過(guò)測(cè)試分析工具檢查：點(diǎn)式運(yùn)行級(jí)別下線路限速是否符合設(shè)計(jì)要求；6）點(diǎn)式車跨壓信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)變化；7）查看打印數(shù)據(jù)，列車收到了線路中的所有應(yīng)答器報(bào)文信息。

3.2 點(diǎn)式CM區(qū)間站臺(tái)同步進(jìn)行

序列2：1）列車定位并升級(jí)為點(diǎn)式運(yùn)行級(jí)別列車自動(dòng)防護(hù)模式（Intermittent Train Controlcoded train operating mode，ITC-CM），查看有無(wú)緊急制動(dòng)，緊急制動(dòng)觸發(fā)速度、推薦速度是否發(fā)生跳變，人機(jī)界面上是否顯示綠色停車窗圖標(biāo)；2）檢查ITC級(jí)別下，站臺(tái)保護(hù)區(qū)段解鎖機(jī)制是否符合設(shè)計(jì)要求；3）檢查ITC級(jí)別下，列車駛?cè)牒婉傠x站臺(tái)區(qū)域時(shí)，MMI站臺(tái)區(qū)域圖標(biāo)顯示是否正確；4）檢查點(diǎn)式級(jí)別下，ITC-CM列車不同停車精度下的開門側(cè)提示；5）檢查ITC-CM模式列車，站臺(tái)（有/無(wú)環(huán)線）安全門防護(hù)測(cè)試；6）只有按壓與開門提示相同側(cè)的開/關(guān)車門按鈕，車門和安全門才能同步打開和關(guān)閉；7）檢查ITC級(jí)別下，停站的ITC-CM列車，滿足發(fā)車條件下的提示功能；8）檢查列車處于點(diǎn)式級(jí)別下，人開人關(guān)/門控模式下對(duì)車門的控制。

3.3 點(diǎn)式AM列車全線運(yùn)行

序列3：1）檢查在規(guī)定的條件下，列車是否能在正線由ITC-CM模式升級(jí)為點(diǎn)式運(yùn)行級(jí)別列車自動(dòng)駕駛模式（Intermittent Train Controlautomatic train operating mode，ITC-AM）；2）檢查ITC-AM模式列車，門控模式自開人關(guān)時(shí)的開關(guān)門功能；3）檢查ITC-AM模式下，當(dāng)填充應(yīng)答器/預(yù)告功能的可變應(yīng)答器顯示允許信息時(shí)，列車可以不在信號(hào)機(jī)前停車，按正常速度運(yùn)行。

3.4 CBTC-CM列車低速趟全線

序列4：1）驗(yàn)證系統(tǒng)在CBTC級(jí)別下，跨越ZC邊界后，車的運(yùn)行狀態(tài)正常；2）通過(guò)測(cè)試分析工具檢查：CBTC級(jí)別下線路限速是否符合設(shè)計(jì)要求；3）檢查列車接近信號(hào)機(jī)及跨壓信號(hào)機(jī)時(shí)的顯示；4）檢查在ZC開啟的情況下，CBTC列車運(yùn)行時(shí)計(jì)軸區(qū)段、信號(hào)機(jī)等狀態(tài)變化的實(shí)時(shí)性是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，并檢查調(diào)度中心及車站現(xiàn)地控制終端上顯示的正確性；5）CBTC車出清區(qū)段后，制造故障占?jí)?，ATS界面上顯示計(jì)軸區(qū)段故障（即ARB）。

3.5 CBTC-CM列車大交路運(yùn)行

序列5：1）檢查在一條進(jìn)路辦理后，限制人工駕駛模式（restricted train operating mode，RM）列車能否定位升級(jí)為CBTC列車，CBTC列車能否正常運(yùn)行；2）檢查CBTC級(jí)別下，進(jìn)路保護(hù)區(qū)段解鎖機(jī)制是否符合設(shè)計(jì)要求；3）檢查CBTC-CM列車不同停車精度下的開門側(cè)提示；4）檢查CBTC-CM模式列車，站臺(tái)車門與安全門聯(lián)動(dòng)測(cè)試（同側(cè)）；5）檢查CBTC-CM列車，滿足發(fā)車條件下，開關(guān)安全門/開關(guān)出站信號(hào)的發(fā)車提示功能；6）檢查CBTC-CM模式列車，門控模式人開人關(guān)功能是否符合設(shè)計(jì)。

3.6 CBTC-AM列車大交路運(yùn)行

序列6：1）檢查線路設(shè)計(jì)無(wú)人折返的站臺(tái)，列車無(wú)人監(jiān)督的自動(dòng)折返功能是否正常；2）檢查列車ATO控制車門的自開自關(guān)/自開人關(guān)功能；3）檢查列車在CBTC-AM模式進(jìn)站前，對(duì)站臺(tái)緊急停車按鈕按下和復(fù)原的響應(yīng)；4）檢查停站計(jì)時(shí)是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求；5）檢查人機(jī)界面上扣車圖標(biāo)顯示時(shí)機(jī)和緊急制動(dòng)觸發(fā)速度是否正確。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)案例

4.1 測(cè)試序列生成工具

使用界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的3層架構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試序列化系統(tǒng)，使用測(cè)試序列自動(dòng)化系統(tǒng)如圖1所示加載生成的序列，可以自動(dòng)生成測(cè)試計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員根據(jù)當(dāng)日下發(fā)的測(cè)試計(jì)劃完成測(cè)試，最終生成測(cè)試結(jié)果。

圖1 系統(tǒng)登錄Fig.1 System login

測(cè)試計(jì)劃是根據(jù)上傳的測(cè)試序列自動(dòng)加載測(cè)試用例，加載完成后可以對(duì)選擇的用例再次進(jìn)行確認(rèn)，根據(jù)實(shí)際測(cè)試時(shí)間可以進(jìn)行增減操作，如圖2所示功能項(xiàng)測(cè)試序列加載。

圖2 功能項(xiàng)測(cè)試序列加載Fig.2 Function item test sequences loading

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員隨著測(cè)試的執(zhí)行將測(cè)試結(jié)果記錄到數(shù)據(jù)項(xiàng)和功能用例的相應(yīng)位置，在現(xiàn)場(chǎng)最終數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)欄可以看到所有用例的執(zhí)行情況如圖3所示。

4.2 工程項(xiàng)目應(yīng)用情況

北京地鐵7號(hào)線項(xiàng)目的線路布局及運(yùn)行交路如圖4所示。

本條交路執(zhí)行如表1所示測(cè)試序列，涉及用例11條，其中數(shù)據(jù)項(xiàng)508條，2條功能項(xiàng)。

表 1 列車測(cè)試序列ITC-CMTab.1 Test sequences ITC-CM

1）傳統(tǒng)測(cè)試時(shí)間：按照傳統(tǒng)測(cè)試，對(duì)測(cè)試大綱一般熟悉的測(cè)試人員來(lái)說(shuō)，單車測(cè)試需要跑6圈左右完成以上測(cè)試，其中跑一圈的測(cè)試時(shí)間大概為1.6 h，由于單條進(jìn)路需要反復(fù)關(guān)開鑰匙重新定位升級(jí)約多花費(fèi)1h，完成510條測(cè)試項(xiàng)大約需要11h。

2）使用測(cè)試序列測(cè)試時(shí)間：按照本序列測(cè)試，只需跑一圈就可以完成上述測(cè)試任務(wù)，但是在每個(gè)區(qū)間和每個(gè)站臺(tái)均需要觀察更多的測(cè)試項(xiàng)。首先列車定位升級(jí)為點(diǎn)式，手動(dòng)按照推薦速度行車，注意觀察EBI和SBI是否有跳變，區(qū)間隨著列車停穩(wěn)MMI上觀察停穩(wěn)后的綠色停車窗圖標(biāo)；同時(shí)車站和中心人員觀察保護(hù)區(qū)段的解鎖情況；列車進(jìn)站后MMI上顯示紅色停車窗，停穩(wěn)后顯示綠色停車窗圖標(biāo)；同時(shí)，門允許圖標(biāo)顯示為綠色箭頭；開放出站信號(hào)，MMI上顯示發(fā)車提示，單獨(dú)打開安全門，EBI為0，牽引切除，關(guān)閉安全門，EBI上升；按壓駕駛臺(tái)上的相反側(cè)開門按鈕，車門和安全門不能打開，按壓正確側(cè)開門按鈕，車門和安全門同時(shí)打開，發(fā)車提示消失；關(guān)閉車門和安全門，發(fā)車提示出現(xiàn)，關(guān)閉出站信號(hào)，發(fā)車提示消失。列車關(guān)開鑰匙繼續(xù)出站測(cè)試下一條進(jìn)路，重復(fù)上述測(cè)試步驟直到列車運(yùn)行到交路的終端站臺(tái)。實(shí)際測(cè)試時(shí)間為3 h。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是線路開通運(yùn)營(yíng)前的最后一道保駕護(hù)航的檢驗(yàn)檢測(cè)程序。本文提出一種現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)車調(diào)試快速測(cè)試方法，針對(duì)北京地鐵7號(hào)線一期升級(jí)項(xiàng)目中遇到的實(shí)際問(wèn)題提出解決方案。測(cè)試序列方法主要以現(xiàn)有的運(yùn)行交路為基礎(chǔ)，在交路的相應(yīng)位置上選取待測(cè)試功能和數(shù)據(jù)案例，以覆蓋系統(tǒng)需求為原則生成一套完整的測(cè)試序列庫(kù)。重點(diǎn)例舉現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的典型序列，并將該序列實(shí)際運(yùn)用于工程項(xiàng)目中，極大提高測(cè)試效率，節(jié)約測(cè)試成本，期待著更規(guī)范、高效的測(cè)試序列產(chǎn)生。