專利名稱：一種列車車載軟件的測試方法和測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟件測試領(lǐng)域，特別是涉及一種列車車載安全控制軟件的測試方法和 測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軟件測試是保證軟件質(zhì)量的一個十分重要環(huán)節(jié)，因此需要引入各種測試工具來提 高軟件測試的效率。對基于PC機(jī)軟件的測試，已有較多的理論、方法和工具，漸趨成熟，而 基于嵌入式平臺的軟件測試領(lǐng)域，由于必須面向特定的硬件平臺，行之有效的理論與方法 很少或者代價很高。作為負(fù)責(zé)列車行車安全的列控系統(tǒng)，列車車載安全控制軟件的微小瑕 疵就可能威脅到列車運(yùn)行安全，帶來巨額人員與財(cái)產(chǎn)損失。因此，對列車車載安全控制軟件 的測試非常重要。而且從單一軟件角度來看，軟件的底層驅(qū)動邏輯簡單，修改次數(shù)很少，問 題也較少；最重要的上層邏輯由于需要反復(fù)修改以適應(yīng)用戶需求，隱藏問題的可能性則非 常大。參見圖1，示出列車車載軟件的架構(gòu)，車載軟件大致可分為控制邏輯11、底層接口 12、控制參數(shù)13、線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)14等四部分構(gòu)成。其中線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)14是鐵路局根據(jù)其 配屬機(jī)車的運(yùn)行區(qū)間進(jìn)行編輯、編譯后得出，它包含列車走行線路的基本信息，如信號機(jī)的 編號/類型、信號機(jī)之間的距離、線路的限速、坡道、道岔的限速與位置等各種特征；控制參 數(shù)13則是一個軟件開關(guān)的匯總，由各個鐵路局根據(jù)配屬機(jī)車的實(shí)際情況等內(nèi)容進(jìn)行選擇， 如和諧號列車與普通列車的車種選擇等等；底層接口 12負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)的獲取、傳送；控制 邏輯11負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、處理。由于全國鐵路各種信號制式，各路局的規(guī)章、規(guī)定、習(xí)慣，各種線路的條件、各型內(nèi) 燃、電力機(jī)車等等特性等均存在較大差異，作為一個標(biāo)準(zhǔn)的列控系統(tǒng)，其功能必須適應(yīng)這些 情況的變化。因此車載軟件的特點(diǎn)是控制邏輯十分復(fù)雜，測試用例也非常多，并且不斷的積 累，完成一次測試的時間成幾何級數(shù)的增長。如果車載軟件經(jīng)過重大改動，往往需要動員十 幾個人進(jìn)行反復(fù)測試，依賴“人海戰(zhàn)術(shù)”的測試方法嚴(yán)重影響測試效率。在測試時，因主要依靠人工測試，而人的短期記憶有限，且存在個體差異，導(dǎo)致給 出模擬數(shù)據(jù)的時機(jī)、前后順序有所不同，使測試結(jié)果不同，使用同一個測試用例，即使發(fā)現(xiàn) 問題，要完全重復(fù)上一次測試過程也難以實(shí)現(xiàn)，影響測試效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種列車車載軟件測試方法，該方法可提高生 產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，同時減少錯誤的發(fā)生。本發(fā)明一種列車車載軟件的測試方法，包括對車載軟件底層硬件驅(qū)動與上層邏 輯操作進(jìn)行剝離，創(chuàng)建基于目標(biāo)操作系統(tǒng)的底層硬件驅(qū)動；將上層邏輯操作移植到目標(biāo)操 作系統(tǒng)平臺，與基于操作系統(tǒng)的驅(qū)動一起構(gòu)建待測軟件；調(diào)取、運(yùn)行測試用例，上層邏輯操 作通過底層驅(qū)動從外圍設(shè)備模擬器和/或真實(shí)外圍設(shè)備獲取關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過列車模擬操縱臺獲取相應(yīng)的列車狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并生成執(zhí)行結(jié)果；依據(jù)執(zhí)行結(jié)果判斷待測軟件 的質(zhì)量特性。優(yōu)選的，調(diào)取、運(yùn)行測試用例之前，還包括設(shè)定測試環(huán)境。優(yōu)選的，所述方法還包括判斷是否還有測試用例，如有，繼續(xù)調(diào)取并運(yùn)行。本發(fā)明一種列車車載軟件的測試系統(tǒng)，包括控制機(jī)、主機(jī)模擬器、外圍設(shè)備模擬器 和/或真實(shí)外圍設(shè)備、軟件編譯器，控制機(jī)內(nèi)置測試進(jìn)度控制模塊、結(jié)果分析模塊和測試用 例庫，主機(jī)模擬器內(nèi)置待測軟件模塊；待測軟件模塊，用于對車載軟件底層硬件驅(qū)動與上層邏輯操作進(jìn)行剝離，創(chuàng)建基 于目標(biāo)操作系統(tǒng)的底層硬件驅(qū)動；將上層邏輯操作移植到目標(biāo)操作系統(tǒng)平臺，與基于操作 系統(tǒng)的驅(qū)動一起構(gòu)建待測軟件；測試進(jìn)度控制模塊，用于調(diào)取、運(yùn)行測試用例，上層邏輯操作通過底層驅(qū)動從外圍 設(shè)備模擬器和/或真實(shí)外圍設(shè)備獲取關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過列車模擬操縱臺獲取相應(yīng)的 列車狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并生成執(zhí)行結(jié)果；結(jié)果分析模塊，用于依據(jù)執(zhí)行結(jié)果判斷待測軟件的質(zhì)量特性。優(yōu)選的，所述控制機(jī)還包括測試環(huán)境庫，用于為測試進(jìn)度控制模塊提供測試環(huán)境 相關(guān)參數(shù)，測試進(jìn)度控制模塊設(shè)定測試環(huán)境。優(yōu)選的，主機(jī)模擬器包括第一模擬器和第二模擬器，第一模擬器和第二模擬器分 別內(nèi)置待測軟件模塊。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括屏幕顯示器模擬機(jī)或者真實(shí)的屏幕顯示器，用于顯示測 試過程和結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將車載軟件的測試從嵌入式系統(tǒng)移植到操作系統(tǒng)，使之脫離特定目標(biāo)硬 件，借助于基于該操作系統(tǒng)編寫的測試管理程序進(jìn)行自動測試，可自動完成測試環(huán)境的設(shè) 定，測試用例的調(diào)取，運(yùn)行，及測試報(bào)告的生成，相對于現(xiàn)有技術(shù)中人工測試，該測試過程效 率高，測試過程標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果準(zhǔn)確。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。圖1為列車車載軟件的架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明列車車載軟件測試方法；圖3為本發(fā)明車載軟件簡化結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明列車車載軟件測試系統(tǒng)示意圖；圖5為本發(fā)明一測試用例示意圖；圖6為本發(fā)明測試過程采樣點(diǎn)第一示意圖；圖7為本發(fā)明測試過程采樣點(diǎn)第二示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明將車載軟件移植到基于通用計(jì)算機(jī)的其他操作系統(tǒng)平臺，憑借計(jì)算機(jī)的高 效數(shù)據(jù)處理能力，將這些繁瑣的、人工的測試行為改為由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動進(jìn)行，以便提高勞 動生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，同時減少錯誤的發(fā)生。參見圖2，示出本發(fā)明列車車載軟件測試方法，具體步驟如下。步驟S201、對車載軟件底層硬件驅(qū)動與上層邏輯操作進(jìn)行剝離，創(chuàng)建基于操作系 統(tǒng)的底層硬件驅(qū)動，將上層邏輯操作移植到操作系統(tǒng)平臺，與新編寫的底層硬件驅(qū)動一起 編譯后作為待測軟件。受嵌入式平臺的限制，且車載軟件未使用操作系統(tǒng)，恢復(fù)現(xiàn)場環(huán)境與車載控制軟 件自身，成為實(shí)現(xiàn)自動測試的最大難題。車載軟件采用標(biāo)準(zhǔn)C++作為編程語言，基于C語言 的可移植性，在操作系統(tǒng)平臺下測試正確的上層邏輯操作，在目標(biāo)硬件上也是正確的。將車 載軟件運(yùn)行在操作系統(tǒng)上，就能夠?qū)崿F(xiàn)在操作系統(tǒng)上構(gòu)建虛擬主機(jī)，使自動測試成為可能。在操作系統(tǒng)平臺下，操作系統(tǒng)具有對內(nèi)存操作的保護(hù)機(jī)制，使得程序不能對內(nèi)存 地址進(jìn)行直接讀寫。因此，基于操作系統(tǒng)，改編或者重新設(shè)計(jì)底層硬件驅(qū)動，該底層硬件驅(qū) 動與上述上層邏輯操作相關(guān)聯(lián)，且與操作系統(tǒng)相適應(yīng)。在實(shí)現(xiàn)軟件分層之后，將上層邏輯操作移植到操作系統(tǒng)平臺，拷貝進(jìn)測試目錄，使 用基于操作系統(tǒng)的編譯器進(jìn)行編譯、鏈接，生成測試用模塊。該操作系統(tǒng)可以為WINDOWS操 作系統(tǒng)。步驟S202、設(shè)定測試環(huán)境。在每次測試開始前，需要對測試環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，測試 環(huán)境包括地面線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、控制參數(shù)、時間信息、運(yùn)行揭示、輛數(shù)、計(jì)長、外圍的輔助信息等。步驟S203、調(diào)取測試用例，運(yùn)行測試用例，待測試的上層邏輯操作層通過底層硬件 驅(qū)動從外圍設(shè)備模擬器、列車運(yùn)行狀態(tài)模擬器獲取相應(yīng)的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)和外圍設(shè)備運(yùn)行信 息，并生成執(zhí)行結(jié)果。本發(fā)明可以將人工測試的操作過程、輸入的數(shù)據(jù)、被測軟件的反饋等相關(guān)因素存 儲為測試用例；還可以根據(jù)“用戶需求”設(shè)計(jì)測試用例及從真實(shí)設(shè)備日常運(yùn)行記錄中生成測 試用例。列車狀態(tài)數(shù)據(jù)包括速度、機(jī)車信號、機(jī)車工況、各種壓力等等。執(zhí)行結(jié)果可為控制 指令、響應(yīng)等，如制動指令、實(shí)時計(jì)算的模式限速曲線等等。步驟S204、判斷是否還有測試用例，如有返回步驟S203 ；如無，依據(jù)執(zhí)行結(jié)果生成 測試報(bào)告。測試報(bào)告中，根據(jù)執(zhí)行結(jié)果都是否在設(shè)定范圍之內(nèi)，判斷被測試的上層邏輯是否 正常，進(jìn)而判斷整個軟件是否工作正常。通過上述步驟，本發(fā)明將車載軟件的測試從面向特定硬件的系統(tǒng)(嵌入式系統(tǒng)) 移植到其他操作系統(tǒng)，借助于基于該操作系統(tǒng)編寫的的測試管理程序，自動完成測試環(huán)境 的設(shè)定，測試用例的調(diào)取，運(yùn)行，及測試報(bào)告的生成，相對于現(xiàn)有技術(shù)中人工測試，該測試過 程效率高，測試過程標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果準(zhǔn)確。基于上述列車車載軟件測試方法，本發(fā)明還提供一種列車車載軟件測試系統(tǒng)。參見圖4，示出本發(fā)明列車車載軟件測試系統(tǒng)，包括控制機(jī)21、主機(jī)模擬器22、屏幕顯示器模 擬機(jī)(真實(shí)的屏幕顯示器)23、外圍設(shè)備模擬器(真實(shí)外圍設(shè)備)24。
控制機(jī)21可為標(biāo)準(zhǔn)的PC機(jī)，控制機(jī)21內(nèi)置測試進(jìn)度控制模塊211、結(jié)果分析模塊 212、測試環(huán)境庫213和測試用例庫214。主機(jī)模擬器22包括A模擬器和B模擬器，A模擬 器和B模擬器內(nèi)置待測軟件221。屏幕顯示器模擬機(jī)(真實(shí)的屏幕顯示器)23用于顯示測 試過程和結(jié)果。測試進(jìn)度控制模塊211用于從測試環(huán)境庫213調(diào)取測試環(huán)境相關(guān)參數(shù)，設(shè)定測試 環(huán)境；測試用例庫214調(diào)取測試用例，并運(yùn)行測試用例，使車載軟件221中的底層硬件驅(qū)動 從外圍設(shè)備模擬器、列車運(yùn)行模擬程序獲取相應(yīng)的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)、外圍設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)送 到上層邏輯操作，上層邏輯根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出執(zhí)行結(jié)果.結(jié)果分析模塊212判斷是否還有測試用例，如有啟動測試進(jìn)度控制模塊211 ；如 無，依據(jù)執(zhí)行結(jié)果生成測試報(bào)告。測試報(bào)告中，如每次執(zhí)行結(jié)果都在設(shè)定范圍之內(nèi)，判斷上 層邏輯是否正常，否則，判斷上層邏輯不正常。參見圖5，顯示出本發(fā)明一測試用例，該測試用例中，橫坐標(biāo)為時間軸，測試管理程 序通過依次改變速度、管壓力、控制信號測試上層邏輯軟件的響應(yīng)。本發(fā)明還可適當(dāng)調(diào)整測試用例，通過調(diào)整采樣點(diǎn)的粒度，來提高測試精度，和方便 觀察測試過程。參見圖6和圖7，在速度變化曲線中設(shè)置多個采樣點(diǎn)，針對每個采樣點(diǎn)進(jìn)行 判斷，就可以了解軟件是否工作正常，若提高采樣點(diǎn)的密度，就可以提高檢測的精度。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，也可以上述具體實(shí)施 方式的進(jìn)行組合，這些改進(jìn)、潤飾及組合形成的技術(shù)方案也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種列車車載軟件的測試方法，其特征在于，包括對車載軟件底層硬件驅(qū)動與上層邏輯操作進(jìn)行剝離，創(chuàng)建基于目標(biāo)操作系統(tǒng)的底層硬 件驅(qū)動；將上層邏輯操作移植到目標(biāo)操作系統(tǒng)平臺，與基于操作系統(tǒng)的驅(qū)動一起構(gòu)建待測軟件；調(diào)取、運(yùn)行測試用例，上層邏輯操作通過底層驅(qū)動從外圍設(shè)備模擬器和/或真實(shí)外圍 設(shè)備獲取關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過列車模擬操縱臺獲取相應(yīng)的列車狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并生成 執(zhí)行結(jié)果；依據(jù)執(zhí)行結(jié)果判斷待測軟件的質(zhì)量特性。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)取、運(yùn)行測試用例之前，還包括設(shè)定測試 環(huán)境。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括判斷是否還有測試用例，如 有，繼續(xù)調(diào)取并運(yùn)行。
4.一種列車車載軟件的測試系統(tǒng)，其特征在于，包括控制機(jī)、主機(jī)模擬器、外圍設(shè)備模 擬器和/或真實(shí)外圍設(shè)備、軟件編譯器，控制機(jī)內(nèi)置測試進(jìn)度控制模塊、結(jié)果分析模塊和測 試用例庫，主機(jī)模擬器內(nèi)置待測軟件模塊；待測軟件模塊，用于對車載軟件底層硬件驅(qū)動與上層邏輯操作進(jìn)行剝離，創(chuàng)建基于目 標(biāo)操作系統(tǒng)的底層硬件驅(qū)動；將上層邏輯操作移植到目標(biāo)操作系統(tǒng)平臺，與基于操作系統(tǒng) 的驅(qū)動一起構(gòu)建待測軟件；測試進(jìn)度控制模塊，用于調(diào)取、運(yùn)行測試用例，上層邏輯操作通過底層驅(qū)動從外圍設(shè)備 模擬器和/或真實(shí)外圍設(shè)備獲取關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過列車模擬操縱臺獲取相應(yīng)的列車 狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并生成執(zhí)行結(jié)果；結(jié)果分析模塊，用于依據(jù)執(zhí)行結(jié)果判斷待測軟件的質(zhì)量特性。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制機(jī)還包括測試環(huán)境庫，用于為測試 進(jìn)度控制模塊提供測試環(huán)境相關(guān)參數(shù)，測試進(jìn)度控制模塊設(shè)定測試環(huán)境。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，主機(jī)模擬器包括第一模擬器和第二模擬器， 第一模擬器和第二模擬器分別內(nèi)置待測軟件模塊。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括屏幕顯示器模擬機(jī)或者真 實(shí)的屏幕顯示器，用于顯示測試過程和結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種列車車載軟件的測試方法，其特征在于，包括對車載軟件底層硬件驅(qū)動與上層邏輯操作進(jìn)行剝離，創(chuàng)建基于目標(biāo)操作系統(tǒng)的底層硬件驅(qū)動；將上層邏輯操作移植到目標(biāo)操作系統(tǒng)平臺，與基于操作系統(tǒng)的驅(qū)動一起構(gòu)建待測軟件；調(diào)取、運(yùn)行測試用例，上層邏輯操作通過底層驅(qū)動從外圍設(shè)備模擬器和/或真實(shí)外圍設(shè)備獲取關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過列車模擬操縱臺獲取相應(yīng)的列車狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并生成執(zhí)行結(jié)果；依據(jù)執(zhí)行結(jié)果判斷待測軟件的質(zhì)量特性。本發(fā)明還公開一種列車車載軟件的測試系統(tǒng)。本發(fā)明測試過程效率高，測試過程標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果準(zhǔn)確。
文檔編號G06F11/36GK102141961SQ20111007423
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者劉旭君, 周曉, 彭哲徐, 李輝 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司