CN102141961A

CN102141961A - 一种列车车载软件的测试方法和测试系统

Info

Publication number: CN102141961A
Application number: CN2011100742370A
Authority: CN
Inventors: 李辉; 彭哲徐; 刘旭君; 周晓
Original assignee: Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明涉及一种列车车载软件的测试方法，其特征在于，包括：对车载软件底层硬件驱动与上层逻辑操作进行剥离，创建基于目标操作系统的底层硬件驱动；将上层逻辑操作移植到目标操作系统平台，与基于操作系统的驱动一起构建待测软件；调取、运行测试用例，上层逻辑操作通过底层驱动从外围设备模拟器和/或真实外围设备获取关联设备运行数据，通过列车模拟操纵台获取相应的列车状态模拟数据，并生成执行结果；依据执行结果判断待测软件的质量特性。本发明还公开一种列车车载软件的测试系统。本发明测试过程效率高，测试过程标准，测试结果准确。

Description

一种列车车载软件的测试方法和测试系统

技术领域

本发明涉及软件测试领域，特别是涉及一种列车车载安全控制软件的测试方法和测试系统。

背景技术

软件测试是保证软件质量的一个十分重要环节，因此需要引入各种测试工具来提高软件测试的效率。对基于PC机软件的测试，已有较多的理论、方法和工具，渐趋成熟，而基于嵌入式平台的软件测试领域，由于必须面向特定的硬件平台，行之有效的理论与方法很少或者代价很高。作为负责列车行车安全的列控系统，列车车载安全控制软件的微小瑕疵就可能威胁到列车运行安全，带来巨额人员与财产损失。因此，对列车车载安全控制软件的测试非常重要。而且从单一软件角度来看，软件的底层驱动逻辑简单，修改次数很少，问题也较少；最重要的上层逻辑由于需要反复修改以适应用户需求，隐藏问题的可能性则非常大。

参见图1，示出列车车载软件的架构，车载软件大致可分为控制逻辑11、底层接口12、控制参数13、线路基础数据14等四部分构成。其中线路基础数据14是铁路局根据其配属机车的运行区间进行编辑、编译后得出，它包含列车走行线路的基本信息，如信号机的编号/类型、信号机之间的距离、线路的限速、坡道、道岔的限速与位置等各种特征；控制参数13则是一个软件开关的汇总，由各个铁路局根据配属机车的实际情况等内容进行选择，如和谐号列车与普通列车的车种选择等等；底层接口12负责各种数据的获取、传送；控制逻辑11负责数据的运算、处理。

由于全国铁路各种信号制式，各路局的规章、规定、习惯，各种线路的条件、各型内燃、电力机车等等特性等均存在较大差异，作为一个标准的列控系统，其功能必须适应这些情况的变化。因此车载软件的特点是控制逻辑十分复杂，测试用例也非常多，并且不断的积累，完成一次测试的时间成几何级数的增长。如果车载软件经过重大改动，往往需要动员十几个人进行反复测试，依赖“人海战术”的测试方法严重影响测试效率。

在测试时，因主要依靠人工测试，而人的短期记忆有限，且存在个体差异，导致给出模拟数据的时机、前后顺序有所不同，使测试结果不同，使用同一个测试用例，即使发现问题，要完全重复上一次测试过程也难以实现，影响测试效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种列车车载软件测试方法，该方法可提高生产率，减轻劳动强度，同时减少错误的发生。

本发明一种列车车载软件的测试方法，包括：对车载软件底层硬件驱动与上层逻辑操作进行剥离，创建基于目标操作系统的底层硬件驱动；将上层逻辑操作移植到目标操作系统平台，与基于操作系统的驱动一起构建待测软件；调取、运行测试用例，上层逻辑操作通过底层驱动从外围设备模拟器和/或真实外围设备获取关联设备运行数据，通过列车模拟操纵台获取相应的列车状态模拟数据，并生成执行结果；依据执行结果判断待测软件的质量特性。

优选的，调取、运行测试用例之前，还包括设定测试环境。

优选的，所述方法还包括判断是否还有测试用例，如有，继续调取并运行。

本发明一种列车车载软件的测试系统，包括控制机、主机模拟器、外围设备模拟器和/或真实外围设备、软件编译器，控制机内置测试进度控制模块、结果分析模块和测试用例库，主机模拟器内置待测软件模块；

待测软件模块，用于对车载软件底层硬件驱动与上层逻辑操作进行剥离，创建基于目标操作系统的底层硬件驱动；将上层逻辑操作移植到目标操作系统平台，与基于操作系统的驱动一起构建待测软件；

测试进度控制模块，用于调取、运行测试用例，上层逻辑操作通过底层驱动从外围设备模拟器和/或真实外围设备获取关联设备运行数据，通过列车模拟操纵台获取相应的列车状态模拟数据，并生成执行结果；

结果分析模块，用于依据执行结果判断待测软件的质量特性。

优选的，所述控制机还包括测试环境库，用于为测试进度控制模块提供测试环境相关参数，测试进度控制模块设定测试环境。

优选的，主机模拟器包括第一模拟器和第二模拟器，第一模拟器和第二模拟器分别内置待测软件模块。

优选的，所述系统还包括屏幕显示器模拟机或者真实的屏幕显示器，用于显示测试过程和结果。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明将车载软件的测试从嵌入式系统移植到操作系统，使之脱离特定目标硬件，借助于基于该操作系统编写的测试管理程序进行自动测试，可自动完成测试环境的设定，测试用例的调取，运行，及测试报告的生成，相对于现有技术中人工测试，该测试过程效率高，测试过程标准，测试结果准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为列车车载软件的架构示意图；

图2为本发明列车车载软件测试方法；

图3为本发明车载软件简化结构图；

图4为本发明列车车载软件测试系统示意图；

图5为本发明一测试用例示意图；

图6为本发明测试过程采样点第一示意图；

图7为本发明测试过程采样点第二示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明将车载软件移植到基于通用计算机的其他操作系统平台，凭借计算机的高效数据处理能力，将这些繁琐的、人工的测试行为改为由计算机系统自动进行，以便提高劳动生产率，减轻劳动强度，同时减少错误的发生。

参见图2，示出本发明列车车载软件测试方法，具体步骤如下。

步骤S201、对车载软件底层硬件驱动与上层逻辑操作进行剥离，创建基于操作系统的底层硬件驱动，将上层逻辑操作移植到操作系统平台，与新编写的底层硬件驱动一起编译后作为待测软件。

受嵌入式平台的限制，且车载软件未使用操作系统，恢复现场环境与车载控制软件自身，成为实现自动测试的最大难题。车载软件采用标准C++作为编程语言，基于C语言的可移植性，在操作系统平台下测试正确的上层逻辑操作，在目标硬件上也是正确的。将车载软件运行在操作系统上，就能够实现在操作系统上构建虚拟主机，使自动测试成为可能。

在操作系统平台下，操作系统具有对内存操作的保护机制，使得程序不能对内存地址进行直接读写。因此，基于操作系统，改编或者重新设计底层硬件驱动，该底层硬件驱动与上述上层逻辑操作相关联，且与操作系统相适应。

在实现软件分层之后，将上层逻辑操作移植到操作系统平台，拷贝进测试目录，使用基于操作系统的编译器进行编译、链接，生成测试用模块。该操作系统可以为WINDOWS操作系统。

步骤S202、设定测试环境。在每次测试开始前，需要对测试环境进行恢复，测试环境包括：地面线路基础数据、控制参数、时间信息、运行揭示、辆数、计长、外围的辅助信息等。

步骤S203、调取测试用例，运行测试用例，待测试的上层逻辑操作层通过底层硬件驱动从外围设备模拟器、列车运行状态模拟器获取相应的列车状态数据和外围设备运行信息，并生成执行结果。

本发明可以将人工测试的操作过程、输入的数据、被测软件的反馈等相关因素存储为测试用例；还可以根据“用户需求”设计测试用例及从真实设备日常运行记录中生成测试用例。

列车状态数据包括速度、机车信号、机车工况、各种压力等等。执行结果可为控制指令、响应等，如制动指令、实时计算的模式限速曲线等等。

步骤S204、判断是否还有测试用例，如有返回步骤S203；如无，依据执行结果生成测试报告。测试报告中，根据执行结果都是否在设定范围之内，判断被测试的上层逻辑是否正常，进而判断整个软件是否工作正常。

通过上述步骤，本发明将车载软件的测试从面向特定硬件的系统(嵌入式系统)移植到其他操作系统，借助于基于该操作系统编写的的测试管理程序，自动完成测试环境的设定，测试用例的调取，运行，及测试报告的生成，相对于现有技术中人工测试，该测试过程效率高，测试过程标准，测试结果准确。

基于上述列车车载软件测试方法，本发明还提供一种列车车载软件测试系统。参见图4，示出本发明列车车载软件测试系统，包括控制机21、主机模拟器22、屏幕显示器模拟机(真实的屏幕显示器)23、外围设备模拟器(真实外围设备)24。

控制机21可为标准的PC机，控制机21内置测试进度控制模块211、结果分析模块212、测试环境库213和测试用例库214。主机模拟器22包括A模拟器和B模拟器，A模拟器和B模拟器内置待测软件221。屏幕显示器模拟机(真实的屏幕显示器)23用于显示测试过程和结果。

测试进度控制模块211用于从测试环境库213调取测试环境相关参数，设定测试环境；测试用例库214调取测试用例，并运行测试用例，使车载软件221中的底层硬件驱动从外围设备模拟器、列车运行模拟程序获取相应的列车状态数据、外围设备运行数据，发送到上层逻辑操作，上层逻辑根据这些数据计算出执行结果.

结果分析模块212判断是否还有测试用例，如有启动测试进度控制模块211；如无，依据执行结果生成测试报告。测试报告中，如每次执行结果都在设定范围之内，判断上层逻辑是否正常，否则，判断上层逻辑不正常。

参见图5，显示出本发明一测试用例，该测试用例中，横坐标为时间轴，测试管理程序通过依次改变速度、管压力、控制信号测试上层逻辑软件的响应。

本发明还可适当调整测试用例，通过调整采样点的粒度，来提高测试精度，和方便观察测试过程。参见图6和图7，在速度变化曲线中设置多个采样点，针对每个采样点进行判断，就可以了解软件是否工作正常，若提高采样点的密度，就可以提高检测的精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，也可以上述具体实施方式的进行组合，这些改进、润饰及组合形成的技术方案也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种列车车载软件的测试方法，其特征在于，包括：

对车载软件底层硬件驱动与上层逻辑操作进行剥离，创建基于目标操作系统的底层硬件驱动；

将上层逻辑操作移植到目标操作系统平台，与基于操作系统的驱动一起构建待测软件；

调取、运行测试用例，上层逻辑操作通过底层驱动从外围设备模拟器和/或真实外围设备获取关联设备运行数据，通过列车模拟操纵台获取相应的列车状态模拟数据，并生成执行结果；

依据执行结果判断待测软件的质量特性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调取、运行测试用例之前，还包括设定测试环境。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括判断是否还有测试用例，如有，继续调取并运行。

4.一种列车车载软件的测试系统，其特征在于，包括控制机、主机模拟器、外围设备模拟器和/或真实外围设备、软件编译器，控制机内置测试进度控制模块、结果分析模块和测试用例库，主机模拟器内置待测软件模块；

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制机还包括测试环境库，用于为测试进度控制模块提供测试环境相关参数，测试进度控制模块设定测试环境。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，主机模拟器包括第一模拟器和第二模拟器，第一模拟器和第二模拟器分别内置待测软件模块。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括屏幕显示器模拟机或者真实的屏幕显示器，用于显示测试过程和结果。