CN115328104A

CN115328104A - 一种列车运行监控系统自动化测试装置及测试方法

Info

Publication number: CN115328104A
Application number: CN202211253870.0A
Authority: CN
Inventors: 何谢振; 杨阳; 沈昕; 罗永升; 盘宇; 谭琪; 上官霞南; 欧阳超
Original assignee: Hunan CRRC Times Signal and Communication Co Ltd
Current assignee: Hunan CRRC Times Signal and Communication Co Ltd
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本发明公开一种列车运行监控系统自动化测试装置及测试方法，该测试装置包括相互连接的主机模拟模块、仿真DMI模块以及测试控制模块，主机模拟模块包括相互连接的主机软件单元以及信号模拟单元，主机软件单元内加载有列车运行监控系统的主机软件程序，信号模拟单元用于提供主机软件单元运行时所需的信号信息，仿真DMI模块用于模拟DMI与主机软件程序之间的信息交互；测试控制模块用于根据所需测试逻辑控制所述主机模拟模块以及仿真DMI模块，并根据主机模拟模块的输出信息得到测试结果输出。本发明具有实现操作简便、成本低、效率高、灵活性强等优点。

Description

一种列车运行监控系统自动化测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及自动化测试技术领域，尤其涉及一种列车运行监控系统自动化测试装置及测试方法。

背景技术

列车运行监控系统（LKJ）具有防止列车冒进、超速和辅助司机操纵功能，如LKJ-15C型列车运行监控系统，在保障列车运行安全方面起着极为重要的作用。主机软件是列车运行监控系统的核心控制软件，其功能的正确性和可靠性将直接影响到列车行车安全。为了保证列车运行监控系统主机软件的质量，主机软件每次修改升级时，都必须对其进行严格的发布测试。但是由于列车运行监控系统主机软件的功能繁多、应用场景复杂，而且变更频繁，传统手动测试方法会存在工作量及强度大、效率低、耗时长、测试不易复现、测试质量无法保证等诸多弊端，采用自动化测试则可以解决上述问题。

现有技术中，针对列车运行监控系统主机软件的自动化测试通常是基于实物仿真测试系统，即被测主机软件运行于列车运行监控系统真实的硬件环境中，列车运行监控系统再通过各种类型的I/O硬件接口与外部真实或仿真模拟信号设备相联接，其中列车运行监控系统包含多种类型的I/O硬件接口，例如模拟量信号、数字量信号、频率量信号、CAN总线、RS422总线、以太网等等；通过控制外部实物或仿真模拟信号设备与列车运行监控系统各硬件接口进行信息交互，基于交互的信息判断测试结果，实现自动化测试。

但是上述基于实物实现列车运行监控系统的自动化测试方式，会存在以下问题：

1、由于是直接对真实环境下列车运行监控系统中主机软件进行测试，而主机软件本身较为复杂，因而要实现自动化测试必须要依赖模拟测试设备或仿真测试平台的硬件环境实现，且通常需要专用测试设备，不仅成本高、操作不便、灵活性差，且测试过程复杂，例如为了测试主机软件，一并还需要准备相关的插件设备以及相应的软件数据，例如安全频率量输入、安全数字量输入输出、通用模拟量输入输出、通信记录、DMI（Direct MediaInterface，直接媒体接口）、以及扩展单元等相关插件设备。

2、由于是直接对真实环境下列车运行监控系统中主机软件进行测试，会涉及到的硬件设备、I/O硬件接口较多，涉及到的软件也较多，例如PC软件、嵌入式软件、虚拟仪器软件等，测试环境搭建和维护复杂。

3、由于是直接对真实环境下列车运行监控系统中主机软件进行测试，因而必须在主机软件完成以后才能进行测试，在主机软件开发过程中难以执行测试，使得测试滞后，不便于在主机软件开发过程发现软件缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现操作简便、成本低、效率高、灵活性强的列车运行监控系统自动化测试装置及测试方法，无需依赖专门的测试设备，也无需搭建复杂的测试环境，在主机软件研发过程中即可进行自动化测试。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种列车运行监控系统自动化测试装置，包括：相互连接的主机模拟模块、仿真DMI模块以及测试控制模块，所述主机模拟模块包括相互连接的主机软件单元以及信号模拟单元，所述主机软件单元内加载有列车运行监控系统的主机软件程序，所述信号模拟单元用于提供所述主机软件单元运行时所需的信号信息，所述仿真DMI模块用于模拟DMI与主机软件程序之间的信息交互；所述测试控制模块用于根据所需测试逻辑控制所述主机模拟模块以及所述仿真DMI模块，并根据主机模拟模块的输出信息得到测试结果输出。

进一步的，所述主机软件单元包括相互连接的主机应用软件子单元以及虚拟硬件平台子单元，所述主机应用软件子单元中加载有列车运行监控系统的主机应用软件程序，所述虚拟硬件平台子单元中加载有列车运行监控系统的硬件平台软件的虚拟化软件程序。

进一步的，所述仿真DMI模块包括发送单元、接收单元以及显示单元，所述发送单元用于发送模拟操作指令给所述主机模拟模块，所述接收单元用于接收所述主机模拟模块输出的反馈信息，通过所述显示单元进行显示。

进一步的，所述测试控制模块通过自动化测试工具实现，所述自动化测试工具包括脚本开发工具、测试执行工具、自动测试框架以及通信模块，所述通信模块用于实现与所述主机模拟模块、仿真DMI模块之间的数据通信，所述自动测试框架中设置有多个业务逻辑关键字，以用于实现与所述主机模拟模块、仿真DMI模块之间数据通信的虚拟接口。

进一步的，所述业务逻辑关键字包括模拟输入信号、DMI输入信息、主机输出信息、数据信息、公用测试库、专有常量中任意一种或多种，所述模拟输入信号的关键字用于定义主机软件外部信号设备的输入信息，所述DMI输入信息的关键字用于定义DMI按键操作以及设定操作，所述主机输出信息的关键字用于测试结果的判断，所述数据信息的关键字用于定义控制参数、基础数据以及解释数据的内容；所述公用测试库的关键字用于定义公用的测试控制、操作、算法以及判断逻辑，所述专有常量的关键字用于定义业务逻辑的专用常量。

进一步的，所述模拟输入信号的关键字包括速度、相位、压力信息、机车工况信息、ATP信号灯、调车灯显、机车信号、绝缘节、应答器报文中任意一种或多种，所述压力信息包括列车管压、制动缸压、均衡风缸压、总风缸压中任意一种或多种，所述机车工况信息包括零位、向前、向后、牵引、制动、隔离、车挡、单端巡检、ATP控制权、I端警惕、II端警惕中任意一种或多种。

进一步的，所述公用测试库的关键字包括初始化系统、关闭系统、复位测试状态、自动取消报警、等待主机响应、等待指定时间、运行至前方指定距离停车以及判断前方限速中任意一种或多种，所述初始化系统为用于测试执行之前对测试资源进行初始化和自检，启动或重启主机模拟模块和仿真DMI模块以进入初始状态；所述关闭系统为用于测试完之后清理释放测试资源，所述复位测试状态为将主机软件的列车状态参数、外部输入信号恢复到默认值，所述自动取消报警为当属性设为true时，将自动取消测试过程中出现的报警，所述等待主机响应为用于等待主机软件指定输出信息满足特定的状态条件，然后才执行后面的脚本语句，所述等待指定时间用于控制测试流程暂停，等待指定的时间后再执行后面的脚本语句；所述判断前方限速用于判断前方指定距离处的限速是否为预期限速值。

进一步的，所述自动测试框架中还设置有测试断言子模块，所述测试断言子模块通过判断所述主机模拟模块的输出值是否满足期望值或预设条件，得到测试结果。

进一步的，所述主机模拟模块、所述仿真DMI模块以及所述测试控制模块中每两个模块之间通过以太网、共享内存、共享文件中任意一种方式通信连接。

一种利用上述列车运行监控系统自动化测试装置的测试方法步骤包括：

S01.所述测试控制模块获取当前所需测试逻辑，并根据当前所需测试逻辑控制所述主机模拟模块中信号模拟单元提供对应的信号以发送给所述主机软件单元，以及控制所述仿真DMI模块按照当前所需测试逻辑生成模拟操作指令；

S02.所述仿真DMI模块将生成的所述模拟操作指令发送给所述主机模拟模块；

S03.所述主机模拟模块驱动所述主机软件单元运行后，输出运行结果给所述仿真DMI模块；

S04.所述测试控制模块接收所述主机模拟模块输出的运行结果并进行判断，得到最终的测试结果输出。

进一步的，所述步骤S01中，所述测试控制模块通过多个预先设置的业务逻辑关键字作为虚拟接口，分别与所述主机模拟模块、仿真DMI模块实现数据通信。

进一步的，所述步骤S04中，所述测试控制模块以Assert断言的方式进行测试结果判断，其中如果所述主机模拟模块输出实际值与期望值的断言要求一致则判定通过，否则判定测试不通过；如果所述主机模拟模块输出的布尔关键字或条件为预期结果，则判定测试通过，否则判定测试不通过。

进一步的，所述步骤S01中，测试控制模块根据当前所需测试逻辑控制时，还包括当判断到目标脚本语句执行失败或测试断言失败时，中止执行目标脚本语句所在的测试方法，并判定测试方法为测试不通过，然后转入下一个测试方法的执行。

进一步的，所述步骤S01中，测试控制模块根据当前所需测试逻辑控制时，还包括在执行测试类构建方法时，重启所述主机模拟模块和所述仿真DMI模块，以使得主机软件恢复到初始状态以及在测试类清理方法中清理释放测试资源。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过将列车运行监控系统的主机软件程序加载移植到主机软件单元中，同时设置信号模拟单元提供主机软件单元运行时所需的信号信息，由仿真DMI模块模拟DMI与主机软件程序之间的信息交互，由测试控制模块对主机模拟模块以及仿真DMI模块进行控制，可以方便的基于纯虚拟的运行环境实现列车运行监控系统主机软件的自动化测试，无需额外的测试辅助设备，也无需复杂的测试环境搭建与维护，可以大大降低自动化测试的复杂程度，同时提高测试的效率以及灵活性，在主机软件研发过程中即可进行自动化测试。

附图说明

图1是本实施例列车运行监控系统自动化测试装置的整体结构示意图。

图2是本实施例列车运行监控系统自动化测试装置的具体结构示意图。

图3是本实施例中主机软件移植的原理示意图。

图4是在具体应用实施例中列车运行监控系统自动化测试装置内各模块的连接原理示意图。

图5是本实施例中自动化测试工具的结构示意图。

图6是本实施例中自动测试框架的结构示意图。

图7是本实施例中测试类执行流程示意图。

图8是在具体应用实施例中实现自动化测试的流程示意图。

图例说明：1、主机模拟模块；101、主机软件单元；102、信号模拟单元；2、仿真DMI模块；3、测试控制模块。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，本实施例列车运行监控系统自动化测试装置包括相互连接的主机模拟模块1、仿真DMI模块2以及测试控制模块3，主机模拟模块1包括相互连接的主机软件单元101以及信号模拟单元102，主机软件单元101内加载有列车运行监控系统的主机软件程序，信号模拟单元102用于提供主机软件单元101运行时所需的信号信息，仿真DMI模块2用于模拟DMI与主机软件程序之间的信息交互；测试控制模块3用于根据所需测试逻辑控制主机模拟模块1以及仿真DMI模块2，并根据主机模拟模块1的输出信息得到测试结果输出。

考虑到列车运行监控系统主机软件的核心功能主要跟业务逻辑相关，软件变更频繁的也通常是业务逻辑功能，本实施例通过将列车运行监控系统的主机软件程序加载移植到主机软件单元101中，同时设置信号模拟单元102提供主机软件单元101运行时所需的信号信息，由仿真DMI模块2模拟DMI与主机软件程序之间的信息交互，由测试控制模块3对主机模拟模块1以及仿真DMI模块2进行控制，可以方便的基于纯虚拟的运行环境实现列车运行监控系统主机软件的自动化测试，无需额外的测试辅助设备，也无需复杂的测试环境搭建与维护，可以大大降低自动化测试的复杂程度，同时提高测试的效率以及灵活性，在主机软件研发过程中即可进行自动化测试。

如图3所示，本实施例中主机软件单元101包括相互连接的主机应用软件子单元111以及虚拟硬件平台子单元112，主机应用软件子单元111中加载有列车运行监控系统的主机应用软件程序，虚拟硬件平台子单元112中加载有列车运行监控系统的硬件平台软件的虚拟化软件程序，主机应用软件子单元111通过虚拟硬件平台子单元112与仿真DMI模块2进行信息交互。

列车运行监控系统主机软件属于嵌入式软件，主机软件的架构总体上可以分为主机应用软件和硬件平台软件两个部分，其中主机应用软件负责实现软件的逻辑应用功能，主机应用软件的逻辑功能即是测试的重点；硬件平台软件负责管理与底层硬件的接口，以及提供访问硬件设备的驱动程序，包括嵌入式操作系统。本实施例通过将主机软件移植到主机应用软件子单元111中，同时构建虚拟硬件平台软件形成虚拟硬件平台子单元112，使得可以将主机软件中硬件平台软件与实际硬件设备剥离，从而能够将列车运行监控系统的主机软件移植出来进行虚拟环境下的自动化测试。

在具体应用实施例中，主机软件单元101通过PC机实现，即将列车运行监控系统的主机应用软件移植到PC机上，同时搭建一个虚拟的硬件平台，然后使用C/C++编译器（如Visual C++）编译链接移植后的主机软件，移植后的主机软件分为主机应用软件和虚拟硬件平台两个部分，主机应用软件的业务逻辑功能即为需要重点测试的部分，主机应用软件通过虚拟硬件平台与仿真DMI模块2进行信息交互。通过将列车运行监控系统主机软件运行于PC上，采用全数字仿真技术实现主机软件的自动化测试，无需专门或额外的硬件及接口设备即可高效的实现测试。

本实施例中，信号模拟单元102通过模拟产生主机软件单元101运行时所需的信号信息，以模拟与主机软件交互的外部信号设备，通过虚拟硬件平台与主机应用软件进行信息交互。在具体应用实施例中，模拟信号如表1所示，包括速度信号、模拟量信号、机车工况信号、调车灯显信号、机车信号主机、BTM（应答器传输单元）主机以及其他ATP（列车自动防护系统）设备等外部信号设备。测试控制模块3按所需测试逻辑要求控制信号模拟单元102，通过信号模拟单元102驱动主机软件单元101中的主机软件运行，以及提供主机软件正常运行时的速度、压力、机车信号、机车工况、调车灯显信号、地面点式应答器信息、其他ATP设备信息等各种外部信号设备信息，以使得主机软件按照所需测试逻辑进行运行，进而实现主机软件业务逻辑功能的测试。

表1：外部信号设备信息描述

本实施例中，仿真DMI模块2包括发送单元、接收单元以及显示单元，发送单元用于发送模拟操作指令给主机模拟模块1，接收单元用于接收主机模拟模块1输出的反馈信息，通过显示单元进行显示。在具体应用实施例中，仿真DMI模块2通过发送司机按键和设定等信息给主机模拟模块1，主机模拟模块1反馈主机软件的测试输出信息给仿真DMI模块2以供显示处理，实现脱离真实硬件环境的虚拟DMI功能。

本实施例中，测试控制模块3通过自动化测试工具实现，由自动化测试工具提供自动测试框架和工具，根据测试逻辑控制主机模拟模块1输入指定的外部信号设备信息（如设定速度、压力、机车信号、机车工况等）给主机软件，控制仿真DMI模块2模拟司机按键和设定操作，以及获取仿真DMI模块2输出的主机软件的输出信息，判断测试结果并输出最终判断的测试结果。

在具体应用实施例中，主机模拟模块1、仿真DMI模块2、测试控制模块3采用各自独立运行的软件，且运行于同一台PC上，两两模块相互之间通过通信接口及协议进行信息交互，如图3所示。主机模拟模块1与仿真DMI模块2之间、测试控制模块3与仿真DMI模块2之间通过以太网进行信息交互，由于各软件模块运行于同一台电脑，无需额外的硬件连接，各软件模块的网络的IP地址均相同，只是端口号不同。测试控制模块3与主机模拟模块1之间则通过共享内存的方式实现信息交互。

可以理解的是，上述各软件模块相互之间的通信接口可以选择以太网、共享内存、共享文件等任何一种形式，具体可以根据实际需求配置。测试控制模块3采用自动化测试工具时，还可以通过Windows API或其他技术实现对主机模拟器和仿真DMI软件界面控件的模拟操作。

自动化测试工具用于提供测试框架，实现测试脚本开发和测试执行功能，如图5所示，本实施例中自动化测试工具具体包括脚本开发工具、测试执行工具以及自动测试框架，还设置有通信模块，以用于实现与主机模拟模块1、仿真DMI模块2之间的数据通信。通信模块具体可根据测试脚本解析后的指令要求，将模拟输入信号的设定值通过共享内存的方式发送给主机模拟模块1，以及将DMI司机模拟按键和设定操作指令通过以太网的方式发给仿真DMI模块2，并获取仿真DMI模块2转发的主机软件输出信息以供测试脚本进行测试结果判断。上述脚本开发工具具体用于实现测试脚本的编辑、编译、调试、管理等功能，脚本开发工具可调用脚本语言的开发环境实现，如Visual C# IDE。测试执行工具具体用于实现测试项目管理（如创建、打开、保存、设置测试项目）、测试脚本解释执行、测试结果验证分析（自动判断和统计测试结果，测试不通过原因分析及定位等）、测试过程状态信息监视、测试报告和日志生成等功能。

如图6所示，本实施例自动测试框架具体由通用脚本语言、测试特征、测试断言、业务逻辑关键字构成。采用通用脚本语言可以提高扩展性，本实施例脚本语言具体采用C#，当然也可选择解释性语言如Python等。测试特征用于描述测试特性及行为的关键字，本实施例所使用到的测试特征如表2所示，包括用于定义一个测试方法的TestMethod、用于定义一个测试类的TestClass、用于定义测试类构建方法的ClassInitialize、用于定义测试类清理方法的ClassCleanup、用于定义测试构建方法的TestInitialize以及用于定义测试清理方法的TestCleanup。测试类中各测试单元的执行流程如图3所示，开始执行测试类TestClass，然后执行测试类构建ClassInitialize，判断所有测试方法TestMethod是否执行完毕，如果是，则执行测试类清理ClassCleanup后退出，否则执行测试构建TestInitialize，然后依次执行测试方法TestMethod、测试清理TestCleanup后，再执行下一个测试方法TestMethod。

为了使测试结果可信以及节省测试时间，本实施例具体当判断到某条脚本语句执行失败或测试断言失败，将立即中止执行其所在的测试方法，并判定该测试方法为测试不通过。即在测试方法中该失败脚本语句后面的语句不再执行，将直接转入下一个测试方法的执行，从而节省了大量无效测试时间。

以执行如下所示的测试方法A() 和测试方法B() 为例，若测试方法A中脚本语句2执行失败，则不再执行其后的脚本语句3和4，测试方法A被判定为测试失败，然后转入下一个测试方法B的执行。

[TestMethod]

public void 测试方法A()

{

脚本语句1

脚本语句2

脚本语句3

脚本语句4

[TestMethod]

public void 测试方法B()

{

……

为保证测试类（TestClass）的独立性，本实施例在执行测试类构建方法（ClassInitialize）时，会重启主机模拟模块1和仿真DMI模块2，使主机软件恢复到开机时的初始状态，以及在测试类清理方法（ClassCleanup）中清理释放测试资源。为保证测试方法（TestMethod）的独立性，本实施例无论测试方法（TestMethod）执行后是通过或失败，都会执行测试构建方法（TestInitialize）和测试清理方法（TestCleanup），以防止测试方法（TestMethod）之间相互影响。

表2：测试特征

本实施例中，自动测试框架中还设置有测试断言子模块，测试断言子模块通过判断所述主机模拟模块1的输出值是否满足期望值或预设条件，得到测试结果测试断言。具体以Assert断言的方式进行测试结果判断，验证主机软件的输出信息是否符合期望值，如表3所示，测试结果分为四种：通过、失败、不确定（测试条件不满足）、错误（软件异常错误造成的测试不通过，如通信错误、非法输入等），其中由断言Assert.AreEqual(期望值, 实际值)判断期望值和主机输出实际值是否相等，如果相等则测试通过，否则测试失败；由断言Assert.AreNotEqual (期望值, 实际值)判断期望值和主机输出实际值是否不相等，如果不相等则测试通过，否则失败；由Assert.IsTrue(布尔关键字或条件)判断主机输出的布尔关键字或条件是否为true，如果为true则测试通过，否则失败；由断言Assert.IsFalse(布尔关键字或条件)判断主机输出的布尔关键字或条件是否为false，如果为false则测试通过，否则失败；由Assert.Fail()断言测试失败，由Assert.Inconclusive()断言测试结果不确定，用于测试前置条件不满足的情况，例如控制参数未正确设置，不具备测试条件，而无法确定测试结果。

表3：常用的测试断言

本实施例中，自动测试框架中设置有多个描述业务特征、业务操作和判断逻辑的业务逻辑关键字，以用于实现与主机模拟模块1、仿真DMI模块2之间数据通信的虚拟接口。通过设置业务逻辑关键字实现自动测试框架与主机模拟模块1、仿真DMI模块2之间的数据通信，无需依赖于硬件接口即可实现与主机软件、仿真DMI之间的数据交互，可以有效将实物测试方式转化为虚拟环境下的测试，从而使得可实现对列车运行监控系统主机软件在纯虚拟环境下的自动化测试，相比于传统基于实物的测试方式中必须依赖于硬件接口进行数据交互，可以大大降低测试复杂度、提高测试效率低。

本实施例中，自动测试框架中具体设置模拟输入信号、DMI输入信息、主机输出信息、数据信息、公用测试库、专有常量等关键字，其中模拟输入信号的关键字用于定义主机软件外部信号设备的输入信息，DMI输入信息的关键字用于定义DMI按键操作以及设定操作，主机输出信息的关键字用于测试结果的判断，数据信息的关键字用于定义控制参数、基础数据以及解释数据的内容；公用测试库的关键字用于定义公用的测试控制、操作、算法以及判断逻辑，专有常量的关键字用于定义业务逻辑的专用常量。

关键字的形式分为属性和方法两种，例如：

属性：模拟输入.列车管压 = 600; // 设定列车管压为600kPa

方法：DMI输入.车位向前调整(2); // 操作DMI连续车位向前调整2次

上述各关键字具体定义为：

（1）模拟输入信号关键字，用于定义主机软件外部信号设备的输入信息，如速度、相位；列车管压、制动缸压、均衡风缸压、总风缸压等压力信息；零位、向前、向后、牵引、制动、隔离、车挡、单端巡检、ATP控制权、I端警惕、II端警惕等机车工况信息；ATP信号灯、调车灯显、机车信号、绝缘节、应答器报文等等。

（2）DMI输入信息关键字，用于定义DMI按键操作，以及发车参数、检修参数、时间、侧线、支线、密码、揭示输入、揭示办理、特殊前行、开车对标信号机、车次修正等设定操作。

（3）主机输出信息关键字，用于测试结果的判断，包括运行关键数据、机车状态、行车参数、检修设定、限速曲线、列车状态、操作允许、语音、临时控制、平调、车挡、文本、揭示状态等信息内容的定义。

（4）数据信息关键字：用于定义控制参数、基础数据、揭示数据的内容，数据信息一般通过读取和解析数据文件获得。

（5）公用测试库关键字，用于定义公用的测试控制、操作、算法、判断逻辑等。例如：

初始化系统()：用于测试执行之前对测试资源进行初始化和自检，启动或重启主机模拟器和仿真DMI以进入初始状态等，通常被ClassInitialize特征定义的测试类构建方法调用。

关闭系统()：用于测试完之后清理释放测试资源，通常被ClassCleanup特征定义的测试类清理方法调用。

复位测试状态()：将主机软件的列车状态参数、外部输入信号恢复到默认值，如停车、解除制动、绿灯信号、货车参数、手柄回零、缺省压力值等，通常被TestInitialize或TestCleanup特征定义的方法调用。

自动取消报警：该属性设为true时，将自动取消测试过程中出现的防溜、降级、警惕、信号突变、动车确认等各种报警，以避免干扰要测试的功能。

等待主机响应(string 主机输出关键字名, object 预期值, int 超时值)：等待主机软件某输出信息满足特定的状态条件，然后才执行后面的脚本语句，例如，等待主机响应("里程", 300, 5000); // 等待列车运行至里程300m的位置。

等待(int 时间)：控制测试流程暂停，等待指定的时间后，再执行后面的脚本语句。

运行至前方指定距离停车(int 目标距离)：以较快的速度如贴近限速，运行至前方指定的距离，并在该处精准停车。

判断前方限速(int 预期限速, int 目标距离)：判断前方指定距离处的限速是否为预期限速值。

（6）专有常量：用于定义业务逻辑的专用常量，以增强测试脚本的可读性。例如，“工作模式”关键字的取值定义了9个常量：1-待机、2-段内走行、3-调车、4-降级、5-通常、6-随时停车、7-非本务、8-无防冒、9-与其他ATP结合。

本实施例通过设置上述业务逻辑相关的关键字，可以无需依赖额外的硬件设备、硬件接口即可实现对列车运行监控系统主机软件的各类测试任务，且由于基于各关键字可以有效实现自动测试框架与主机软件、仿真DMI之间的各类型数据交互，可以使得测试环境接近于真实环境，从而确保测试有效性。

本实施例利用上述列车运行监控系统自动化测试装置的测试方法的步骤包括：

S01.测试控制模块3获取当前所需测试逻辑，并根据当前所需测试逻辑控制主机模拟模块1中信号模拟单元102模拟产生对应的信号以发送给主机软件单元101，以及控制仿真DMI模块2按照当前所需测试逻辑生成模拟操作指令；

S02.仿真DMI模块2将生成的模拟操作指令发送给主机模拟模块1；

S03.主机模拟模块1驱动主机软件单元101运行后，输出运行结果给仿真DMI模块2；

S04.测试控制模块3接收主机模拟模块1输出的运行结果并进行判断，得到最终的测试结果输出。

本实施例步骤S04中，测试控制模块3以Assert断言的方式进行测试结果判断，其中如果主机模拟模块1输出实际值与期望值的断言要求一致则判定通过，否则判定测试不通过；如果主机模拟模块1输出的布尔关键字或条件为预期结果，则判定测试通过，否则判定测试不通过。上述测试通过要求既可以是实际值与期望值相等，也可能是不相等时测试通过，相同的，布尔条件也可以设置为Assert.IsTrue为真通过、Assert.IsFalse为假通过，具体可以根据实际需求配置。

在具体应用实施例中，测试进入通常工作模式的几种情况的测试脚本如下所示：

[TestClass] // 通常模式测试类

public class 通常模式

{

[ClassInitialize]

public void 测试类构建()

{

// 通常模式测试类执行之前初始化系统

公用.初始化系统();

}

[ClassCleanup]

public void 测试类清理()

{

// 通常模式测试类中所有测试方法执行完后关闭系统

公用.关闭系统();

}

[TestInitialize]

public void 测试方法构建()

{

// 每个测试方法执行之前，将主机软件切换至降级工作模式

DMI输入.按键代码 = 按键代码.申请切换至降级;

}

[TestCleanup]

public void 测试方法清理()

{

// 每个测试方法执行完后，复位测试状态

公用.复位测试状态();

}

[TestMethod] // 第一个测试方法

public void 测试_不能进通常模式_有报警()

{

// 设定沈大线下行王家站发车参数

DMI输入.设定发车参数(车站信息.沈大线下行_王家);

// 列车由动车状态到停车状态，停车6秒后启动管压防溜报警

模拟输入.速度 = 1;

模拟输入.速度 = 0;

公用.等待(6000);

// 判断防溜报警状态下，不允许开车对标进入通常工作模式

Assert.AreEqual(防溜报警类型.管压防溜, 主机输出.防溜报警类型);

Assert.IsFalse(主机输出.允许开车对标);

}

[TestMethod] // 第二个测试方法

public void 测试_能进通常模式_有速度()

{

// 设定沈大线下行王家站发车参数，给速度

DMI输入.设定发车参数(车站信息.沈大线下行_王家);

模拟输入.速度 = 2;

// 判断允许司机开车对标

Assert.IsTrue(主机输出.允许开车对标);

// 按压DMI开车键

DMI输入.按键代码 = 按键代码.开车;

// 判断主机软件是否进入了通常工作模式

Assert.AreEqual(工作模式.通常, 主机输出.工作模式);

}

[TestMethod] // 第三个测试方法

public void 测试_自动进通常模式_数据控车时退出ATP控制权()

{

// 设定动车组参数，并在沈大线下行王家站开车对标

公用.设定动车组参数();

DMI输入.开车对标(车站信息.沈大线下行_王家);

// 把机车控制权转交给ATP设备

模拟输入.ATP控制权 = true;

公用.等待(1000);

// 判断主机软件是否进入了与其他ATP结合工作模式

Assert.AreEqual(工作模式.与其他ATP结合, 主机输出.工作模式);

// 收回ATP设备的控制权

模拟输入.ATP控制权 = false;

公用.等待(1000);

// 判断主机软件是否恢复到了通常工作模式

Assert.AreEqual(工作模式.通常, 主机输出.工作模式);

}

……

}

本实施例测试脚本语言通过设置多个关键字，使得脚本逻辑与手工测试操作流程一致，且可读性和可维护性好，同时能够支持测试脚本封装，例如，模拟输入.速度 = 1; 模拟输入.速度 = 0; 公用.等待(6000); 三条脚本语句可以封装成一条脚本语句：启动管压防溜报警()。

在具体应用实施例中，如图8所示，测试时先根据主机软件测试用例规范编写测试脚本；创建新的或打开已存在的测试项目，选择并执行所需的测试用例；测试运行时，测试控制模块实时解释测试脚本，通过业务逻辑关键字驱动收发测试数据，以实现与被测主机软件之间的信息交互，通过测试断言自动比对被测主机软件的实际输出数据和预期结果，以判断测试是否通过；测试完成后自动生成测试报告和日志文件。

本发明通过搭建纯虚拟的测试环境实现主机软件的自动化测试，使得无需依赖于真实的列车运行监控系统以及专用测试设备平台的硬件环境，可以大大降低实现成本、提高测试操作的便捷性，且测试环境的搭建和维护简单，可以简化测试准备过程，使得无需关注众多的陪侍设备及其软件，还可以方便的进行主机软件及数据的更换，同时还便于进行批量化测试，在主机软件开发过程中即可进行迭代测试，从而便于提前在主机软件设计阶段发现和修正软件缺陷，进而降低主机软件的开发和测试成本。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，包括：相互连接的主机模拟模块（1）、仿真DMI模块（2）以及测试控制模块（3），所述主机模拟模块（1）包括相互连接的主机软件单元（101）以及信号模拟单元（102），所述主机软件单元（101）内加载有列车运行监控系统的主机软件程序，所述信号模拟单元（102）用于提供所述主机软件单元（101）运行时所需的信号信息，所述仿真DMI模块（2）用于模拟DMI与主机软件程序之间的信息交互；所述测试控制模块（3）用于根据所需测试逻辑控制所述主机模拟模块（1）以及所述仿真DMI模块（2），并根据主机模拟模块（1）的输出信息得到测试结果输出。

2.根据权利要求1所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述主机软件单元（101）包括相互连接的主机应用软件子单元（111）以及虚拟硬件平台子单元（112），所述主机应用软件子单元（111）中加载有列车运行监控系统的主机应用软件程序，所述虚拟硬件平台子单元（112）中加载有列车运行监控系统的硬件平台软件的虚拟化软件程序。

3.根据权利要求1所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述仿真DMI模块（2）包括发送单元、接收单元以及显示单元，所述发送单元用于发送模拟操作指令给所述主机模拟模块（1），所述接收单元用于接收所述主机模拟模块（1）输出的反馈信息，通过所述显示单元进行显示。

4.根据权利要求1所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述测试控制模块（3）通过自动化测试工具实现，所述自动化测试工具包括脚本开发工具、测试执行工具、自动测试框架以及通信模块，所述通信模块用于实现与所述主机模拟模块（1）、仿真DMI模块（2）之间的数据通信，所述自动测试框架中设置有多个业务逻辑关键字，以用于实现与所述主机模拟模块（1）、仿真DMI模块（2）之间数据通信的虚拟接口。

5.根据权利要求4所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述业务逻辑关键字包括模拟输入信号、DMI输入信息、主机输出信息、数据信息、公用测试库、专有常量中任意一种或多种，所述模拟输入信号的关键字用于定义主机软件外部信号设备的输入信息，所述DMI输入信息的关键字用于定义DMI按键操作以及设定操作，所述主机输出信息的关键字用于测试结果的判断，所述数据信息的关键字用于定义控制参数、基础数据以及解释数据的内容；所述公用测试库的关键字用于定义公用的测试控制、操作、算法以及判断逻辑，所述专有常量的关键字用于定义业务逻辑的专用常量。

6.根据权利要求5所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述模拟输入信号的关键字包括速度、相位、压力信息、机车工况信息、ATP信号灯、调车灯显、机车信号、绝缘节、应答器报文中任意一种或多种，所述压力信息包括列车管压、制动缸压、均衡风缸压、总风缸压中任意一种或多种，所述机车工况信息包括零位、向前、向后、牵引、制动、隔离、车挡、单端巡检、ATP控制权、I端警惕、II端警惕中任意一种或多种。

7.根据权利要求5所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述公用测试库的关键字包括初始化系统、关闭系统、复位测试状态、自动取消报警、等待主机响应、等待指定时间、运行至前方指定距离停车以及判断前方限速中任意一种或多种，所述初始化系统为用于测试执行之前对测试资源进行初始化和自检，启动或重启主机模拟模块（1）和仿真DMI模块（2）以进入初始状态；所述关闭系统为用于测试完之后清理释放测试资源，所述复位测试状态为将主机软件的列车状态参数、外部输入信号恢复到默认值，所述自动取消报警为当属性设为true时，将自动取消测试过程中出现的报警，所述等待主机响应为用于等待主机软件指定输出信息满足特定的状态条件，然后才执行后面的脚本语句，所述等待指定时间用于控制测试流程暂停，等待指定的时间后再执行后面的脚本语句；所述判断前方限速用于判断前方指定距离处的限速是否为预期限速值。

8.根据权利要求4所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述自动测试框架中还设置有测试断言子模块，所述测试断言子模块通过判断所述主机模拟模块（1）的输出值是否满足期望值或预设条件，得到测试结果。

9.根据权利要求1~8中任意一项所述的列车运行监控系统自动化测试装置，其特征在于，所述主机模拟模块（1）、所述仿真DMI模块（2）以及所述测试控制模块（3）中每两个模块之间通过以太网、共享内存、共享文件中任意一种方式通信连接。

10.一种利用权利要求1~9中任意一项所述的列车运行监控系统自动化测试装置的测试方法，其特征在于，步骤包括：

S01.所述测试控制模块（3）获取当前所需测试逻辑，并根据当前所需测试逻辑控制所述主机模拟模块（1）中信号模拟单元（102）提供对应的信号以发送给所述主机软件单元（101），以及控制所述仿真DMI模块（2）按照当前所需测试逻辑生成模拟操作指令；

S02.所述仿真DMI模块（2）将生成的所述模拟操作指令发送给所述主机模拟模块（1）；

S03.所述主机模拟模块（1）驱动所述主机软件单元（101）运行后，输出运行结果给所述仿真DMI模块（2）；

S04.所述测试控制模块（3）接收所述主机模拟模块（1）输出的运行结果并进行判断，得到最终的测试结果输出。

11.根据权利要求10所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述测试控制模块（3）通过多个预先设置的业务逻辑关键字作为虚拟接口，分别与所述主机模拟模块（1）、仿真DMI模块（2）实现数据通信。

12.根据权利要求10所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S04中，所述测试控制模块（3）以Assert断言的方式进行测试结果判断，其中如果所述主机模拟模块（1）输出实际值与期望值的断言要求一致则判定通过，否则判定测试不通过；如果所述主机模拟模块（1）输出的布尔关键字或条件为预期结果，则判定测试通过，否则判定测试不通过。

13.根据权利要求10或11或12所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S01中，测试控制模块（3）根据当前所需测试逻辑控制时，还包括当判断到目标脚本语句执行失败或测试断言失败时，中止执行目标脚本语句所在的测试方法，并判定测试方法为测试不通过，然后转入下一个测试方法的执行。

14.根据权利要求10或11或12所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S01中，测试控制模块（3）根据当前所需测试逻辑控制时，还包括在执行测试类构建方法时，重启所述主机模拟模块（1）和所述仿真DMI模块（2），以使得主机软件恢复到初始状态以及在测试类清理方法中清理释放测试资源。