CN112393929B - 列车静动态测试控制***及控制方法 - Google Patents
列车静动态测试控制***及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种列车静动态测试的控制方法,其包含:区域控制器设定静动态测试区域;接收列车发出的静动态测试请求,当列车驾驶模式符合静动态测试的配置且定位完全位于静动态测试区域内,则判断收到有效静动态测试请求;当确认静动态测试区域处于空闲状态,并设置静动态测试区域为限制态及向联锁通信发送静动态测试区域锁闭指示,当接收到列车的有效静动态测试请求和静动态测试区域处于准备测试状态,则向列车发送静动态测试授权;列车停止发送静动态测试请求,区域控制器结束静动态测试。本发明通过区域控制器高效、安全地管理列车静动态测试过程,提高轨道交通运营自动化程度,使全自动无人驾驶场景更有保障。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通信号安全控制技术领域,具体涉及一种列车静动态测试控制***及控制方法。
背景技术
基于通信的自动列车控制***(Communication Based Train Control,CBTC)已被广泛地应用于轨道交通信号控制领域,其中区域控制器(Zone Controller,ZC)主要通过采集轨旁设备状态、与车载列车自动防护***(Automatic Train Protection,ATP)通信、与联锁(Computer Based Interlocking,CI)通信和与自动列车监控***(AutomaticTrain Supervision,ATS)通信来管理线路上所有列车的运行,通常是为运营在正线上的所有列车计算移动授权。随着轨道交通全自动无人驾驶的需求日益旺盛,列车在正线以外(停车库、存车线等)的各项动作,例如休眠唤醒、静动态测试等,也需要被纳入ZC的管理之中。
特别地,列车在静动态测试过程中会发生位移,但区域控制器无法像在正线中一样为列车计算移动授权,所以需要另外的机制来为列车提供安全防护。目前已有一些技术方案,但他们仍存在以下几个问题:
1)区域控制器管理的静动态测试区域不够精确,导致列车进行静动态测试时,其影响范围扩大,降低了整体运营效率;
2)现有技术没有考虑回库的非通信列车对于静动态测试的影响。
所以,在全自动无人驾驶的场景下,区域控制器管理列车静动态测试的效率和安全性仍有待提高。
发明内容
本发明提供一种列车静动态测试控制***及控制方法,通过精确的区域划分、动态的限制条件设定以及对测试区域外环境的监测,提高管理列车静动态测试的效率和安全性。
为实现上述目的,本发明提供一种列车静动态测试的控制方法,其特点是,该方法包含:
区域控制器设定静动态测试区域;
区域控制器接收列车发出的静动态测试请求,当区域控制器检测列车驾驶模式符合静动态测试的配置且定位完全位于静动态测试区域内,则判断收到有效静动态测试请求;
区域控制器检测和确认静动态测试区域处于空闲状态,并设置静动态测试区域为限制态及向联锁通信发送静动态测试区域锁闭指示,当收到联锁反馈的静动态测试区域已锁闭信息,则判断静动态测试区域处于准备测试状态;
区域控制器判断接收到列车的有效静动态测试请求和静动态测试区域处于准备测试状态,则向列车发送静动态测试授权;
列车停止发送静动态测试请求,区域控制器结束静动态测试。
上述区域控制器在静动态测试期间持续检测列车和静动态测试区域是否满足授权条件,当列车和静动态测试区域不满足授权条件,则结束静动态测试。
上述区域控制器根据列车停车窗和防护路径的总距离设为静动态测试区域;其中防护路径为列车以最大速度冲出停车窗后的制动距离。
上述静动态测试区域处于空闲状态包含:
没有与静动态测试区域有交集的一个或若干个处于限制状态的防护区域;
静动态测试区域内没有其他列车;
静动态测试防护区段上没有非通信车;
没有对该静动态测试区域有影响的其他静动态测试或反向跳跃正在进行。
上述没有与静动态测试区域有交集的一个或若干个处于限制状态的防护区域包含:
没有被激活的静动态缓冲区域和当前静动态测试区域有冲突,其中静动态缓冲区域为在非通信车周围激活用于防护通信车与其保持安全距离的区域;
没有侧冲防护区域和当前静动态测试区域有冲突,其中侧冲防护区域为用于防护道岔两个开向上列车的侧面冲撞的区域;
没有被激活的工作人员防护区域和当前静动态测试区域有冲突,其中工作人员防护区域为线路上有人员作业时,相应区域被激活以阻止列车进入;
车库门对当前静动态测试区域没有影响。
上述区域控制器在向列车发送静动态测试授权前检测列车和静动态测试区域状态,当列车和静动态测试区域始终保持相互对应状态,则发送静动态测试授权信息。
上述区域控制器在向列车发送静动态测试授权前检测其他列车信息,当判断其他列车不会在静动态测试期间进入静动态测试区域,则发送静动态测试授权信息。
上述列车进行动态测试过程中,当列车和静动态测试区域不满足授权条件,区域控制器经过预设的第一安全延时后结束静动态测试。
上述列车在经过第一安全延时后定位不完全位于停车窗内,则区域控制器再经过预设的第二安全延时后结束静动态测试。
一种适用于上述列车静动态测试的控制方法的列车静动态测试的控制***,其特征在于,该***包含:
区域控制器,其设定区域控制器设定静动态测试区域,接收列车发出的静动态测试请求,当区域控制器检测列车驾驶模式符合静动态测试的配置且定位完全位于静动态测试区域内,则判断收到有效静动态测试请求;区域控制器检测和确认静动态测试区域处于空闲状态,并设置静动态测试区域为限制态及向联锁通信发送静动态测试区域锁闭指示,当收到联锁反馈的静动态测试区域已锁闭信息,则判断静动态测试区域处于准备测试状态;区域控制器判断接收到列车的有效静动态测试请求和静动态测试区域处于准备测试状态,则向列车发送静动态测试授权;列车停止发送静动态测试请求,区域控制器结束静动态测试;
联锁,其通讯连接区域控制器,在静动态测试过程中锁闭静动态测试区域。
本发明列车静动态测试控制***及控制方法和现有技术相比,其优点在于,本发明精确划分了静动态测试区域,避免以轨道区段为长度单位,可以尽可能地减小静动态测试造成的影响,并且为后续的动态限制条件计算提供基础数据;
本发明依赖于精确的区域划分,动态地计算限制静动态测试进行的条件,使得ZC的管理更加细致,提高整体运营效率,且该方法通用性好,扩展性强;
本发明阐明了列车和联锁发送消息的有效性的判断方法,CBTC***对于通信的依赖性不言而喻,严格且明确的消息入口检查是区域控制器授权静动态测试的关键,以免区域控制器因错误或失效的消息做出误判;
本发明描述了在静动态测试过程中监测非通信车的方法,并且相应防护区段可以自由配置,提高了区域控制器管理的安全性和可用性;
本发明所述方法除了考虑相邻的静动态测试区域之间的相互影响,还考虑了同样不受移动授权约束的反向跳跃列车的影响,使得该方法通用性更好;
本发明提供了一种在允许碰撞的情况下的管理静动态测试的方法,可以满足线路物理条件紧张时的静动态测试需求,提高了区域控制器管理的可用性;
本发明提供了一种由配置驱动的快速静态测试管理方法,考虑到列车在静态测试时往往不会位移,该选项可以减小静态测试造成的影响,提高整体运营效率;
本发明阐述了区域控制器根据列车状态判断如何结束静动态测试流程的方法,其中涉及的安全延时可以确保列车的状态始终可控、可测,提高了区域控制器管理的安全性;
综上所述,本发明提供的一种区域控制器管理全自动运行列车静动态测试的方法,通过信息交互和逻辑计算,将可以安全高效地管理无人驾驶场景下列车全自动进行静动态测试的过程,提高轨道交通的自动化程度,节约人力成本。
附图说明
图1为本发明一种列车静动态测试控制方法的方法流程图;
图2为本发明一种列车静动态测试控制方法的车库布置示意图;
图3为本发明一种列车静动态测试控制方法的静动态测试区域划分示意图;
图4为本发明一种列车静动态测试控制方法的静动态测试结束流程图。
具体实施方式
以下结合附图1~4和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的静动态测试控制方法、静动态测试控制***、物品或者现场设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种静动态测试控制方法、静动态测试控制***、物品或者现场设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的静动态测试控制方法、静动态测试控制***、物品或者现场设备中还存在另外的相同要素。
实施例一
如图1所示,揭示了一种列车静动态测试(包括静态测试和动态测试)的控制方法的实施例一,该方法具体包含以下步骤:
步骤1、区域控制器(Zone Controller,ZC)设定静动态测试区域。区域控制器根据列车停车窗和防护路径的总距离设为静动态测试区域;其中防护路径为列车以最大速度冲出停车窗后的制动距离。
如图2和图3所示,具体在本实施例中,列车已精准停靠在停车窗内,按照列车以最大动态测试速度冲出停车窗后的制动距离可以得到防护路径,则列车在静动态测试过程中的最大运动范围划分为静动态测试区域B1,其中静动态测试区域B1为列车停车窗加上其两侧防护路径的总距离。
停车窗和防护路径皆由数据配置。停车窗指列车停车点附近足够进行静动态测试的区域。防护路径至少覆盖列车以最大动态测试速度冲出停车窗后的制动距离。
在静动态测试开始前,列车在如图2所示的车库中的静动态测试区域B1中准备唤醒。
步骤2、区域控制器接收列车发出的静动态测试请求,区域控制器检测列车驾驶模式是否符合静动态测试的配置,且定位完全位于静动态测试区域B1内,若是则判断收到有效静动态测试请求,跳转到步骤3,若否则不允许列车进行静动态测试,即不发送静动态测试授权,持续监测列车是否满足步骤2的条件。
其中列车驾驶模式符合静动态测试的配置为列车设定为全自动驾驶的运行模式。
步骤3、区域控制器确认静动态测试准备条件,具体为,区域控制器检测和确认静动态测试区域是否处于空闲状态,空闲状态包含:没有与静动态测试区域有交集的一个或若干个处于限制状态的防护区域;静动态测试区域内没有其他列车;静动态测试防护区段上没有非通信车;没有对该静动态测试区域有影响的其他静动态测试或反向跳跃正在进行。
若否,静动态测试区域未处于空闲状态,则不允许列车进行静动态测试,即不发送静动态测试授权,持续监测列车是否满足步骤3的条件。
若是,静动态测试区域处于空闲状态,则跳转到步骤4。
进一步的,防护区域包括:静动态缓冲区域、侧冲防护区域、工作人员防护区域和车库门投影区域等。
进一步的,没有与静动态测试区域有交集的一个或若干个处于限制状态的防护区域的具体要求包含:
没有被激活的静动态缓冲区域和当前静动态测试区域有冲突,其中静动态缓冲区域为在非通信车周围激活用于防护通信车与其保持安全距离的区域;
没有侧冲防护区域和当前静动态测试区域有冲突,其中侧冲防护区域为用于防护道岔两个开向上列车的侧面冲撞的区域;
没有被激活的工作人员防护区域和当前静动态测试区域有冲突,其中工作人员防护区域为线路上有人员作业时,相应区域被激活以阻止列车进入;
车库门对当前静动态测试区域没有影响。
进一步的,静动态测试防护区段指与静动态测试区域有冲突的回库进路需锁闭的区段,若没有任何冲突情形则无需配置。
进一步的,两个静动态测试区域或一个静动态测试区域与一个反向跳跃区域相互影响指他们的跳跃防护路径存在冲突。
步骤4、区域控制器将静动态测试区域设置为限制态,向联锁(Computer BasedInterlocking,CI)通信发送静动态测试区域锁闭指示。当区域控制器收到联锁反馈的有效的的静动态测试区域已锁闭状态信息,判断静动态测试区域处于准备测试状态。
区域控制器判断列车和静动态测试区域是否皆为空闲(为进行其他操作,准备进行静动态测试)并且始终互相对应,并且静动态测试区域是否锁闭,若是则跳转到步骤5,若否则终止静动态测试过程。
进一步的,当进行静态测试时,若数据配置表明该静态测试过程中的列车可以保持静止,则步骤3和步骤4可以省略,ZC也不需要从CI获取静动态测试区域已锁闭的状态,直接就可以发送静态测试授权。
进一步的,有效的静动态测试区域已锁闭状态指上一次从CI获取的相应状态已失效后新获取的状态,即ZC需要根据与CI通信的最大延时过滤CI发送的码位信息。
步骤5、区域控制器从列车获取到有效的静动态测试请求、从联锁获取到有效的静动态测试区域已锁闭的状态,并确认没有其他列车即将进入静动态测试区域,则向列车发送静动态测试授权,另外继续将静动态测试区域设置为限制态以阻止其他列车进入。否则,静动态测试过程终止。
进一步的,区域控制器在向列车发送静动态测试授权前检测其他列车信息,当判断其他列车不会在静动态测试期间进入静动态测试区域,则发送静动态测试授权信息。
进一步的,区域控制器在静动态测试期间持续检测列车和静动态测试区域是否满足授权条件,当列车和静动态测试区域不满足授权条件,则结束静动态测试。
步骤6、如图4所示,列车进行动态测试过程中,区域控制器实时检测列车和静动态测试区域,当列车和静动态测试区域不满足授权条件,区域控制器经过预设的第一安全延时后结束静动态测试。
进一步的,若列车在经过第一安全延时后定位不完全位于停车窗内,则区域控制器再经过预设的第二安全延时后结束静动态测试。
进一步的,当配置允许静动态测试过程中发生碰撞时,则静动态测试区域中可以有其他通信列车或休眠列车,但必须保持静止且方向不与静动态测试列车产生冲突。
进一步的,若区域控制器检测到列车在停止发送静动态测试请求之时,其安全定位已经不完全位于停车窗内,则需等待一段第二安全延时TA以确保联锁已检测到列车所占用的区段,之后才可以结束静动态测试流程。
进一步的,若区域控制器检测到列车在停止发送静动态测试请求之前,授权条件已不能满足,则首先需等待一段第一安全延时TB以确保列车因授权终止而停止运动,之后若列车安全定位仍完全位于停车窗内,则可以直接结束静动态测试流程,否则,还需要等待一段第二安全延时TA以确保联锁已检测到列车所占用的区段,再结束静动态测试流程。
进一步的,若区域控制器检测到列车直到停止发送静动态测试请求之时,其安全定位始终没有超过停车窗的范围,则静动态测试流程可以直接结束。
步骤7、区域控制器确认静动态测试已结束,则静动态测试区域的限制态被解除,列车恢复为正常通信列车。
实施例二
如果全自动运行列车要进行静态测试和动态测试,通常往往先进行静态测试,再进行动态测试,
以下以静态测试为例,说明本发明一种列车静动态测试的控制方法的实施例二,该实施例二具体包含以下步骤:
S2.1、列车在如图2所示的车库中的静动态测试区域B1中准备唤醒,首先需要进行静动态测试。具体地,如图3所示,列车已精准停靠在停车窗内,按照列车以最大动态测试速度冲出停车窗后的制动距离可以计算出防护路径,则列车在静动态测试过程中的最大运动范围划分为静动态测试区域B1。
S2.2、区域控制器从列车处获取包含驾驶模式的位置报告和静态测试请求,区域控制器检查列车定位完全位于停车窗之内,且列车驾驶模式符合静态测试配置要求,且静态测试请求合法,则确认该静态测试请求有效。
S2.3、在本实施例二中,数据配置列车在静动态测试区域B1内进行静态测试时可以保证静止。
则区域控制器直接向列车发送静态测试授权,同时将当前静动态测试区域B1置为限制态以阻止其他列车进入。
S2.4、如图4所示,列车在静态测试过程中没有产生位移,区域控制器确认列车定位仍然完全位于停车窗内,所以当列车停止发送静态测试请求时,区域控制器直接结束静态测试流程。
S2.5、完成静态测试流程后,区域控制器解除当前静动态测试区域B1的限制态。
实施例三
以下以动态测试为例,说明本发明一种列车静动态测试的控制方法的实施例三,该实施例三具体包含以下步骤:
S3.1、列车所关联的静动态测试区域仍然为B1。
S3.2、区域控制器从列车处获取包含驾驶模式的位置报告和动态测试请求,ZC检查列车定位完全位于停车窗之内,且列车驾驶模式符合动态测试配置要求,且动态测试请求合法,则确认该动态测试请求有效。
S3.3、区域控制器检查各种动态限制条件,具体包括:确认没有被激活的静动态缓冲区域(在非通信车周围激活,用于防护通信车与其保持安全距离)和当前静动态测试区域B1有冲突;确认没有侧冲防护区域(用于防护道岔两个开向上列车的侧面冲撞)和当前静动态测试区域B1有冲突;确认没有被激活的工作人员防护区域(线路上有人员作业时,相应区域被激活以阻止列车进入)和当前静动态测试区域B1有冲突;确认车库门对当前静动态测试区域B1没有影响;确认当前静动态测试区域B1内没有其他列车,或者有其他列车但保持静止且方向不与当前列车冲突(配置允许静动态测试过程中发生碰撞时);确认当前静动态测试区域B1的防护区段(对于本实施例可配置为轨道区段A1)上没有非通信车;确认相邻的静动态测试区域A1对当前静动态测试区域B1没有影响;确认当前正在进行动态测试的列车数量不超过配置的上限值。以上所有条件皆满足,则可以准备锁闭当前静动态测试区域B1。
S3.4、区域控制器将当前静动态测试区域B1置为限制态以阻止其他列车进入,同时向联锁发送锁闭区域B1动态测试的请求,等待联锁回复。
S3.5、区域控制器从联锁处获取有效的对应于本次请求的静动态测试区域B1已锁闭的状态,并且确认没有其他列车的移动授权经过当前静动态测试区域B1即没有其他列车即将进入,则向列车发送动态测试授权。
S3.6、如图4所示,若列车在动态测试过程中,各种授权条件突然不能满足,则ZC首先需等待一段安全延时TB以确保列车能够制动后停止,列车制动后不再发送动态测试请求,若此时列车定位已不完全位于停车窗内,则ZC还需等待一段安全延时TA以确保列车占用区段的状态已被联锁检测到,之后再结束动态测试流程。
S3.7、ZC解除当前静动态测试区域B1的限制态。
进一步的,本发明还公开了一种适用于上述列车静动态测试的控制方法的列车静动态测试的控制***,该控制***包含:
区域控制器,其设定区域控制器设定静动态测试区域,接收列车发出的静动态测试请求,当区域控制器检测列车驾驶模式符合静动态测试的配置且定位完全位于静动态测试区域内,则判断收到有效静动态测试请求;区域控制器检测和确认静动态测试区域处于空闲状态,并设置静动态测试区域为限制态及向联锁通信发送静动态测试区域锁闭指示,当收到联锁反馈的静动态测试区域已锁闭信息,则判断静动态测试区域处于准备测试状态;区域控制器判断接收到列车的有效静动态测试请求和静动态测试区域处于准备测试状态,则向列车发送静动态测试授权;列车停止发送静动态测试请求,区域控制器结束静动态测试;
联锁,其通讯连接区域控制器,在静动态测试过程中锁闭静动态测试区域。
本发明通过精确的区域划分、动态的限制条件计算和通信交互来让ZC能够更加高效、更加安全地管理列车静动态测试过程,从而提高轨道交通运营自动化程度,使得全自动无人驾驶场景更有保障。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种列车静动态测试控制方法,其特征在于,该方法包含:
区域控制器设定静动态测试区域;所述区域控制器根据列车停车窗和防护路径的总距离设为静动态测试区域;其中防护路径在停车窗两端设置,长度为列车以最大速度冲出停车窗后的制动距离;
区域控制器接收列车发出的静动态测试请求,当区域控制器检测列车驾驶模式符合静动态测试的配置且定位完全位于静动态测试区域内,则判断收到有效静动态测试请求;
区域控制器检测和确认静动态测试区域处于空闲状态,并设置静动态测试区域为限制态及向联锁通信发送静动态测试区域锁闭指示,当收到联锁反馈的静动态测试区域已锁闭信息,则判断静动态测试区域处于准备测试状态;
区域控制器判断接收到列车的有效静动态测试请求和静动态测试区域处于准备测试状态,则向列车发送静动态测试授权;
列车停止发送静动态测试请求,区域控制器结束静动态测试。
2.如权利要求1所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述区域控制器在静动态测试期间持续检测列车和静动态测试区域是否满足授权条件,当列车和静动态测试区域不满足授权条件,则结束静动态测试。
3.如权利要求1所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述静动态测试区域处于空闲状态包含:
没有与静动态测试区域有交集的若干个处于限制状态的防护区域;
没有对该静动态测试区域有影响的其他静动态测试正在进行。
4.如权利要求3所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述没有与静动态测试区域有交集的若干个处于限制状态的防护区域包含:
没有被激活的静动态缓冲区域和当前静动态测试区域有冲突,其中静动态缓冲区域为在非通信车周围激活用于防护通信车与其保持安全距离的区域;
没有侧冲防护区域和当前静动态测试区域有冲突,其中侧冲防护区域为用于防护道岔两个开向上列车的侧面冲撞的区域;
没有被激活的工作人员防护区域和当前静动态测试区域有冲突,其中工作人员防护区域为线路上有人员作业时,相应区域被激活以阻止列车进入;
车库门对当前静动态测试区域没有影响。
5.如权利要求1所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述区域控制器在向列车发送静动态测试授权前检测列车和静动态测试区域状态,当列车和静动态测试区域始终保持相互对应状态,则发送静动态测试授权信息。
6.如权利要求1或5所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述区域控制器在向列车发送静动态测试授权前检测其他列车信息,当判断其他列车不会在静动态测试期间进入静动态测试区域,则发送静动态测试授权信息。
7.如权利要求2所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述列车进行动态测试过程中,当列车和静动态测试区域不满足授权条件,区域控制器经过预设的第一安全延时后结束静动态测试。
8.如权利要求7所述的列车静动态测试控制方法,其特征在于,所述列车在经过第一安全延时后定位不完全位于停车窗内,则区域控制器再经过预设的第二安全延时后结束静动态测试。
9.一种适用于权利要求1-8中任意一项权利要求所述的列车静动态测试控制方法的列车静动态测试控制***,其特征在于,该***包含:
区域控制器,其设定区域控制器设定静动态测试区域,接收列车发出的静动态测试请求,当区域控制器检测列车驾驶模式符合静动态测试的配置且定位完全位于静动态测试区域内,则判断收到有效静动态测试请求;区域控制器检测和确认静动态测试区域处于空闲状态,并设置静动态测试区域为限制态及向联锁通信发送静动态测试区域锁闭指示,当收到联锁反馈的静动态测试区域已锁闭信息,则判断静动态测试区域处于准备测试状态;区域控制器判断接收到列车的有效静动态测试请求和静动态测试区域处于准备测试状态,则向列车发送静动态测试授权;列车停止发送静动态测试请求,区域控制器结束静动态测试;
联锁,其通讯连接区域控制器,在静动态测试过程中锁闭静动态测试区域。
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