基于TTCN-3的磁悬浮运控车载设备测试系统的研究

摘要

随着我国国民经济的发展，迫切需要建设和发展高速轨道交通系统。磁悬浮交通系统以其高速、节能越来越成为发展的趋势，必将在未来轨道交通中大显身手。 磁悬浮系统主要由线路、车辆、牵引供电和运行控制四大系统组成。其中运行控制系统担负着列车的运行安全，因此起着至关重要的作用。运行控制系统包括中央调度管理系统、轨旁设备、车载设备和通信子系统四大部分[1]。 车载设备位于列车的端车上，完成列车防护、速度曲线监控、安全定位等功能，其安全性、可靠性关系到磁悬浮列车的安全稳定运行。因此针对磁悬浮运控车载设备研究相应的测试系统是十分必要的。论文从磁悬浮列车运行控制系统车载设备的功能需求出发，详细介绍了磁浮运控系统车载设备测试系统的研究过程。 磁浮运控系统车载设备是一个集多种功能的高安全性复杂系统，传统测试手段显得力不从心，本文从研究黑盒测试理论出发，将传统的测试手段有序结合起来，得到了黑盒测试用例集，并进一步研究了基于IO的测试用例约简技术，在此基础上提出了改进算法，对黑盒测试用例集进一步约简。 针对测试受到测试系统容量、和测试成本限制问题，研究了测试用例的排序问题，并将模糊思想引入测试用例排序问题，提出了基于模糊的测试用例排序方法。 先进的测试用例描述方法及其相应的测试系统可以提高测试效率，本文采用TTCN-3核心语言及其测试系统，用来描述和执行测试用例。TTCN-3是2001年欧洲电信标准委员会确立的测试标准语言，其特点非常适合于如磁悬浮运控系统车载设备这样的控制系统的测试。 论文最后介绍了磁悬浮运控系统车载设备测试平台的构成，并在此平台上完成了针对磁悬浮运控系统车载设备的功能测试，验证了车载设备的功能，以及本文提出的测试用例生成、约简和排序方法的可行性。

目录

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致谢

1综述

1.1 引言

1.2磁悬浮列车运行控制系统及车载子系统

1.2.1磁悬浮列车运行控制系统

1.2.2磁悬浮列车运行控制系统车载子系统

1.3选题的目的和意义

1.3.1背景

1.3.2目的和意义

1.4研究方案、内容及论文结构

1.4.1研究方案

1.4.2研究内容

1.4.3论文结构

1.5本章小结

2 TTCN-3核心语言及测试系统

2.1 TTCN-3表示形式

2.2 TTCN-3核心语言基本元素

2.2.1标识符

2.2.2可见性

2.2.3可参数化

2.2.4类型和值

2.3 TTCN-3测试系统

2.3.1 TTCN-3测试系统模型

2.3.2测试执行器TE

2.3.3 SUT适配器SA

2.3.4平台适配器PA

2.3.5编解码子系统

2.4测试用例行为

2.4.1选择行为

2.4.2重复行为

2.5测试系统配置

2.5.1创建操作

2.5.2通信端口连接、映射及取消

2.5.3运行测试用例

2.6通信操作

2.6.1通信操作通用格式

2.6.2基于消息的通信

2.6.3基于过程的通信

2.6.4通信端口控制

2.7定时器

2.8本章小结

3改进的基于IO的测试用例生成与约简

3.1传统黑盒测试理论的研究

3.1.1等价分类法

3.1.2边界值分析法

3.1.3因果图分析法

3.2黑盒测试用例集的生成

3.3基于IO的测试用例生成

3.3.1单参数组合测试用例

3.3.2二参数组合覆盖测试用例

3.3.3 P.J Schroeder等人的基于IO的测试用例生成和约简算法

3.3.4前面几种算法的不足

3.4基于IO黑盒测试用例生成改进算法

3.4.1改进算法实现

3.4.2算法分析

3.5本章小结

4测试用例执行顺序研究

4.1 测试用例排序的重要性

4.2常用的测试用例排序方法

4.3基于模糊的测试用例执行顺序研究

4.3.1基于模糊的测试用例评分

4.3.2语言变量

4.3.3输入模糊化

4.3.4模糊规则

4.3.5模糊推理系统

4.3.6测试用例排序方法

4.4本章小结

5测试与分析

5.1 TTCN-3测试系统TTworkbench

5.1.1 Ttworkbench简介

5.1.2 TTworkbench组件

5.2测试用例的生成约简和排序

5.2.1车载测试系统黑盒模型

5.2.2测试用例集的生成

5.2.3基于IO的测试用例约简

5.2.4基于模糊的测试用例排序

5.3基于TTCN-3的测试用例描述

5.3.1通信协议描述

5.3.2测试用例描述

5.3.3 SUT Adaptor的编写

5.4仿真测试平台

5.5仿真实验

5.6测试结果分析

5.7本章小结

6总结与展望

参考文献

作者简历