CN105391599A - 列车通信网络一致性测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车通信网络一致性测试方法及装置，其方法包括以下步骤：1)将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的所述列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；2)对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；3)根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；4)利用所述最优测试用例集对所述通信网络进行一致性测试。本发明具在保证其可靠性的前提下对测试用例集进行优化，测试用例集优化是以用尽可能少的测试用例充分满足给定的测试目标从而提高测试效率、降低测试成本。

Description

列车通信网络一致性测试方法及装置

技术领域

本发明涉及列车通信网络一致性测试领域，具体是一种基于粒子群优化算法的列车通信网络一致性测试方法及装置。

背景技术

铁路作为一种大众化的交通工具，是国家的重要基础设施和国民经济大动脉，同时对国防建设起着不可替代的作用。近年来，国家加大了对铁路运输的投入，“十二五”规划铁路固定资产投资2.8万亿，其中，基建投资2.3万亿，设备及更新改造5000亿元。2015年是铁路“十二五”规划的收官之年。根据规划，到2015年，全国铁路营业里程达12万公里。今年，我国高速铁路营业里程将达到1.8万公里，以高速铁路为主骨架的快速铁路网将基本建成，总规模达4万公里以上。目前，已完成我国铁路营业里程达11.2万公里，其中高铁1.6万公里，这意味着年内将开通运营高铁2000公里，总运营铁路将再增加8000公里。据轨道交通装备行业研究报告表明：目前，我国机车保有量居世界第二，仅次于美国，预计到2020年，国内机车拥有量不小于2.4万台、高速动车组不小于2400列。

随着列车不断地朝着安全、舒适、智能的方向发展，故障诊断系统、在线视频监控、旅客信息以及远程数据服务等功能要求列车通信网络具有较高的通信容量、实时性、可靠性以及较好的可维护性，现有的通信网络已经不能满足列车信息传输时的大容量、高实时性的要求。工业以太网以其带宽高、成本低、通用性强、组网灵活等优点将逐渐取代传统的绞线式列车总线(WireTrainBus,WTB)、多功能车辆总线(MultifunctionVehicleBus,MVB)、控制器局域网总线(ControllerAreaNetwork,CAN)等总线技术应用于高速列车的通信网络中。其中，交换式以太网技术由于能够有效地将共享局域网的冲突域划分为单独的碰撞域，整个碰撞域之间通过交换机连接，将要传输的信息发送到相应目的端口，从而避免了冲突的发生，系统的实时性和可靠性得以提高。基于此特点，将交换式以太网技术应用于列车通信网络将是一个新的发展方向。

由于列车通信网络技术的不断发展和车载设备的不断更新，为了使不同厂家生产的设备之间具有互操作性和互用性，对列车通信网络设备的一致性测试将显得尤为重要。

在列车通信网络一致性测试系统中，若要覆盖标准中规定的所有测试需求，则需要设计较大的测试用例集，对于其测试所需要的时间成本高、周期长、效率低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种列车通信网络一致性测试方法，从而克服在列车通信网络一致性测试系统中需要设计较大的测试用例集，对于其测试所需要的时间成本高、周期长、效率低的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种列车通信网络一致性测试方法，包括以下步骤：

1)将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的所述列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；

2)对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；

3)根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；

4)利用所述最优测试用例集对所述通信网络进行一致性测试。

本发明的另一目的在于提供一种列车通信网络一致性测试装置，从而克服在列车通信网络一致性测试系统中需要设计较大的测试用例集，对于其测试所需要的时间成本高、周期长、效率低的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种列车通信网络一致性测试装置，包括：

需求分析模块，用于将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的所述列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；

需求优化模块，用于对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；

用例优化模块，用于根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；

测试模块，用于利用所述最优测试用例集对所述通信网络进行一致性测试。

与现有技术相比，本发明具在保证其可靠性的前提下对测试用例集进行优化，测试用例集优化是以用尽可能少的测试用例充分满足给定的测试目标从而提高测试效率、降低测试成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明列车通信网络一致性测试方法的流程图。

图2是根据本发明基于约简算法的测试需求集优化方法的流程图。

图3是根据本发明基于粒子群优化算法的测试用例集优化方法的流程图。

图4是根据本发明车辆组网设备和列车骨干网设备的通用一致性测试平台。

图5是根据本发明网关设备的一致性测试平台。

图6是根据本发明一致性测试的流程图。

图7是根据本发明一致性测试分类结构图。

图8是根据本发明的以太网车辆编组网设备阻抗测试电路图。

图9是根据本发明列车通信网络一致性测试装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1：

如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种列车通信网络一致性测试方法，包括以下步骤：

步骤S100：将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；

具体地，将列车通信网络的一致性测试内容分为：基本互联测试、能力测试及行为测试。针对不同的列车通信网络设备分为车辆组网设备、列车骨干网设备及网关设备。且针对不同的设备，分别分析其通信网络的一致性测试需求(具体分类见图7)，分别得出不同的设备的一致性初始测试需求集(即分别对测试系统采集多个信号作为初始测试需求集)。

步骤S101：对初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；

该步骤中，优选采用约简算法对其进行优化得出得到约简测试需求集。

步骤S102：根据约简测试需求集设计初始测试用例集，对初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；

具体地，采用粒子群优化算法对初始测试用例集进行优化，得出最优测试用例集。

步骤S103：利用最优测试用例集对通信网络进行一致性测试。

在步骤中，根据待测设备的类型，搭建列车通信网络一致性测试的测试平台，根据待测设备的类型按照所设计的一致性测试平台进行连接，执行列车通信网络一致性测试，分析得出一致性测试报告。该步骤中所采集数据的传输采用基于以太网的网络传输，确保数据传输高效、准确。

优选地，步骤101中对初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集的步骤包括：

步骤S1001:定义初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}，根据数学逻辑表达关系，初始测试需求集中的两测试需求r_i和r_j之间的关系可以表示为：

包含关系r_i∩r_j＝r_i；

等价关系r_i≡r_j:且

相交关系 $r_i\⊕r_j:$

相互独立关系表示r_i和r_j之间相互独立；

步骤S1002:根据两测试需求之间的逻辑关系，获得测试需求约简原则为：

如果测试用例满足r_i则必定满足测试r_j，因此可以约简掉r_j保留r_i；

r_i≡r_j，如果两测试需求等价时，可以约简掉其中任何一个；

当两测试需求相交时，满足任何一方的测试用例都不能保证满足另外一方，但是满足r_i∩r_j的测试用例可以保证满足双方，所以约简为：r_i∩r_j；

当两测试需求相互独立时，不能进行约简，需要对其分别测试；

步骤S1003:根据约简规则对初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}进行优化得到约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}，具体流程如图2所示。

进一步地，步骤S103中根据约简测试需求集设计初始测试用例集，采用粒子群优化算法对初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集的步骤包括：

步骤S1031：根据约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}设计初始测试用例集T＝{t₁,t₂,...,t_n}，其中，用n个初始测试用例去测试m个约简测试需求，得到“需求-用例”依赖矩阵D为：

$D=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& \mathrm{...}& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& \mathrm{...}& d_{2n}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& d_{ij}& \mathrm{...}\\ d_{m1}& d_{m2}& \mathrm{...}& d_{mn}\end{array}\right\}$

其中，d_ij表示第i个约简测试需求能否被第j个初始测试用例检测到，如果d_ij＝1，表示能够被测试到，如果d_ij＝0表示不能被检测到；t_i(i＝1,2,...,n)表示第i个测试集有没有被选中，选中时t_i＝1，未选中时，t_i＝0；

根据“需求-用例”依赖矩阵D，获得“需求-用例”的关系矩阵为：

$DT=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& \mathrm{...}& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& \mathrm{...}& d_{2n}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& d_{ij}& \mathrm{...}\\ d_{m1}& d_{m2}& \mathrm{...}& d_{mn}\end{array}\right\}\×\left\{\begin{array}{cccc}{t}_1& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& t_2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& t_i& \mathrm{...}\\ 0& 0& \mathrm{...}& t_n\end{array}\right\}$

步骤S1032：根据“需求-用例”的关系矩阵，获得最优测试用例集T’。

其中，本实施例中将“需求-用例”的关系矩阵输入Matlab工具进行运行以获得最优测试用例集T’，首先，先获得测试成本向量：

Ct＝(ct₁,ct₂,...,ct_n)

其中，ct_i(i＝1,2,...,n)为第i个测试实例对应的测试成本。

然后，为了最大程度的实现系统运行测试需求检测率时测试用例选择数目少，测试成本低，构造适应度函数为以需求检测率、测试数目和测试成本为目标的多目标的函数：

f^t＝(X_nrd,X_ntest,X_cost)

其中，X_nrd：测试需求集中被检测到测试需求的个数，DT矩阵中非零行向量的个数；X_ntest：所用测试用例的个数；X_cost：测试成本，T·C_t；最后，即可通过Matlab10.0对上述“需求-用例”的关系矩阵进行计算得出最优测试用例集T’。

下面，通过一个具体应用实例，以对该实施例中的列车通信网络一致性测试方法进行详细介绍，具体如下：

以太网车辆组网设备的一致性测试为例进行具体分析。

测试需求集的约简是通过对初始测试需求集R内部各需求之间的关系分析进行，通过语义分析、程序分析、需求工程或者测试人员的经验等对测试需求集进行约简，减少测试需求的数量并降低测试需求间关系的复杂度，从而挖掘出R的约简测试需求集R’。以以太网车辆编组网设备的行为测试需求为例，进行约简需求算法运算所得最优约简需求集R’为：

r₁:过程数据读请求，请求帧逻辑地址与过程数据的长度对应；

r₂:过程数据读请求，请求帧逻辑地址与过程数据的长度不对应；

r₃:过程数据写请求，请求帧逻辑地址与过程数据的长度对应；

r₄:过程数据写请求，请求帧逻辑地址与过程数据的长度不对应；

r₅:消息数据读请求，请求帧逻辑地址与消息数据的长度对应；

r₆:消息数据读请求，请求帧逻辑地址与消息数据的长度不对应；

r₇:消息数据写请求，请求帧逻辑地址与消息数据的长度对应；

r₈:消息数据写请求，请求帧逻辑地址与消息数据的长度不对应；

r₉:流数据读请求，请求帧逻辑地址与流数据的长度对应；

r₁₀:流数据读请求，请求帧逻辑地址与流数据的长度不对应；

r₁₁:流数据读请求，请求帧逻辑地址与流数据的长度对应；

r₁₂:流数据读请求，请求帧逻辑地址与流数据的长度不对应；

r₁₃:“尽力而为”数据读请求，请求帧逻辑地址与“尽力而为”数据的长度对应；

r₁₄:“尽力而为”数据读请求，请求帧逻辑地址与“尽力而为”数据的长度不对应；

r₁₅:“尽力而为”数据读请求，请求帧逻辑地址与“尽力而为”数据的长度对应；

r₁₆:“尽力而为”数据读请求，请求帧逻辑地址与“尽力而为”数据的长度不对应；

r₁₇:使IUT宿端口数据无效的操作请求；

r₁₈:宿端口刷新时间。

以ECN的简单设备的过程数据测试为例，进行初始测试用例集优化。在测试中，设计了20个初始测试用例分别用于测试端口配置、对正确请求帧的响应、对错误请求帧的响应、对待测设备的源缓冲区写入“0”使其数据无效以及宿端口刷新时间。“需求-用例”关系矩阵如表1所示(t表示测试用例，r表示测试需求)：

表1

文中采用粒子群优化算法，以“需求-用例”关系矩阵作为输入，生成最优测试用例集(具体流程如图3所示)，优化模型中编码方式采用粒子的位置矢量对应完备测试集中测试用例的选择，个体的长度为测试需求集的尺寸。将上述关系矩阵输入Matlab算法中，程序运行得出最优测试用例集为：T＝{t₁,t₆,t₁₁}。

进一步地，按照图4所搭建的测试平台连接车辆编组网设备(连接具体图5所示)，然后在上位机的列车通信网络一致性测试系统软件中按照基本互联测试、能力测试、行为测试的顺序分别对待测设备进行测试，具体流程见图7。其中，基本互联测试的测试内容主要有阻抗测试、接收器行为测试、传输信号波形测试、设备状态协议测试等。测试步骤流程为：

设计测试电路→连接测试仪器→启动测试平台并配置端口→测试记录实验数据(具体流程见图6)→对测试实验数据进行分析→得出测试结果，生成测试报告。

以阻抗测试为例进行介绍。以太网车辆编组网传输电缆的每一端与等效阻抗为Zs(协议规定的标准范围)的端接器进行端接，信号相位角在一定的射频范围内小于θs(协议规定的标准范围)，所以可以对终端电阻阻值和相位进行测试，得出实际值Zt和θt与规定值进行比较，以确定是否符合标准。按照如图8所示的阻抗测试设计电路进行连接。根据示波器波形可以在测试通道1得出ECN待测设备的峰值电压U_d，测试通道2得出阻抗的峰值电压U_Z和过两点两电压的时间间隔Δt，则

终端电阻: $Z_t=\frac{U_d-U_z}{\frac{\mathrm{\Δ}t}{120}}$

信号相位角：θt＝2πf*Δt

当Zt≤Zs，θt≤θs测试时表示测试通过。

在进行能力测试时，只需根据待测设备供应商和测试实验室提供的消息，检查是否满足PICS文档中的条款，用来对后续的性能测试提供参考。

根据车辆编组网设备通信过程中传输的数据类型，行为测试分为过程数据、消息数据、视频/音频流数据、尽力而为数据的通信能力测试。按照所设计的最优测试用例集分别对其进行测试。

当所有的测试完成以后，上位机软件会将测试结果以测试报告的形式呈献给测试人员。基于MVC框架模式的一致性测试系统能够降低对测试人员的要求，提高测试效率。

综上，本发明具在保证其可靠性的前提下对测试用例集进行优化，测试用例集优化是以用尽可能少的测试用例充分满足给定的测试目标从而提高测试效率、降低测试成本。

实施例2：

如图9所示，根据本发明的另一方面，还提出了一种列车通信网络一致性测试装置，包括：

需求分析模块10，用于将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；

需求优化模块20，用于对初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；

用例优化模块30，用于根据约简测试需求集设计初始测试用例集，对初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；

测试模块40，用于利用最优测试用例集对所述通信网络进行一致性测试。

该实施例中，将列车通信网络设备分为车辆组网设备、列车骨干网设备及网关设备。对分类后设备的一致性测试包括：基本互联测试、能力测试及行为测试。

该实施例中，需求分析模块20中对初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集具体包括：

定义初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}，根据数学逻辑表达关系，初始测试需求集中的两测试需求r_i和r_j之间的关系可以表示为：

包含关系r_i∩r_j＝r_i；

等价关系r_i≡r_j:且

相交关系 $r_i\⊕r_j:$

相互独立关系表示r_i和r_j之间相互独立；

根据两测试需求之间的逻辑关系，获得测试需求约简原则为：

如果测试用例满足r_i则必定满足测试r_j，因此可以约简掉r_j保留r_i；

r_i≡r_j，如果两测试需求等价时，可以约简掉其中任何一个；

当两测试需求相交时，满足任何一方的测试用例都不能保证满足另外一方，但是满足r_i∩r_j的测试用例可以保证满足双方，所以约简为：r_i∩r_j；

当两测试需求相互独立时，不能进行约简，需要对其分别测试；

根据所述约简规则对初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}进行优化得到约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}。

该实施例中，用例优化模块30中根据约简测试需求集设计初始测试用例集，对初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集具体包括：

根据约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}设计初始测试用例集T＝{t₁,t₂,...,t_n}，其中，用n个初始测试用例去测试m个约简测试需求，得到“需求-用例”依赖矩阵D为：

$D=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& \mathrm{...}& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& \mathrm{...}& d_{2n}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& d_{ij}& \mathrm{...}\\ d_{m1}& d_{m2}& \mathrm{...}& d_{mn}\end{array}\right\}$

其中，d_ij表示第i个约简测试需求能否被第j个初始测试用例检测到，如果d_ij＝1，表示能够被测试到，如果d_ij＝0表示不能被检测到；t_i(i＝1,2,...,n)表示第i个测试集有没有被选中，选中时t_i＝1，未选中时，t_i＝0；

根据“需求-用例”依赖矩阵D，获得“需求-用例”的关系矩阵为：

$DT=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& \mathrm{...}& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& \mathrm{...}& d_{2n}\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& d_{ij}& \mathrm{...}\\ d_{m1}& d_{m2}& \mathrm{...}& d_{mn}\end{array}\right\}\×\left\{\begin{array}{cccc}{t}_1& 0& \mathrm{...}& 0\\ 0& t_2& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& \mathrm{...}& t_i& \mathrm{...}\\ 0& 0& \mathrm{...}& t_n\end{array}\right\}$

根据“需求-用例”的关系矩阵，获得最优测试用例集T’。

综上，本发明具在保证其可靠性的前提下对测试用例集进行优化，测试用例集优化是以用尽可能少的测试用例充分满足给定的测试目标从而提高测试效率、降低测试成本。

本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上面以图1-图9为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述装置实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种列车通信网络一致性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的所述列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；

2)对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；

3)根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；

4)利用所述最优测试用例集对所述通信网络进行一致性测试。

2.根据权利要求1所述的列车通信网络一致性测试方法，其特征在于，步骤1)中一致性测试包括：基本互联测试、能力测试及行为测试。

3.根据权利要求1所述的列车通信网络一致性测试方法，其特征在于，步骤1)将列车通信网络设备分为车辆组网设备、列车骨干网设备及网关设备。

4.根据权利要求1所述的列车通信网络一致性测试方法，其特征在于，步骤2)中对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集的步骤包括：

41)定义初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}，根据数学逻辑表达关系，初始测试需求集中的两测试需求r_i和r_j之间的关系可以表示为：

包含关系r_i∩r_j＝r_i；

等价关系r_i≡r_j:且

相交关系

相互独立关系表示r_i和r_j之间相互独立；

42)根据两测试需求之间的逻辑关系，获得测试需求约简原则为：

如果测试用例满足r_i则必定满足测试r_j，因此可以约简掉r_j保留r_i；

r_i≡r_j，如果两测试需求等价时，可以约简掉其中任何一个；

当两测试需求相交时，满足任何一方的测试用例都不能保证满足另外一方，但是满足r_i∩r_j的测试用例可以保证满足双方，所以约简为：r_i∩r_j；

当两测试需求相互独立时，不能进行约简，需要对其分别测试；

43)根据所述约简规则对初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}进行优化得到约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}。

5.根据权利要求4所述的列车通信网络一致性测试方法，其特征在于，步骤3)中根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集的步骤包括：

51)根据约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}设计初始测试用例集T＝{t₁,t₂,...,t_n}，其中，用n个初始测试用例去测试m个约简测试需求，得到“需求-用例”依赖矩阵D为：

$D=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& ...& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& ...& d_{2n}\\ ...& ...& d_{ij}& ...\\ d_{m1}& d_{m2}& ...& d_{mn}\end{array}\right\}$

其中，d_ij表示第i个约简测试需求能否被第j个初始测试用例检测到，如果d_ij＝1，表示能够被测试到，如果d_ij＝0表示不能被检测到；t_i(i＝1,2,...,n)表示第i个测试集有没有被选中，选中时t_i＝1，未选中时，t_i＝0；

根据“需求-用例”依赖矩阵D，获得“需求-用例”的关系矩阵为：

$DT=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& ...& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& ...& d_{2n}\\ ...& ...& d_{ij}& ...\\ d_{m1}& d_{m2}& ...& d_{mn}\end{array}\right\}\×\left\{\begin{array}{cccc}{t}_1& 0& ...& 0\\ 0& t_2& ...& 0\\ ...& ...& t_i& ...\\ 0& 0& ...& t_n\end{array}\right\}$

51)根据“需求-用例”的关系矩阵，获得最优测试用例集T’。

6.一种列车通信网络一致性测试装置，其特征在于，包括：

需求分析模块，用于将列车通信网络设备进行分类，分析分类后的所述列车通信网络设备的通信网络的一致性测试需求，获得一致性的初始测试需求集；

需求优化模块，用于对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集；

用例优化模块，用于根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集；

测试模块，用于利用所述最优测试用例集对所述通信网络进行一致性测试。

7.根据权利要求6所述的列车通信网络一致性测试装置，其特征在于，所述需求分析模块中的一致性测试包括：基本互联测试、能力测试及行为测试。

8.根据权利要求6所述的列车通信网络一致性测试装置，其特征在于，所述需求分析模块中将列车通信网络设备分为车辆组网设备、列车骨干网设备及网关设备。

9.根据权利要求6所述的列车通信网络一致性测试装置，其特征在于，所述需求优化模块中用于对所述初始测试需求集进行优化，获得约简测试需求集具体包括：

91)定义初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}，根据数学逻辑表达关系，初始测试需求集中的两测试需求r_i和r_j之间的关系可以表示为：

包含关系r_i∩r_j＝r_i；

等价关系r_i≡r_j:且

相交关系

相互独立关系表示r_i和r_j之间相互独立；

92)根据两测试需求之间的逻辑关系，获得测试需求约简原则为：

如果测试用例满足r_i则必定满足测试r_j，因此可以约简掉r_j保留r_i；

r_i≡r_j，如果两测试需求等价时，可以约简掉其中任何一个；

当两测试需求相交时，满足任何一方的测试用例都不能保证满足另外一方，但是满足r_i∩r_j的测试用例可以保证满足双方，所以约简为：r_i∩r_j；

当两测试需求相互独立时，不能进行约简，需要对其分别测试；

93)根据所述约简规则对初始测试需求集R＝{r₁,r₂,...,r_i,...,r_j,...,r_n}进行优化得到约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}。

10.根据权利要求9所述的列车通信网络一致性测试装置，其特征在于，所述用例优化模块中根据所述约简测试需求集设计初始测试用例集，对所述初始测试用例集进行优化，获得最优测试用例集具体包括：

101)根据约简测试需求集R’＝{r₁,r₂,...,r_m}设计初始测试用例集T＝{t₁,t₂,...,t_n}，其中，用n个初始测试用例去测试m个约简测试需求，得到“需求-用例”依赖矩阵D为：

$D=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& ...& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& ...& d_{2n}\\ ...& ...& d_{ij}& ...\\ d_{m1}& d_{m2}& ...& d_{mn}\end{array}\right\}$

其中，d_ij表示第i个约简测试需求能否被第j个初始测试用例检测到，如果d_ij＝1，表示能够被测试到，如果d_ij＝0表示不能被检测到；t_i(i＝1,2,...,n)表示第i个测试集有没有被选中，选中时t_i＝1，未选中时，t_i＝0；

根据“需求-用例”依赖矩阵D，获得“需求-用例”的关系矩阵为：

$DT=\left\{\begin{array}{cccc}{d}_{11}& d_{12}& ...& d_{1n}\\ d_{21}& d_{22}& ...& d_{2n}\\ ...& ...& d_{ij}& ...\\ d_{m1}& d_{m2}& ...& d_{mn}\end{array}\right\}\×\left\{\begin{array}{cccc}{t}_1& 0& ...& 0\\ 0& t_2& ...& 0\\ ...& ...& t_i& ...\\ 0& 0& ...& t_n\end{array}\right\}$

102)根据“需求-用例”的关系矩阵，获得最优测试用例集T’。