6A系统综合试验台系统设计与实现

6A系统综合试验台系统设计与实现

关晓晔;申宇燕;刘志杰;宋娜

【摘要】从机车车载安全防护系统(简称6A系统)检修现场运用实际需求出发,基于QNX操作系统,设计了用于检测6A系统中央处理平台、各子系统板卡以及外围传感器的6A系统综合试验台,阐述了6A系统综合试验台系统的总体方案设计,详细介绍了各检测模块检测原理以及系统软件设计与实现,概述了6A系统综合试验台的测试内容.实际应用结果表明,6A系统综合试验台具有很高的自动化水平和现场实用性.

【期刊名称】《铁道机车车辆》

【年(卷),期】2014(034)003

【总页数】6页(P88-93)

【关键词】6A系统;试验台;功能试验;QNX操作系统

【作者】关晓晔;申宇燕;刘志杰;宋娜

【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081

【正文语种】中文

【中图分类】U260.14+6

机车车载安全防护系统（简称6A系统：ABDR：Air Brake safety monitoring and Data Record system，制动监测子系统；AFDR：Fire Alarm and Data

Record system，防火监测子系统；AGDR：Anti-Ground Detection system

for Resistance of high voltage equipment，高压绝缘检测子系统；APDR：Appliances train Power Diagnosis and Record system，列车供电监测子系统；ATDR：Advanced Truck Defect diagnosis and Record system，走行部监测

子系统；AVDR：Automatic Video Display and Record system，视频监控子

系统。）是针对机车的高压绝缘、防火、视频、列车供电（以下简称列供）、空气制动、走行部等危及安全的重要事项、重点部件和部位，采用实时检测、监视、报警，并可实现网络传输、统一固态存储和智能人机界面，经整体研究设计而形成的平台化安全防护装置。

随着6A系统车载装置的批量安装与正式投入运用，车载装置各部件的检测、检修以及维护也逐步纳入各铁路局、机务段的日常工作。现场运用中需要配备专门的地面检测设备，综合测试6A系统的各项功能与技术参数是否符合行业技术条件的要求。研制开发6A系统综合试验台，可在检修现场对6A系统中央处理平台、各子系统板卡以及外围传感器的各项功能与技术参数进行现场检验，实时存储和显示检验结果，并可实现检验结果打印功能。6A系统综合试验台具有自动化程度高、检测项目全面、实时性强、有良好的人机交互界面以及操作方便等特点，对于提高

6A系统运行过程中的可靠性具有重大意义。

6A系统综合试验台通过实际物理量模拟和软件模拟结合的方式，对6A系统中央

处理平台、各子系统板卡及外围传感器分别进行测试，该试验台应具备以下功能。（1）中央处理平台功能测试

中央处理平台主要由电源、处理板卡、存储板卡、交换板卡、音视频显示终端等组成。6A系统综合试验台应能根据中央处理平台的功能要求，对中央处理平台的功能进行测试。中央处理平台主要测试的内容包括：

①子系统关联诊断及分析功能

②向子系统发送公共信息功能

③网络传输功能

④数据存储功能

⑤数据下载功能

⑥播放6A系统语音报警功能

（2）子系统板卡功能测试

综合试验台应能对各子系统板卡的功能进行测试，测试项目如表1所示。

（3）子系统传感器测试

6A系统综合试验台应能对各子系统的外围传感器进行检测，检测方法与检测内容包括：

①提供空气压力对压力变送器精度与功能进行测试，②提供空气流量对流量变送器精度与功能进行测试，③提供直流电流对漏电流检测模块精度与功能进行测试，④提供烟雾、高温及火焰环境对防火子系统传感器功能进行测试。

（4）人机交互功能

6A系统综合试验台应提供友好的人机交互界面，用户可以通过人机交互界面来控制综合试验台测试程序对6A系统的待测子系统进行测试。在对6A系统中央处理平台、各子系统板卡和各子系统传感器进行测试时，能够实时显示采集到的数据以及各测试模块故障信息。

（5）测试结果输出

6A系统综合试验台应能实时打印输出测试结果。

（6）测试结果存储

6A系统综合试验台应能存储各测试项目测试结果，存储时间应不少于1年。

根据上述需求，设计用于6A系统中央处理平台，各子系统板卡以及外围传感器功能测试的6A系统综合试验台。

6A系统综合试验台系统组成主要包括：一体机，网络路由器、程控直流源、高压

绝缘检测箱、气压模拟箱、火灾探测器、流量控制及采集模块、压力控制及采集模块、存储单元和打印单元等。其中一体机作为控制系统核心对整个测试过程进行控制和数据采集、处理及分析，并对测试结果进行显示、存储和打印；网络路由器用于一体机和6A主机以太网数据通信；程控直流源用于产生0～300 m A直流电流，用于对漏电流检测模块的测试；高压绝缘检测箱能够产生高压绝缘板卡测试试验所需的短路、开路、负载、外网有电和电钥匙开外部环境；气压模拟箱用于产生制动板卡测试所需的模拟气压；火灾探测器用于产生防火探头检验所需的烟雾、高温或火焰外部环境；流量控制及采集模块用于产生流量变送器测试所需的气体流量，同时能够采集流量变送器当前检测流量值并可以为制动板卡测试提供模拟流量值；压力控制及采集模块用于产生压力变送器测试所需的气体压力，同时能够采集压力变送器当前检测压力值；存储模块用于存储测试结果数据；打印模块用于测试结果打印。6A系统综合试验台总体拓扑结构如图1所示。

6A系统综合试验台由主控试验台和部件试验台两部分组成。主控试验台是6A系

统综合试验台的核心，承担着测试流程的控制、测试数据的采集和分析、数据存储显示以及数据打印等功能。部件试验台主要为外围传感器测试提供模拟物理量，配合主控试验台完成对各子系统和外围传感器的测试。

3.1 压力控制及采集模块

压力变送器受到外部施加的气体压力其阻值会产生变化，外部施加电压不变的情况下，其输出电流和所受气体压力值成一定的函数关系，其原理框图如图2所示。

一体机通过压力控制及采集模块施加标准压力同时测量待测压力变送器输出电流值，然后根据公式将压力变送器产生电流值转换为压力值。分别比较标准输入压力值和压力变送器采集的压力值，并计算误差。通过多点测试及误差分析来确定压力变送器是否符合要求。