AUTOMATIZACIÓN DE LOS ENTORNOS DE PRUEBAS

FERROVIARIAS ERTMS

Autor: Torres del castillo, Luis.

Director: Martín Carbonell, Raúl.

Entidad Colaboradora: CAF Signalling.

RESUMEN DEL PROYECTO

Desarrollo de dos componentes software que permitan introducir un aumento en la

automatización de dos entornos de pruebas ferroviarios. Un primer componente permitirá

la creación y manipulación de mensajes de capa de aplicación de cualquier protocolo de

comunicaciones que cumpla unos determinados principios y un segundo componente

funcionará como interfaz entre los scripts de las pruebas y un banco de simulación

ERTMS.

Palabras clave: Entorno de pruebas, ERTMS, automatización

1. Introducción

A la hora de desarrollar un nuevo componente ferroviario, existen numerosas y

exhaustivas pruebas que el componente debe pasar para asegurar su fiabilidad y

seguridad. Realizar dichas pruebas usando componentes reales en vía y necesitando

montar todo el entorno ferroviario es un proceso muy costoso, que provoca un aumento

en el precio final del componente. Muchas de esas pruebas, sobre todo las pruebas

relacionadas meramente con la funcionalidad del componente y con su comportamiento

o respuesta a estímulos son pruebas que no necesitan llevarse a cabo en un entorno real.

Debido a ello, las empresas ferroviarias comienzan a desarrollar entornos de pruebas en

laboratorios en los que se simulan diversos componentes permitiendo realizar

numerosas pruebas sobre la funcionalidad de los componentes. Dichos entonos,

presentan cierto grado de automatización de tal manera que gran parte del proceso se

realiza sin intervención humana. Al analizar detalladamente el estado de los entornos,

se observa que existen ciertos eslabones del proceso de pruebas que presentan una

oportunidad en la que introducir mejoras permitiendo alcanzar un grado de

automatización casi total en la ejecución y validación de pruebas.

2. Definición del proyecto

El Proyecto se centrará en el diseño, desarrollo e implementación de dos aplicaciones

con el objetivo de aumentar la automatización del entorno al que pertenecen.

La primera aplicación, denominada ALS o simulador de capa de aplicación, se

integrará en el entorno de pruebas de aplicación genéricas y consistirá en una

herramienta que, con acceso a un fichero de especificación de un protocolo, permita

crear y manipular mensajes de la capa de aplicación del protocolo de una manera

simple, intuitiva y legible para los humanos.

Dicha herramienta permitirá al usuario o aplicación que la utilice poder modificar los

elementos (variables, repeticiones de variables, paquetes…) de los mensajes y acceder

a los valores de sus variables sin tener que realizar costosas operaciones de obtener las

variables manualmente, y una a una, a partir de la representación binaria de mensajes, o

peor aún, de tener que componer una representación binaria de un mensaje

manualmente.

La segunda aplicación, denominada CRBE o Control Remoto del Banco ERTMS, se

integrará en el entorno de pruebas de aplicación específicas y consistirá en un

componente que sirva de interfaz entre el motor de scripts del entorno y el banco de

simulación ERTMS. Con este componente, se podrá acceder al simulador de trenes

desde el motor de scripts, permitiendo realizar toda la prueba de una manera

automática.

3. Descripción del modelo/sistema/herramienta

La arquitectura del ALS estará formada por tres componentes, como se puede observar

en la figura a continuación:

Figura 1. Diagrama de componentes del ALS

Formado por:

GestorMensajes, componente principal y central de la aplicación, encargado

de proporcionar los métodos necesarios para ser usado y de toda la lógica de

modificaciones sobre el mensaje.

cmp Diagrama de Componentes

GestorMensajes

IGestorMensajes

Mensaje ParserXML

«xml»

protocolo.xml

IParserXML

IMensaje

read

Mensaje, componente con una finalidad doble, por un lado es la de gestionar

una lógica sencilla de consultas sobre el valor de las variables y por otro lado

como componente contenedor de los elementos de cada instancia del mensaje

ParserXML, componente encargado de obtener e interpretar la información

sobre la estructura de los mensajes presente en el archivo de especificación del

protocolo asociado.

La arquitectura del CRBE estará formada por 4 componentes principales, que

interactuarán con otros dos ya existentes como se puede observar en la figura a

continuación:

Figura 2. Diagrama de componentes del CRBE

El componente CORBA, será el encargado de obtener las referencias CORBA

para comunicarse con los métodos del banco de simulación ERTMS.

El componente CRBE será el componente principal y su principal finalidad

será la de inicializar la aplicación arrancando el resto de componentes.

El componente ServidorCRBE será el componente encargado de gestionar la

comunicación con el motor de scripts y de verificar la sintaxis de las comandas

recibidas.

El componente GestorConfiguracion será el componente encargado de leer y

obtener la configuración para el correcto funcionamiento de la herramienta.

4. Resultados

Para los resultados del ALS se mostrará una representación de los objetos que

representan a un mensaje en la aplicación, indicando además un simple script que

permitirá modificar dicho mensaje:

cmp Arquitectura

CRBE GestorConfiguracion

Serv idorCRBE

(IM-SD)

ParserSicamPcXML

SiCOM

CORBA

SEI

SPI

ISiCOM

IParserSicamPcXML

IGestorConfiguracion

IServidorCRBE

Figura 3. Resultados ALS

En lo relativo a los resultados del CRBE, se muestran dos capturas del entorno de

pruebas en el que trabajará dicho componente. Una primera captura será la relativa

al simulador de campo y una segunda mostrará el simulador de trenes. Ambos

componentes serán controlados a través del CRBE.

Figura 4. Resultados CRBE

SEND_CONFIRM (ActualizarVariable TrenA1 MSG2 PK1_0 L_PACKET 1, TRUE); SEND_CONFIRM (ActualizarVariable TrenA1 MSG2 PK1_0 Q_SCALE 3, TRUE); SEND_CONFIRM (ActualizarVariable TrenA1 MSG2 PK1_0 M_LEVEL 5,

TRUE);

Figura 5. Resultados CRBE

5. Conclusiones

La conclusión principal que se extrae tras la realización del proyecto, es la fehaciente

necesidad de automatización que presentan todos los procesos industriales. El sector

tecnológico actual se encuentra en una corriente en la que se tratan de automatizar cada

vez más gran parte de los procesos. Con este proyecto se ha podido constatar el ahorro

(tanto en recursos humanos, como en tiempo, como en dinero) de automatizar un

proceso industrial. Además de dichos ahorros, al automatizar los procesos, las personas

encargadas anteriormente de dichos procesos ahora automatizados, notarán un aumento

en su productividad debido a que se dedicarán a tareas menos mecánicas.

ERTMS TEST ENVIROMENT AUTOMATIZATION

Author: Torres del Castillo, Luis.

Supervisor: Martín Carbonell, Raúl.

Collaborating Entity: CAF Signalling.

ABSTRACT

Development of two software components that lead an increase in the automation of two

rail tests environments. The first component will allow the creation and manipulation of

application layer messages while the second component will function as an interface

between test scripts and the ERTMS bench simulation.

Keywords: tests environments, ERTMS, automation

1. Introduction

When developing a new railway component, there is an exhaustive testing process that

the component must pass to ensure its reliability and safety. These tests, using real

components in track and needing the entire railway environment, are a very expensive

process, which produce an increase in the final price of the components. Many of these

tests, especially the ones related with the functionality of the component, do not need to

be carried out in a real environment.

Because of this, railway companies begin to create test environments in which various

components are simulated allowing extensive testing on the functionality of the

components. Such environments have some automation in the way that most of the

process is performed without human intervention. By analyzing in detail those

environments, it is observed that there are certain parts of the testing process that

present an opportunity where improvements will allow reaching a level of almost total

automation.

2. Definition of the project

The project will focus on the design, development and implementation of two

applications in order to increase automation environment to which they belong.

The first application, called ALS or Application Layer Simulator, will be immersed

into the generic application test environment and consist of a tool that, with access to

the protocol specification file, allows to create and manipulate messages in a simple

and intuitive way , and readable for human. This tool will allow the user or component

witch uses it to modify the elements of messages and access the values of their

variables without needing to manipulate the streams in a bit-level.

The second application, called Remote Control of ERTMS Bank (CRBE) will be

immersed into the specific application test environment and will consist of a

component that serves as an interface between the script engine and the ERTMS

simulation bank. With this component, it will be able to access the simulator from the

script engine, allowing executing the entire test without human intervention.

3. Description of the model/system/tool

ALS architecture will consist of three components, as shown in the figure below:

Figura 6. ALS component diagram

GestorMensajes, main and central component, will be responsible for

providing the methods to use the tool and for all the modifications in the

message.

Mensaje, component in charge of the queries about the variables of the

message. The component will also contain the information about every

instance of the message.

ParserXML, component responsible for obtaining and reading into the

information about the messages´ structure , obtained through the protocol

specification file

CRBE architecture will consist of four main components, which interact with two other

(existing ones) as shown in the figure below:

cmp Diagrama de Componentes

GestorMensajes

IGestorMensajes

Mensaje ParserXML

«xml»

protocolo.xml

IParserXML

IMensaje

read

Figura 7. CRBE component diagram

CORBA component will be responsible for obtaining the CORBA references to

communicate with the methods of the ERTMS simulation bank.

CRBE component is the main component and its main purpose will be to

initialize the application by starting the other components.

ServidorCRBE component is in charge of managing communication with the

script engine and check the syntax of the orders received.

GestorConfiguracion component is responsible for reading and obtaining the

proper configuration of the tool.

4. Results

For ALS results, it will be shown a representation of the objects that represent a

message in the application, also indicating an easy script which will allow to modify

that message:

cmp Arquitectura

CRBE GestorConfiguracion

Serv idorCRBE

(IM-SD)

ParserSicamPcXML

SiCOM

CORBA

SEI

SPI

ISiCOM

IParserSicamPcXML

IGestorConfiguracion

IServidorCRBE

Figura 8. ALS results

For the CRBE results, there will be shown two captions of the test enviroment in which

CRBE will work. The firs caption wil be of the field simulator while the second one will be

a caption of the train simulator. Both componentes will be controlled through the CRBE.

Figura 9. CRBE results

SEND_CONFIRM (ActualizarVariable TrenA1 MSG2 PK1_0 L_PACKET 1, TRUE); SEND_CONFIRM (ActualizarVariable TrenA1 MSG2 PK1_0 Q_SCALE 3, TRUE); SEND_CONFIRM (ActualizarVariable TrenA1 MSG2 PK1_0 M_LEVEL 5,

TRUE);

Figura 10. CRBE results

5. Conclusions

The main conclusion obtained after completion of the project is the true need for

automation present in every industrial process. The current technological sector is in

way of act trying to automate every single process. This project has revealed the

savings (in human resources, time and money) because of automate an industrial

process.