地铁综合监控仿真测试系统

仿真测试平台系统结构

综合监控仿真测试系统由硬件与软件两部分构成。硬件主要包括网络交换机、服务器、工作站、多串口设备。软件主要包括操作系统、数据库以及针对地铁车站设备特点而开发的仿真测试平台软件。

仿真测试平台STP模拟软件可运行在云计算平台上，对于仿真测试中用到的多串口设备，通过IP网络接入，并将串口映射到指定虚拟机上。由虚拟化管理软件根据仿真测试的需要，合理调整虚拟机的资源。

为了保证仿真测试的实时性及可靠性，仿真测试平台软件部署在高性能的服务器上（或一个虚拟机节点上），用于模拟全车站/全线所有设备的数据。

在对ISCS综合监控系统/PSCADA系统进行仿真测试时，应可以根据工程项目的实际设计进行部署。

云计算平台主要提供了仿真测试的基础架构与硬件设施（包含服务器、存储、网络）。

仿真测试软件是STP平台的核心，它通过人机交互界面，以设备或专业子系统为仿真对象，通过配置规约解释程序对设备/子系统进行通信模拟，实时显示仿真模拟的状态信息，从而实现仿真系统总体控制、仿真评测、测试评估、系统培训等功能。

接口仿真程序应根据专业不同而分为PSCADA、BAS、FAS、PA、PIS、AFC、ISDS、EPS、PSD、VRV等十余种类型，这些接口仿真程序依据子系统的功能原理，通过仿真数据的逻辑化编程，建立仿真数据之间的关联关系，以模拟子系统的真实运行情况，并采用与各子系统相同的接口方式和通信协议（或称为规约），实现与ISCS系统之间的数据交互，达到模拟实际运行状况的目标。

6.9.3、仿真测试平台功能

（1）支持双主机、双网络测试

仿真测试系统具备高可用性，支持双测试机及双网部署环境，主测试机故障时，备用测试机可自动接替工作，主网故障时，备用网络自动接替工作。支持人工切换测试机的主备状态及工作网络。

（2）支持模拟设备主备通道测试

可模拟某些采用双设备（主备冗余）或双通信接口的应用场合，采用通道自动切换技术进行通信模拟，主通道一段时间不能传输数据时，备用通道应自动接替工作，也可以人工或根据特定数字量的值自动切换主备通道的工作方式，从而达到通信仿真的目的。

（3）模拟量（AI）测试功能

提供AI量模拟测试功能，可定义设备的AI量数据库，仿真测点单双极性可设，支持数据值按线性、正弦波、锯齿方式变化，变化率可调，支持品质参数，支持人工单点模拟，自动批量模拟等。可对综合监控系统进行如下测试：

（1）精度测试：通过仿真测试软件，模拟发出AI量，通过比较仿真测试软件与被测系统（ISCS综合监控系统）报文或工程值的测试结果，得出被测系统数据的处理精度及准确度情况。

（2）模拟量的死区处理测试：通过仿真测试软件，模拟一个死区变化值，并通过通信报文传输到综合监控系统，从而测试综合监控系统针对死区的数据、报警处理等逻辑是否正确有效。

（3）遥测响应时间测试：模拟RTU/PLC设备发出一个突变值，测试从仿真模拟系统发生幅值突变至综合监控系统检测到这个突变所需的时间，从而测试综合监控系统的遥测处理响应速度。

（4）数字量（DI）测试功能

提供DI量模拟测试功能，可定义设备的DI量数据库，可仿真设置单、双位遥信，支持数据值交替变化，变化率可调，支持品质参数，支持人工单点模拟，可自动批量模拟等。AI测试时能模拟现场设备发生变位，应可对综合监控系统进行如下测试：

（1）数字量识别：通过模拟现场设备动作，测试综合监控系统的设备状态是否能正确反馈及报警。

（2）遥信核对：通过批量产生DI量，模拟现场一批设备发生动作的情况下，测试测综合监控系统处理数字输入量是否存在误报和漏报现象。

（3）响应时间：模拟设备的变位动作，观察综合监控系统对被测设备形成的遥信变位报文进行接收和解析，分析监控系统对遥信变化的处理响应时间。

（5）控制测试功能

仿真测试系统支持DO数据类型，任意遥信点可设是否具备遥控功能，且遥控点号应可任意定义，支持系统自动模拟返校。遥控测试可对综合监控系统做如下测试：

（1）遥控正确性测试：仿真测试系统收到综合监控系统下行遥控报文，并根据所设置的遥控点号对遥控请求进行返校（成功或失败），从而验证综合监控系统接收遥控返校命令后的程序处理逻辑是否正确。

（2）遥控过程测试：仿真测试系统收到综合监控系统的下行遥控执行报文，并根据遥控报文的内容，模拟设备的分、合（或开启/停止）操作，并输出对应的DI状态，从而完全模拟一个真实设备的遥控过程及显示结果，测试主站系统遥控功能的完备性。

（3）模式控制仿真测试：通过仿真测试程序实现组合控制、顺序控制功能，达到真实设备运营的效果，从而验证综合监控系统的模式及时间表编制的正确性。

（6）SOE测试功能

可模拟能输出事件顺序记录的设备，在进行SOE测试时，可以人工模拟设备产生SOE或随着DO量变化自动产生SOE信号，从而测试综合监控系统的SOE处理功能，包括SOE信号实时显示、SOE分辨率的测试等。

（7）对时测试功能

可模拟RTU向综合监控系统对时，支持自动对时（按规定时间间隔自动对时）及人工对时方式。用以测试综合监控系统对时间的处理。

（8）事故及雪崩模拟

支持：

雪崩事故模拟

事故遥信变位模拟

（9）通信接口及协议模拟

仿真测试系统支持目前综合监控系统采用最多的以太网及RS232/485通信接口，并且支持目前综合监控系统采用的信协议，包括Modbus-RTU、CDT、Modbus－TCP、IEC103、IEC104、SNMP协议以及少数自定义协议。综合监控模拟测试仿真系统的规约库支持增加新的通信协议能力，支持自定义及私有协议的仿真模拟。

通信接口及协议模拟应能对综合监控系统的运行性能参数进行以下方面的评测：

（1）通信间隔：综合监控系统与设备两次通信之间的平均通信时间。

（2）最大通信间隔：综合间隔系统与设备两次通信之间的最大间隔时间。

（3）通信错误仿真：通信报文中包含的各种不符合通信规约的错误和校验出错，用以仿真通信报文错误，测试被测综合监控系统在处理错误报文时的处理能力。

（10）报文解析、显示及记录功能

为了测试综合监控系统的通信接口能力，仿真测试系统还应该包括以下报文解析及记录功能：

（1）能够模拟太网口或RS-232/485接口与综合监控系统进行通讯，并对综合监控系统下发的各类报文进行显示及深层解析，分析接口规约是否标准及正确。

（2）报文记录功能：支持端口原始报文的保存和回放；支持端口数据错误处理、保存及回放；支持端口遥测变化数据处理、保存及回放；支持端口模拟输出量变化数据处理、保存及回放；支持端口遥信变化数据处理、保存及回放；支持端口数字输出量变化数据处理、保存及回放；支持端口电度变化数据处理、保存及回放。支持端口定值变化数据处理、保存及回放。

（11）显示及配置功能

主要包括：

Ø  各种原始数据的综合监视

Ø  程序运行状态的控制和显示

Ø  模拟测试系统状态

Ø  端口运行状态的控制和显示

Ø  端口通讯数据的统计和显示

Ø  端口通讯统计数据清零

Ø  程序重新初始化

Ø  端口数目显示

Ø  端口参数显示

Ø  用户及加密管理

Ø  帮助信息显示