[发明专利]列车运行控制系统安全关键软件自动测试平台

说明书

本发明涉及轨道交通领域，具体为列车运行控制系统安全关键软件自动测试平台，包括建模子系统用于构建列车运行控制系统基础信号模型库和具体待测功能模型；测试路径生成子系统通过图覆盖算法生成测试路径；组合覆盖子系统在测试路径基础上对边场景变量进行组合，生成测试用例；通信接口子系统向被测设备发生测试用例数据，并采集被测设备的输出数据；测试结果分析子系统对测试过程中的数据进行分析，生成测试结果报告；数据管理子系统集中管理测试平台运行时必须的数据和文件。针对列车运行控制系统安全关键软件，本发明可以有效、全面的覆盖测试场景，提高测试效率，降低测试成本。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体为列车运行控制系统安全关键软件自动测试平台。

背景技术

列车运行控制系统，简称列控系统，是保障列车在高速度、高密度的环境下安全运行、提高运输效率的重要部分。现代列控系统已经从轨道电路、机车信号等设备的简单组合，逐渐向功能完善、层次分明、集运行控制及自动驾驶为一体的综合自动化系统方向发展。在此过程中，软件被大量的应用在列控系统中，而且越来越多的安全相关功能由硬件移植到软件，使得列控系统软件成为“安全关键软件”。列控系统安全关键软件已经参与到列控系统的决策、控制及管理，而且软件执行的功能越来越多，复杂度也越来越高，软件遗漏需求、逻辑错误等均可能造成人员伤亡，重大财产损失及环境破坏等灾难性后果。列控系统安全关键软件必须经过全面、严格的测试，明确软件在各种场景下均不会导向危险。

测试平台是保证软件测试质量、提高测试效率和管理测试过程的关键技术。目前，列控系统安全关键软件的测试平台主要是仿真平台，通过模拟软件可能的场景进行测试，没有专门针对列控系统安全关键软件的自动软件测试平台。仿真平台的测试用例主要来自相关工程和专家的经验，工程的差异性和专家的人因不确定性都可能影响测试用例的质量，存在测试需求遗漏，测试不全面，测试需求重复等问题，导致列控系统安全关键软件存在安全隐患。同时，列控系统安全关键软件测试是一个复杂的过程，仿真平台的测试用例维护、测试过程管理、测试结果记录及结果分析都需要大量的人工参与。采用成熟的算法自动生成全面的测试用例，自动管理和分析测试结果的测试平台对提高列控系统安全关键软件的测试质量、效率和降低测试成本具有重要意义。

目前，列控系统软件测试平台主要是根据列控软件的功能及特点，分析软件与人员、其他系统或设备的交互，提取软件的输入、输出，搭建仿真平台，借助相关工程和专家的经验，模拟软件可能的各种场景，观察软件在这些场景下运行是否正常，同时人工记录和分析测试结果，达到测试的目的。

该技术的缺点：

(1)仿真平台存在不容易实体表现的抽象场景，如道岔转换过程中，容易遗漏测试场景。

(2)仿真平台的测试用例依赖相关项目和专家的经验，项目的差异性和专家的主观性导致难以保证测试用例的合理性，仿真场景可能存在重复、遗漏或错误，部分安全场景难以覆盖，为列车运行控制系统的运营埋下安全隐患；

(3)仿真平台成本高，测试用例的维护和更新、测试结果的记录和分析等都依赖人工，难以防止人因失误，同时测试效率较低。

发明内容

本发明旨在提出一套完整的列车运行控制系统安全关键软件自动测试平台，覆盖列车运行控制系统安全关键软件从需求分析、测试用例自动生成、自动测试、自动记录和分析测试结果的全过程。

具体技术方案为：

列车运行控制系统安全关键软件自动测试平台，包括建模子系统、测试路径生成子系统、组合覆盖子系统、测试结果分析子系统、通信接口子系统和数据管理子系统。

所述建模子系统完成列车运行控制系统安全关键软件功能需求建模，具有列车运行控制系统的标准化的功能模型库，针对具体功能进行测试时可通过功能模型库的模型单元快速建立软件系统的功能模型。