[发明专利]基于多目标测试用例生成的通行控制算法测试装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多目标测试用例生成的通行控制算法仿真测试装置及其测试方法，用于自动检票设备的闸机中不同通行过程的仿真控制与测试，属于轨道交通中的自动售检票系统技术领域。

背景技术

城市快速交通系统的特点是层次高、持续客运量大，能够发挥公共交通的优势和有效缓解城市交通的拥堵，从而有效促进社会物质文明和精神文明的协调发展，降低交通设施对环境的污染，提高人们的工作效率，促进经济发展。

对比其他各类交通出行方式，从能源耗费、污染程度、运能大小、运转速度和占地面积等多个指标来看：地铁和轻轨交通的特点是速度更快、效率更高、客运量更大、更加准时，而且污染小、能耗低、对环境友好，占地面积少、受气候的影响小，节约土地资源，适应范围广和适合长距离运输等。因此轨道交通符合城市规模日益膨胀、生活节奏不断加快的现代城市特点，符合国家节能减排的号召，在国家提倡低碳经济发展可持续的背景下，具有非常重要的意义。

早先的城市轨道交通依靠人工进行检票，其缺点很多：纸质车票浪费纸张严重，检票人员的设置耗费大量人力资源，人工检票速度缓慢，且容易造成人为错误。轨道交通在城市交通中的重要性不断提高，吸纳的乘客数量不断增大，人工检票已经不能满足乘客快速通行的需要，成为轨道交通进一步发展的瓶颈。

自动售检票系统使得从购票到刷卡、进站、出站和统计的全部环节都能够实现自动化，不仅提高了轨道交通系统的效益和效率，还减少了人工检票容易产生的错误和繁琐，简化了乘客通行手续，同时，系统信息化还能为轨道交通运营公司带来管理所需的各种统计数据，提高整个轨道交通运营的相关决策能力，为公司的决策和管理提供更迅速和便捷的信息通道，提高指令执行的效率。

闸机是轨道交通的自动检票设备，通常设置在乘车区域的入口和出口，是轨道交通中的重要设备。闸机通过内部的通行控制算法对乘客通过闸机通道的行为进行监控和识别，对合法通过的乘客进行检票，并在非法情况下报警。闸机中的通行控制算法是闸机的控制中枢，也是闸机在设计和开发过程中要求最高的地方，通行控制算法的性能直接影响到闸机检票的正确性和工作效率。因此，闸机的通行控制算法也成为轨道交通研究中的重点。

由于行业特点，闸机通行控制算法的研究和开发工作主要由与该行业相关厂家担任。由于国外的企业在轨道交通领域起步较早，因此，中国目前的地铁系统中使用的闸机设备主要是国外厂商的产品，闸机中的相关软件也被这些厂商所控制。中国在该行业的研究和开发时间较晚，与国外产品相比较，还有一定差距，当前的闸机通行控制算法还有很大的发展空间，有很多亟需解决的问题。例如，通行速度较快时，闸机很难保证足够的识别率；也不能够准确识别所有的非法通行情况；目前通行控制算法的识别技术比较简单，需要随着科技的发展进行更新；由于目前应用的产品被国外厂商控制，价格和维修成本都比较高。因此，对闸机设备的软硬件和通行控制算法开展研究就非常必要和急需。

由于闸机设备的自身特点，通行控制逻辑的开发和测试具有一定的复杂性和难度。因为乘客通过闸机的行为各不相同，可能存在各种合法和违规情况，通行控制逻辑必须能够准确识别各种行为，并向硬件设备发送适宜的指令。闸机本身也有多种工作模式，这都要求通行控制逻辑在各种模式下都能够正常工作。为了应对乘客高峰期时的通行需求，通行控制逻辑必须在很短时间内执行完毕，并给出正确判断，由于闸机提供的计算能力和存储资源都有限，这就要求通行控制逻辑具有很高的效率。通行控制逻辑以嵌入式软件形式工作，其输入和输出均来自硬件设备(如传感器)，这样硬件设备的工作能力、操作精度及其布局都会直接影响通行控制逻辑的执行效果，这也相应提高了测试技术的复杂度和难度。

现有的检票设备通行控制软件技术的开发和测试还是比较简单的：单独编写控制软件逻辑后，再到实体机器上进行验证，如此反复进行。但是，这种方式的后果是：工作效率低、耗时长、占用大量的人工时间、造成巨大的物力与人力浪费。每次测试都需科技人员直接参与，而且很难保证每次重复试验的所有指标或数据都是相同的，无法一次性进行批量测试。再者，硬件的每次改变也给开发和测试带来巨大的工作量。

发明内容