基于TTCN-3的自动测试在CBTC中的应用研究

论文摘要

随着计算机技术、通信技术和控制技术的飞跃发展,基于通信的列车控制（CBTC）系统应运而生,CBTC系统提高了列车运行效率,且安全性更高,可维护性更好,因此成为国际上研究与建设的热点。CBTC系统是一个安全苛求系统,要求具备很高的安全性与可靠性,必须在应用前对其进行完备的测试。传统的列车运行控制系统的测试方法不能满足对CBTC系统高效和全面的测试要求,通过相应的计算机仿真技术和先进的测试技术实现系统的自动测试,能够大大提高测试的效率,降低测试的成本。而测试案例的自动生成是自动测试非常重要的一环,其可以节省测试时间,拓展测试人员的能力,在许多测试领域发挥着不可替代的作用。另外,对导致测试错误的影响因素进行自动定位也可以大大提高测试的自动程度。本文主要是对CBTC系统进行分析,建立基于TTCN-3的自动测试框架和模型,并采用启发式算法实现了测试案例自动生成以及对导致测试错误的影响因素进行自动定位。本文完成了以下工作:（1）建立了一个CBTC仿真测试系统,并在CBTC原有设备中添加了原理显示和仿真管理单元。原理显示和仿真管理单元的引入使得CBTC系统功能测试方式更加灵活,同时也使得测试过程和结果可视化程度更高。对CBTC系统引入了两种测试模式,即受控模式和自主模式,通过对仿真管理单元的操作实现。（2）使用组合测试方法,对CBTC系统建立组合测试模型,并提出了一种基于解空间树的启发式算法,用以自动生成覆盖两因素或多因素组合的测试案例,同时根据测试的结果,对导致测试错误的影响因素进行定位。最后将自动生成覆盖两因素组合测试案例和对导致测试错误的影响因素进行定位的启发式算法应用于CBTC ATP单元的功能测试。（3）构造了基于TTCN-3测试环境的自动测试框架,采用TTCN-3测试环境TTworkbench建立了CBTC ATP单元的测试套。用TTCN-3 GFT方式对测试过程以及测试案例的生成和执行进行了定义。通过对CBTC ATP单元进行仿真测试,证明使用该种自动测试方法能够高效的生成测试案例,且能够实现对导致测试错误的影响因素快速定位,而且可行性高。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.2 CBTC系统概述
• 1.2.1 CBTC系统介绍
• 1.2.2 国内外CBTC系统发展状况
• 1.2.3 轨道交通仿真和测试技术
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 本章小结
• 2 自动测试与TTCN-3
• 2.1 测试技术概论
• 2.1.1 测试种类和测试的过程
• 2.1.2 功能测试的方法
• 2.1.3 测试案例
• 2.2 软件自动化测试
• 2.2.1 软件自动测试工具介绍
• 2.2.2 自动测试在安全苛求系统中应用的必要性
• 2.3 TTCN-3与其在自动测试中的应用
• 2.3.1 TTCN-3概述
• 2.3.2 TTCN-3应用领域
• 2.4 TTCN-3测试系统的一般特点
• 2.5 基于TTCN-3的自动测试环境-TTworkbench
• 2.6 本章小结
• 3 测试案例的自动生成以及测试结果分析研究
• 3.1 问题的提出
• 3.2 测试案例的自动生成
• 3.3 启发式算法
• 3.4 组合测试模型
• 3.5 组合测试案例生成方法
• 3.5.1 单因素组合测试案例的生成
• 3.5.2 基于解空间树的两因素组合测试案例的生成
• 3.5.3 多因素组合测试案例生成
• 3.6 对导致测试错误的影响因素的定位方法
• 3.7 本章小结
• 4 对CBTC系统基于TTCN-3测试环境建模及自动测试的实现
• 4.1 CBTC仿真测试系统的建立
• 4.2 仿真管理和原理显示单元的引入
• 4.2.1 仿真管理单元
• 4.2.2 原理显示单元
• 4.3 测试案例自动生成及结果分析在ATP中的应用
• 4.3.1 ATP功能简述
• 4.3.2 ATP单元输入变量和输出变量的定义
• 4.3.3 基于解空间树的两因素组合测试案例的生成
• 4.3.4 对导致测试错误的影响因素的定位
• 4.4 基于TTCN-3的测试环境以及被测系统框架
• 4.5 基于TTCN-3的自动测试结构
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集