魏明瑞
（通号城市轨道交通技术有限公司，北京 100070）
摘要：
F A O 系统进一步提升城市轨道交通运行系统的安全与效率，具有更高的自动化水平，但F A O 信号系统相较于传统C B T C 信号系统与外部接口有更多的采集和联动需求。针对F A O 系统特点，提出一种FAO 信号系统与外部接口的测试方案，对信号系统涉及外部接口相关的联动功能、工程数据、接口协议进行验证，为FAO 线路的开通提供保障。关键词：
FAO 信号系统；外部接口；测试中图分类号：
U284.48 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2022)08-0097-04Test Scheme of
Interfaces between FAO Signaling System and External Systems
Wei Mingrui
(CRSC Urban Rail Transit Technology Co., Ltd., Beijing 100070, China)
Abstract: The FAO signaling system has further improved the safety and efficiency of the urban rail transit operation system and has a higher level of automation. However, compared with traditional CBTC signaling system, FAO signaling system has more requirements for acquisition and linkage with external interfaces. Based on the characteristics of FAO system, this paper proposes a test scheme of interfaces between FAO signaling system and external systems to verify the linkage function, engineering data and interface protocol related to external interfaces, so as to provide guarantee for the opening of FAO line.
Keywords: FAO signaling system; external interfaces; test
DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2022.08.020
收稿日期：2021-07-08；修回日期：
2022-05-29作者简介：
魏明瑞（1994—），男，工程师，本科，主要研究方向：城市轨道交通信号系统测试，邮箱：
weimingrui@crscu 。
1 概述
国际公共交通协会(UITP)将列车运行的自动
化水平（自动化等级（Grades of Automation，
GoA））由低到高划分为GoA0～GoA4级，其中
GoA3级和GoA4级列车驾驶已经不需要列车司机，完全可以依靠全自动运行系统（Fully Automatic Operation，FAO）实现列车自动运行。
近几年越来越多的城市轨道交通线路采用FAO
系统，2017年12月开通的上海17号线和武汉21号线均采用GoA3级的FAO 系统，2014年8月开通的上海10号线、2016年12月开通的香港南港岛线、2017年12月开通的北京燕房线、2019年9月开通的北京新机场线均采用GoA4级的FAO。即将
开通的北京3号、12号、17号、19号线也将要采用GoA4级的FAO系统。
随着城市轨道交通技术的进步和运营需求的不断提升，FAO信号系统需要与更多的外部接口专业进行采
集和联动，达到全自动运营的目的，同时FAO信号系统与外部接口的相关测试也成为非常重要的一环。针对FAO系统的特点，提出一种FAO 信号系统与外部接口的测试方案。
2 测试方案
FAO系统新增42个全自动运营场景，即早间上电、唤醒、出库、轧道车运营、进入正线服务、进站停车、站台发车、折返换端、清客、停止正线服务、回库、清扫、休眠、洗车、自动调车、故障复位控制、再关车门控制、紧急制动缓解、区间疏散、紧急操作装置、紧急呼叫、远程紧急制动、车辆火灾、全自动运行模式（FAM）/CAM相关模式转换、蠕动模式、车上设备工作状态远程监测、车门故障隔离站台门、站台门故障隔离车门、车门状态丢失、雨雪模式、车辆制动系统故障、救援、日检与维修、列车远程广播、车站火灾、障碍物/脱轨检测、其他远程控制功能、跳停、扣车、运行中信号或车辆发生设备故障后的处理、站台门状态丢失、逃生门状态激活。每个全自动运营场景都需要FAO信号系统与外部系统之间紧密协作才能实现。 FAO信号系统与外部系统接口众多，其中计算机联锁（Computer-Based Interlocking，CBI）需要与洗车机、车库门、站台门等系统接口，车载控制器（Vehicle On-Board Controller，VOBC）与车辆有硬线和网络接口，由列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，ATS）与原综合监控系统（Integrated Supervisory Control System，ISCS）深度整合的行车综合自动化系统（TIAS）需要与火
灾报警系统（FAS）、环境与设备监控系统（BAS）、闭路电视系统（CCTV）、电力监控系统（PSCADA）、旅客向导系统（PIS）、广播系统（PA）、车辆、站台门等系统接口。各子系统与外部接口连接示意如图1所示。
Fig.1 Schematic diagram of connection of
signaling subsystems and external interfaces FAO系统中包含的各类设备由不同厂商提供，若在现场才开始进行涉及接口相关测试，由于系统整体过于庞大，实际工程项目现场工期紧张，测试需要投入大量的人力物力，成本高、周期长、现场不确定因素多、暴露问题晚等因素均不利于最终线路开通。因此本方案将FAO信号系统与外部接口测试分为信号厂商室内测试、与外部设备厂商接口测试、现场联动功能测试3个阶段。第一阶段主要验证信号系统自身工程数据和系统功能的正确性，第二阶段完成信号系统与外部设备的接口测试内容，第三阶段在现场验证整个FAO系统满足全自动运营场景联动功能、工程数据、接口协议，减少现场测试周期，降低成本，并有利于问题提前发现解决。
2.1 信号厂商室内测试
本阶段测试在信号厂商室内实验室进行，其他外部接口设备可采用仿真模拟，仿真程序需要按照与信号系统接口协议，满足设置发送以及接收显示相关信息功能。
本阶段的测试重点是验证42个全自动运营场景下，信号系统可以正确按照接口协议采集外部接口发送信息，可以正确按照接口协议向外部接口发送联动信息，FAO信号系统自身功能、数据正确。以车辆火灾场景为例，车辆发生火灾时车辆通过网络或硬线向VOBC发送火灾报警信息，VOBC将火灾报警上报中心，并运行到下一站台打开车门不关闭。车辆将火灾报警区域的画面推送至中心CCTV。VOBC保持在站台打开车门且不关闭状态，待综合站务员上车后确认火灾情况（中心可通过
CCTV辅助确认），按如下方式处理。
1） 如果确认发生火灾，通过中心TIAS向VOBC 发送火灾确认，由VOBC向车辆发送火灾确认，车辆触发预录广播和预录制的PIS信息提示乘客。2） 如果确认未发生火灾，通过中心TIAS远程向VOBC发送复位FAS报警指令，VOBC自动控制列车发车。
室内测试方法及内容如下。
1）通过仿真软件模拟车辆向VOBC发送火灾信息，模拟车辆向TIAS推送CCTV画面，观察全自动运行列
车继续运行至下一站台打开车门不关闭，中心TIAS工作站显示车辆火灾报警，中心CCTV 显示推送画面。
2）通过中心TIAS确认火灾，观察中心向VOBC发送火灾确认，车辆仿真程序收到VOBC发送的火灾确认信息。
3）通过中心TIAS远程复位FAS报警，车辆仿真程序取消发送火灾报警，观察VOBC自动控制列车发车。
测试时，测试人员通过车辆仿真程序注入车辆火灾的信息，验证信号系统在收到车辆火灾信息时的处理逻辑正确，同时通过观察车辆仿真程序接收界面验证信号系统向车辆发送的联动指令正确，并在测试过程中验证信号系统内各子系统间的工程数据一致性。
2.2 与外部设备厂商接口测试
本阶段测试可以在室内或现场进行，若信号系统和其他外部接口设备有条件在实验室搭建真实设备测试环境，则可在实验室进行相关接口测试内容，测试环境需要满足全自动运行系统的基础运行环境，应以FAO中的核心设备和典型设备作为平台的基础，实物设备和仿真设备相结合。如果在实验室各系统设备部署完整，满足验证全自动运营场景联动功能的要求，在此阶段同时进行FAO室内的联动功能测试验证，
减少后续现场联动功能的调试测试工作量和时间。若不具备在实验室搭建测试环境的条件，在现场进行接口测试时需要现场外部接口设备部署完成并与信号系统连接正常之后进行。信号系统与各外部接口专业需要共同进行测试环境搭建和调试验证工作。
本阶段的测试重点是验证信号系统与外部接口信息传输的准确性，若采用继电接口连接，如CBI 与洗车机、车库门连接，VOBC与车辆硬线连接等，需要验证继电接口、电路连接是否正确，信号系统与外部接口采集或输出信号是否正确；若采用协议传输方式，如TIAS与站台门系统、VOBC与车辆网络连接等，需要验证接口正确连接，并验证接口传输符合接口协议内容，测试内容至少包含所有命令和数据的格式、接收和发送机制和协议中特殊情况说明。
2.3 现场联动功能测试
本阶段测试需要信号系统及各外部接口设备在现场完成部署连接，并已在现场完成各自系统功能和工程数据测试验证。
本阶段的测试重点是验证42个全自动运营场景下，FAO各系统间联动功能符合预期，各系统之间接口性能满足要求。
同样以车辆火灾场景为例，现场联动功能测试方法及内容如下。
1）现场模拟车辆向VOBC发送火灾信息，观察全自动运行列车继续运行至下一站台打开车门不关闭，中心TIAS显示车辆火灾报警，中心CCTV 显示车辆推送画面。
2）通过中心TIAS确认火灾，观察车辆触发预录广播和预录制的PIS信息提示乘客。
3）通过中心TIAS远程复位FAS报警，恢复车辆火灾报警，观察VOBC自动控制列车发车。与室内测试比较，可以发现现场联动功能测试侧重点不是信号系统接收信息或向外部接口发送信息的正确性，而是整个FAO各系统间最终的功能联动符合预期。另外，各系统接口间的倒机、单通道通信故障下连接稳定性等性能测试内容也是本阶段的测试重点。
3 结束语
FAO需要信号、综合监控、车辆、通信、站台门系统等与列车运行相关专业设备共同构成、紧密协作，才能实现列车全自动化运行。以信号系统为主，将FAO信号系统涉及外部接口需要进行测试的所有内容分为信号厂商室内测试、与外部设备厂商接口测试、现场联动功能测试3个阶段进行，详细介绍FAO信号系统与外部接口的测试方案，为FAO线路提供一种测试思路，保障线路顺利开通。
参考文献
[1]任宁宁，杜江红.面向互联互通的全自动运
行系统测试方案[J].铁路通信信号工程技术，2020，17（2）：103-106.
Ren Ningning, Du Jianghong. Test Scheme of Fully Automatic Operation(FAO) System for Interoperability[J]. Railway Signalling ＆Communication Engineering, 2020, 17(2): 103-106.
[2]徐鑫，焦凤霞.基于通信的列车控制系统
(CBTC)互联互通测试方案设计与实现[J].铁路通信信号工程技术，2018，15（11）：58-62.
Xu Xin, Jiao Fengxia. Design and Implementation of Interoperability Test Scheme of Computer Based Train Control(CBTC) System[J]. Railway Signalling ＆ Communication Engineering, 2018, 15(11): 58-62.
[3]代继龙，李晓刚，李兆龄，等.新一代CBTC系
统方案研究与关键技术探索[J].铁路通信信号工程技术，2016，13（6）：41-44.
Dai Jilong, Li Xiaogang, Li Zhaoling, et al.
Research on New Generation of CBTC System and Key Techniques[J]. Railway Signalling ＆Communication Engineering, 2016, 13(6): 41-44. [4]宁滨，郜春海，李开成，等.中国城市轨道交
通全自动运行系统技术及应用[J].北京交通大学学报，2019，43（1）：1-6.
Ning Bin, Gao Chunhai, Li Kaicheng, et al.
Technology and Application of Fully Automatic Operation System for Urban Rail Transit in China[J]. Journal of Beijing Jiaotong University, 2019, 43(1): 1-6.
[5]曹宏丽.FAO系统特有功能分析及互联互通探讨
[J].铁道通信信号，2018，54（5）：88-90.
Cao Hongli. Functional Analysis and Discuss of Interoperability of FAO System[J]. Railway Signalling ＆ Communication, 2018, 54(5): 88-90.
[6]熊光华.城市轨道交通全自动驾驶运行场景的分
析[J].铁道建筑技术，2016（S1）：307-309. [7]路向阳，陈华国，雷成健，等.城市轨道交
通全自动运行系统仿真验证平台的设计与实现[J].控制与信息技术，2020（5）：17-24.
Lu Xiangyang, Chen Huaguo, Lei Chengjian, et al. Design and Implementation of Emulation and Verifi
cation Platform for Urban Rail Transit FAO System[J]. Control and Information Technology, 2020(5): 17-24.
***********************************************
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议