基于UML的地铁联锁软件测试用例生成方法的研究

摘要

计算机联锁是保证列车安全运行的重要技术措施，对联锁逻辑的分析、测试、验证是满足苛刻需求条件的基础。联锁软件作为保证行车安全的重要设备，定期对其测试至关重要。基于模型的测试用例生成方法研究，可以解决测试用例对联锁软件测试的通用性问题。UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)成为模型测试的研究热点，对于描述复杂的联锁逻辑提供了支持。合理而有效的测试用例设计，是联锁测试有序且高效率执行的重要前提。所以基于UML的地铁联锁测试用例生成方法的研究，生成的测试用例作为指导测试具有重要意义。
　　为了能够实现联锁逻辑的可靠形式化模型来生成测试用例，本文首先采用UML用例图对联锁功能进行描述，并以联锁进路为中心，建立进路与信息交互信号设备间的关系类图，作为测试用例生成的补充信息。以进路选排为例，对联锁和其它设备的信息交互过程建立顺序图模型。由于UML模型的半形式化，对其进行形式化定义使模型表达更加精确，解决顺序图组合片段的处理问题，实现 UML顺序图到信息交互系统对象ETDFA(Event Deterministic Finite Automata,事件确定有限状态机)模型转换。以进路选排成功和失败为终止节点，由对象ETDFA模型合成联锁系统的ETDFA模型。根据测试覆盖准则，对系统ETDFA模型进行测试场景分析，并且采用改进的深度优先算法遍历联锁系统ETDFA模型确定测试路径。对测试路径信息和场景消息进行组合，得到进路选排测试用例集。
　　根据进路建立的操作过程提出测试用例优化策略，采用网络组合算法对进路选排和进路锁闭测试用例进行组合优化。通过与文献中方法比较分析，该方法能够实现与软件需求描述一致的较少测试用例，而且具有一定的检错能力，为提高联锁软件测试效率及测试用例的自动化生成奠定了基础。

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1 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题及研究意义

1.4 论文的主要内容及结构

2 地铁联锁理论基础及建模方法

2.1 地铁计算机联锁系统

2.2 统一建模语言UML及ETDFA概述

2.3 小结

3 基于UML的地铁联锁测试用例生成

3.1 测试用例生成方法基本结构

3.2 联锁功能UML模型描述

3.3 组合片段处理

3.4 联锁系统ETDFA模型

3.5 测试用例生成

3.6 小结

4 联锁测试用例优化

4.1 联锁测试用例优化策略

4.2 改进的网络组合技术

4.3 用例优化实现

4.4 小结

5 测试用例生成结果分析

5.1 联锁需求模型建立分析

5.2 测试用例有效性分析

5.3 小结

结论

致谢

参考文献

附录 联锁对象六元组关系图

攻读学位期间的研究成果