基于模型的列控系统测试用例自动生成研究

摘要

伴随着经济的快速发展，国家加大了在铁路运输事业的投资，中国高铁在近些年取得了卓越的成绩，四纵四横铁路快客通道和六大城际快客系统的实现，形成了高速铁路网的网络效应，对现有交通运输格局产生了较大影响。在我国铁路事业飞速发展面前，列车运行控制系统的安全性、实时性和高效性成为了人们关注的焦点。作为CTCS-3级列控系统核心的车载设备上道使用前应进行全面的测试。测试的基础是测试用例的生成，目前车载设备测试用例是根据专家经验通过启发的方式得到，这种方式既耗时，又不能保证测试的覆盖度。所以，有必要在保证测试覆盖度的前提下将测试用例的生成过程自动化。
　　论文主要研究CTCS-3级列控系统车载设备测试用例自动生成方法，实现了由时间自动机模型提取生成测试用例，再由测试用例串联成供仿真平台使用的测试序列，最后依托仿真平台执行测试序列并显示执行步骤和测试结果。论文首先介绍了车载设备的构成和测试的相关概念，提出了车载设备测试用例自动生成的必要性和可行性;接着使用UPPAAL软件对列车注册与启动运营场景中的车载设备、RBC和司机进行建模，并从功能和性能两方面对所建立的模型进行了验证;然后引出基于覆盖度的测试用例自动生成算法，并介绍了基于此算法的辅助工具Cover，运用此工具成功自动生成车载设备测试用例;最后，介绍了CTCS-3级列控系统仿真平台，将自动生成的测试用例组织串联成供平台使用的测试序列，并执行该序列，对车载设备功能进行测试。测试序列的自动生成和仿真平台测试序列的自动执行为车载设备自动化测试的实现奠定了基础。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要工作和结构安排

2 CTCS-3级列控系统车载设备构成及测试方法

2．1 CTCS-3级列控系统车载设备构成

2．1．1 车载主机

2．1．2 车载外围设备

2．1．3 车载设备外部接口

2．2 测试概念与方法

2．2．1 测试概念

2．2．2 测试方法

2．3 车载设备测试方法

2．4 本章小结

3 基于UPPAAL的列车运行场景建模

3．1 时间自动机理论

3．2 模型分析验证工具UPPAAL

3．2．1 UPPAAL结构

3．2．2 UPPAAL特性

3．3 列车注册与启动场景

3．3．1 司机时间自动机模型

3．3．2 车载设备时间自动机模型

3．3．3 RBC时间自动机模型

3．3．4 模型仿真验证

3．4 本章小结

4 CTCS-3级列控系统车载设备测试用例的自动生成

4．1 测试用例自动生成算法

4．1．1 测试序列自动生成算法

4．1．2 基于覆盖度的测试用例自动生成

4．2 测试用例自动生成工具

4．2．1 Cover工具介绍

4．2．2 Cover工具配置

4．3 车载设备测试用例的自动生成

4．4 本章小结

5 测试用例在CTCS-3级列控系统仿真平台中的应用

5．1 CTCS-3级列控系统仿真平台介绍

5．1．1 仿真平台功能

5．1．2 仿真平台结构

5．2 测试用例的应用

5．2．1 测试序列生成

5．2．2 仿真平台运行结果及分析

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历

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