[发明专利]列车运行控制系统安全关键软件测试用例生成方法

摘要

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测试用例生成方法，包括(1)根据列车运行控制系统的需求规范，采用状态图形式化地描述列车运行控制系统需求，然后通过仿真及模型检测方法验证模型的正确性。(2)根据步骤(1)所建立的状态图模型生成测试路径，(3)根据步骤(2)的测试路径，分析出边的测试场景的集合，采用组合覆盖的方式，生成测试用例。本发明提供的列车运行控制系统安全关键软件测试用例生成方法，测试用例能够覆盖列控系统安全关键软件的全部需求，同时不存在重复测试项；组合覆盖使得测试用例包含列控系统的小概率场景、异常事件，能够测试列控系统的安全性需求，提高测试效率，降低测试成本。

主权项

1.列车运行控制系统安全关键软件测试用例生成方法，其特征在于，包括以下过程：(1)列车运行控制系统安全关键软件建模；根据列车运行控制系统的需求规范，采用状态图形式化地描述列车运行控制系统需求，然后通过仿真及模型检测方法验证模型的正确性；(2)根据步骤(1)所建立的状态图模型生成测试路径，包括以下过程：a)首先对步骤(1)生成的状态图去层次化，得到平坦的状态图，然后将平坦的状态图等价转化为有向图模型，状态图的状态和迁移分别对应图模型的节点和边，同时记录图模型边与平坦状态图的迁移条件的映射关系；b)利用广度优先算法遍历有向图模型进行，生成有向图的节点之间的路径集；c)利用有向图模型、路径集，生成抽象测试集；具体包括以下步骤：S231，根据(b)步骤得到的有向图，识别出图中的终止节点集；S232，遍历(b)步骤生成的路径集，提取路径集中从起始节点到终止节点的路径，构成抽象测试路径子集，同时将路径集与抽象测试路径子集相交的部分从路径集中移除，更新路径集；S233，遍历路径集，检查每条路径是否包含终止节点，如果包含，则将该条路径从终止节点处截断，构造出从起始节点到终止节点的测试路径，并将新构造的测试路径加入到抽象测试路径子集中，同时移除路径集中对应的路径；S234，再次遍历路径集，依次判断路径集中的每条路径是否与抽象测试路径子集中的每条抽象测试路径是否有一个或多个重复的节点，如果有，则从与抽象测试路径的第一个重复节点开始，对路径集中的路径按照抽象测试路径进行扩展，得到新的抽象测试路径，并将该路径加入到抽象测试子集中，同时移除路径集中对应的路径；S235，判断路径集是否为空，如果为空，则令抽象测试子集为抽象测试集；如果不为空，则抛出错误异常，终止执行；d)根据有向图模型，依据边覆盖、节点覆盖及主路径覆盖测试充分性准则，找出覆盖所有需求的超集测试需求集；e)利用抽象测试路径集，对超集测试需求集进行拆分；利用采用前缀图匹配算法计算出最优测试路径，生成数量少但覆盖全面的路径，得到测试路径集；通过图论算法分析测试路径的方法，也可以是除广度优先、前缀图匹配之外的方法；(3)根据步骤(2)的测试路径生成测试用例；步骤(2)生成的每条测试路径都包含多条边，每条边代表列车运行控制系统的测试场景，分析出边的测试场景的集合；采用组合测试的方式，根据边在路径中的顺序关系，对每条测试路径的边的场景集进行组合覆盖，计算出该测试路径的测试用例。