基于UML状态图的列控中心轨道电路编码功能测试用例生成方法研究

摘要

随着我国高速铁路自动化水平的提高，列控系统成为保障列车安全运行的关键系统。列控中心作为列控系统重要的地面子系统，为列车提供重要的行车控制信息，是高安全性、高可靠性的安全苛求系统。为了保证列控中心能够可靠地工作，必须对列控中心软件进行严格的功能测试，这意味着测试过程中须执行大量的测试用例。测试用例的质量对测试效果至关重要，当前测试用例生成方法大体分为人工设计和软件自动生成两种。轨道电路编码是列控中心主要功能之一，该功能逻辑复杂，人工设计测试用例的方式存在诸多不足，因此有必要研究轨道电路编码功能的自动化测试用例生成方法从而为列控中心自动化测试打下坚实基础。
　　本文首先对列控中心的功能和结构进行了概述。详细介绍了列控中心轨道电路编码的基本原理。同时还介绍了UML状态图的特点以及本文对使用UML状态图的约束，进而提出适用于轨道电路编码功能的UML状态图建模方法及测试用例生成方法。
　　其次，本文详细分析了站内和区间轨道电路编码功能的特点，明确了该功能所涉及的建模对象，并且提出了轨道电路编码模型的复用方法。在此基础上从站内进路或区间线路以及他们的相关轨道区段两个层次建立轨道电路编码功能模型。为了根据模型自动产生测试用例，本文采用图覆盖与组合覆盖结合的方式产生测试用例的输入信息，即利用基于主路径覆盖准则的算法生成测试路径，之后再通过组合测试工具ACTS对测试路径中的变量进行组合覆盖。在产生测试用例的输入信息后，利用Antlr文法分析器对模型的转移条件进行分析并结合UML状态图的状态转移机制推算出测试用例的输出信息，从而实现基于UML状态图测试用例的自动生成。
　　最后，本文设计并实现了测试用例自动生成工具。该工具可以根据轨道电路编码模型自动产生测试用例，为进一步研究列控系统自动化测试平台打下基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 列控系统测试用例生成

1．2．2 基于UML的测试用例生成技术

1．3 论文的组织与安排

第二章 列控中心概述及UML状态图简介

2．1 列控中心及轨道电路编码功能介绍

2．1．1 列控中心结构及主要功能

2．1．2 轨道电路编码功能介绍

2．2 UML状态图测试用例生成方法概述

2．2．1 UML状态图概述

2．2．2 UML状态图建模方法概述

2．2．3 UML状态图测试用例自动生成方法

2．2．4 本方法与传统方法的比较

2．3 图的相关概念及覆盖准则

2．4 本章小结

第三章 轨道电路编码功能特点分析及建模

3．1 轨道电路编码功能特点分析

3．2 轨道电路编码功能模型组成

3．3 进路及区段模型复用方法

3．4 站内轨道电路编码模型

3．4．1 车站进路模型

3．4．2 轨道区段模型

3．5 区间轨道电路编码模型

3．6 本章小结

第四章 轨道电路编码测试用例生成方法

4．1 轨道电路编码测试用例生成流程

4．2 模型信息提取

4．3 测试用例输入自动生成方法

4．3．1 测试路径生成算法

4．3．2 测试场景序列生成方法

4．4 测试用例输出推算方法

4．5 轨道电路编码测试用例生成结果

4．6 测试用例生成结果分析

4．7 本章小结

第五章 轨道电路编码测试用例生成工具设计与实现

5．1 软件总体设计

5．1．1 软件总体结构设计

5．1．2 测试用例信息存储结构设计

5．1．3 软件工作流程

5．2 软件具体设计及实现

5．2．1 输入生成模块设计及实现

5．2．2 输出推算模块设计及实现

5．2．3 信息提取模块设计及实现

5．2．4 环境数据表设计

5．3 轨道电路编码测试用例生成工具界面展示

5．4 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文