TCN产品一致性测试技术的研究

—５８—

试验检测

ＴＣＮ产品一致性测试技术的研究

陈高华，丁荣军

（株洲南车时代电气股份有限公司，　湖南　株洲　４１２００１）

收稿日期：２００７－０４－２６作者简介：陈高华（１９６７－），

男，硕士，高级工程师，长期从事铁路机车车辆交流传动与网络控制技术的理论研究、技术开发和工程应用工作。

摘要：根据我国ＴＣＮ检测技术的不足，探讨ＴＣＮ产品一致性测试平台的构建方案，主要从ＷＴＢ／ＭＶＢ物理层测试平台、ＷＴＢ一致性测试平台和ＭＶＢ一致性测试平台的组成和功能及测试实现方面进行了阐述，为规范ＴＣＮ产品质量提供了技术手段。

关键词：ＴＣＮ；一致性测试；ＷＴＢ；ＭＶＢ中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－１２８Ｘ（２００７）０３－００５８－０４

机 车 电 传 动

ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES №３，　２００７Ｍａｙ　１０，　２００７

２００７年第３期 ２００７年５月１０日０引言

随着我国铁路的快速发展，机车车辆的技术装备

逐步与国际接轨，符合ＩＥＣ６１３７５标准的列车通信网络ＴＣＮ（Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）产品市场正在稳步扩大。然而，ＴＣＮ在我国尚属于新技术，产品质量的检测技术尚处于空白状态。ＴＣＮ产品在实际使用中存在技术隐患，网络引发的列车故障时有发生，并可能成为ＴＣＮ技术产业化发展的严重障碍。因此，加强ＴＣＮ产品一致性测试技术的研究，强化技术标准的执行力度，规范产品检测和市场准入显得十分重要。

ＴＣＮ产品的一致性包含了列车总线ＷＴＢ级和车辆总线ＭＶＢ级，两者都应保持与ＴＣＮ标准的一致性。一致性是互操作性的技术基础，一致性测试的最终目标是实现互操作性。完全的互操作性不仅要求车辆和设备相互正确通信，而且要求它们能够明白所交换数据的意义。互操作性的实现，标志着不同国家、不同厂商

的产品能够在动态情况下稳定互联，其意义重大。

１一致性测试

１．１测试目的

ＴＣＮ产品一致性测试，包括测试实现协议　（ｐｒｏｔｏｃｏｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）的性能和行为２个方面，由此验证是否达到了协议标准中的一致性要求，是否存在与所声明的能力不相符合的地方。一致性测试主要是针对ＭＶＢ和ＷＴＢ进行的，以提高不同厂商的ＴＣＮ产品实现互连的成功率。

测试前应按照协议规范制定有关一致性的要求。一致性要求分为强制性要求（ｍａｎｄａｔｏｒｙ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ）、条件性要求（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ）和选项（ｏｐｔｉｏｎｓ）。根据能力不同，一致性要求有静态和动态之分。静态一致性要求：制定一个协议实现一致性声明文件ＰＩＣＳ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ＣｏｎｆｏｒｍａｎｃｅＳｔａｔｅｍｅｎｔ）　；对被测设备ＩＵＴ（Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ＵｎｄｅｒＴｅｓｔ）所应具有的功能范围及选项做出说明，而且还应

The Conformance Testing Method Investigation of TCN Products

ＣＨＥＮ　Ｇａｏ－ｈｕａ　，　ＤＩＮＧ　Ｒｏｎｇ－ｊｕｎ

(Zhuzhou CSR Times Electric Co., Ltd., Zhuzhou, Hunan 412001, China)

Abstract: Base on the insufficiencies of our railway TCN detection technology, the proposed solution of conformance test platform for TCN products is discussed. It is mainly illustrated on the composition ，　function and test realization aspects of WTB/MVB physical layer test platform ，　WTB conformance testing platform and MVB conformance testing platform. Therefore, it provides technical means for standar-dizing TCN product quality.

Key words: TCN; conformance testing; WTB; MVB

陈高华，丁荣军：ＴＣＮ产品一致性测试技术的研究　第３期

提供ＩＵＴ协议实现的附加测试信息ＰＩＸＩＴ（ＰｒｏｔｏｃｏｌＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｅｘｔｒａ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔ）；对特定的测试，要求对ＰＩＣＳ文件的具体参数做出明确要求。动态一致性要求：规定ＴＣＮ标准中所允许的动态可观察行为，定义与实现协议相关的内容。

１．２测试类型

根据一致性测试的程度不同，主要有３种测试类型。

１）　基本互联测试

对ＩＵＴ进行有限范围内的测试，以判定互连对协议是否有足够的一致性。目的是检测是否存在严重的不一致情况，即ＩＵＴ不能与测试设备相连，或者没有出现协议所规定的主要特征。

２）　性能测试

在静态情况下，按照静态一致性要求，测试ＰＩＣＳ表格中列出的各项，检验ＩＵＴ符合要求的程度，判断ＩＵＴ的哪些能力可被观察到，并检查这些可观察能力的有效性，便于在此基础上制定出更加完善的、针对ＩＵＴ的动态测试的内容和步骤。

３）　行为测试

包括基本互连测试，并涵盖了动态一致性要求的全部测试内容，旨在确定协议实现的动态一致性。１．３测试评估

一致性测试评估过程分３个阶段：测试准备、测试操作、报告生成。

１）　测试准备

包括ＰＩＣＳ文件和ＰＩＸＩＴ文件的生成；基于各个文档选择抽象测试方法和抽象测试集；被测设备和测试手段的准备。

２）　测试操作

通过分析ＰＩＣＳ文件和相关的静态一致性要求，得出静态一致性评价；根据ＰＩＣＳ和ＰＩＸＩＴ进行测试方案的选定和参数选择；对ＩＵＴ执行一个或几个参数的可执行测试，包括基本互联测试、能力测试和行为测试，并生成一致性记录。

３）　报告生成

测试操作之后对测试结果进行综合分析并定论，生成测试报告。主要包括协议一致性测试主报告和系统一致性测试报告２类。主报告对被测系统的每个协议的测试实例的结果进行记录，测试结果的取值可以是通过、失败或无结论。“通过”表示测试实例符合测试意图，结果有效而且符合ＴＣＮ标准；“失败”表示测试实例不符合测试意图，并且出现了至少一个无效的测试事件；“无结论”是指测试结果既不是通过也不是失败。１．４关键指标

ＴＣＮ产品一致性的程度共分为物理层、链路层、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）实时协议、接口应用、ＴＮＭ（ＴｒａｉｎＮｅｔｗｏｒｋ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）网络管理、功能概要等６个等级。

对被测产品的误码率的要求：３×１０６个传送帧，出错不大于３次。

２ＷＴＢ／ＭＶＢ物理层测试平台

物理层测试主要通过仪器仪表来测试被测设备，从而得出试验数据，验证设备是否在物理上满足标准的要求。

ＷＴＢ的物理层一致性测试包括特性阻抗、屏蔽品质、线路单元的插入损失、末端设定的衰减、开关的初始接触电阻、发送器及接收器测试。

ＭＶＢ的物理层一致性测试是针对电气短距离介质ＥＳＤ和电气中距离介质ＥＭＤ而言的。ＥＳＤ测试主要对带有ＥＳＤ的背板、连接器、终端连接器、线路单元及接收器进行一致性测试；　ＥＭＤ测试包括阻抗测试、电感测试、插入损失的测量、传输过程中信号波形的测量及接收行为的测试。

可以建立一个通用的测试平台，用于完成对ＷＴＢ和ＭＶＢ物理层的一致性测试。该平台主要由测试仪器、测试用电路及连接导线组成，并将其集成在一个测试柜中，根据不同的测试项目，选用不同的测试装置组合。测试仪器主要包括示波器、信号发生器、ＬＣＲ测试仪、波形修正仪及高精度数字万用表，这些仪器都可以利用人机接口ＨＭＩ来实现远程测试操作。所需测试用的电路主要有：ＥＭＤ发送器测试用的重载、轻载及空载测试电路，ＷＴＢ发送器的重载、轻载及空载测试电路。

物理层测试需要处理信号的幅值和时序。为了减少对信号发生器的影响，不管是帧、报文发生器还是ａｄｈｏｃ帧发生器，理想的物理层测试采用参考介质附件单元，该单元连接波形修正仪。波形修正仪采样来自测试设备的信号，并产生所需要的条件以激励ＩＵＴ。

ＭＶＢ　／ＷＴＢ接收器测试可以采用如图１所示的方式进行。测试系统由波形修正仪、标准的标准测试装置及被测设备ＩＵＴ组成。波形修正仪采样测试装置发送比特位，然后输出给被测设备ＩＵＴ；波形修正仪可以根据测试需求改变波形的幅值、上升时间、下降时间和增加所需的波形抖动。

波形修正仪将测试设备所产生的标准ＷＴＢ／ＭＶＢ信号修正成所需要的波形，该波形的量值往往在标准所规定的限值范围附近，或是其他值，

用来检测接收

—５９—