車聯(lián)網(wǎng)測試的研究與分析

李志濤

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

車聯(lián)網(wǎng)測試的研究與分析

李志濤

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

簡要闡述車聯(lián)網(wǎng)的概念與系統(tǒng)架構(gòu)，詳細(xì)介紹了車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試的主要流程、方法、內(nèi)容及測試經(jīng)驗(yàn)等。

車聯(lián)網(wǎng)；車載終端；無線通信；功能測試

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與人們對網(wǎng)絡(luò)化生活的需求，汽車智能化成為汽車發(fā)展的焦點(diǎn)，車聯(lián)網(wǎng)正是實(shí)現(xiàn)智能汽車的一個(gè)重要技術(shù)手段。車聯(lián)網(wǎng)將汽車技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高度融合，是實(shí)現(xiàn)智能交通的重要途徑，也是未來智慧城市的重要環(huán)節(jié)。

1 車聯(lián)網(wǎng)概述

車聯(lián)網(wǎng)，英文名稱Telematics，是Telecommunications與Information的合成詞，即應(yīng)用無線通信技術(shù)的車載電腦系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了車輛終端的智能管理與網(wǎng)絡(luò)信息交互，達(dá)成車與車、車與路、車與平臺服務(wù)器、車與人等對話功能。

一個(gè)完整的車聯(lián)網(wǎng)體系，主要構(gòu)成部件包含車輛車載終端、車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺、路邊單元、本地局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)車內(nèi)通信、車外通信、車路通信、車間通信等信息交互時(shí)，需要相應(yīng)的無線通信技術(shù)，如CAN／LIN技術(shù)、Bluetooth技術(shù)、DSRC／WIFI技術(shù)、GSM／GPRS／3G／4G技術(shù)、紅外技術(shù)、專用短程通信技術(shù)等無線通信技術(shù)。由此，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是集車輛傳統(tǒng)功能與高新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化體現(xiàn)。

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了必須從多角度、多維度開展測試驗(yàn)證，因此車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試是一項(xiàng)綜合、復(fù)雜、專業(yè)的工作，OEM需對該系統(tǒng)明確測試內(nèi)容與測試關(guān)注點(diǎn)，做到有重點(diǎn)、有目標(biāo)的全面強(qiáng)化測試。

2 車聯(lián)網(wǎng)測試內(nèi)容與方法

2.1 車聯(lián)網(wǎng)測試內(nèi)容

基于OEM角度，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要測試范圍包含4部分：車載終端、車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁測試、手機(jī)APP測試和系統(tǒng)交互功能測試。各部分測試分為功能測試階段、系統(tǒng)測試階段、驗(yàn)收測試階段。

2.1.1 功能測試階段

功能測試階段，主要依據(jù)功能規(guī)范開展正向測試與負(fù)面測試。正向功能測試，根據(jù)功能規(guī)范定義進(jìn)行所有功能的正確性測試；負(fù)面測試，根據(jù)功能規(guī)范定義對所有的功能進(jìn)行錯(cuò)誤的操作測試。同時(shí)對于功能的交互測試，從車輛的實(shí)際信號之間的數(shù)據(jù)交互及車輛的電源操作對車聯(lián)網(wǎng)功能進(jìn)行測試。

2.1.2 系統(tǒng)測試階段

系統(tǒng)測試階段，首先完成車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能交互測試，重點(diǎn)要進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的性能測試（系統(tǒng)的啟動(dòng)性能、服務(wù)器操作性能、高負(fù)荷測試）、系統(tǒng)穩(wěn)定性測試（測試環(huán)境變化、服務(wù)器異常測試）、兼容性測試（對軟件版本兼容、瀏覽器兼容等）、人機(jī)交互測試（用戶界面測試、用戶可用性測試），同時(shí)基于實(shí)車測試環(huán)境，在車輛的實(shí)際狀況下測試，滿足地標(biāo)城市要求。

2.1.3 驗(yàn)收測試階段

驗(yàn)收測試階段，基于用戶角度測試，對功能進(jìn)行用戶角度評估測試，結(jié)合用戶操作、使用場景、車輛駕駛工況以及前期售后問題反饋，以最終客戶視野達(dá)成車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最終功能確認(rèn)。

2.2 車聯(lián)網(wǎng)測試方法

車聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的融合。車聯(lián)網(wǎng)是通過整合車、路、人各種信息，最終為人（車內(nèi)的人及關(guān)注車內(nèi)的人）提供服務(wù)的［1］。結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特點(diǎn)與OEM測試需求，主要應(yīng)用的測試方法見圖1。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)測試方法

①從功能需求的實(shí)現(xiàn)與用戶應(yīng)用角度出發(fā)，需要進(jìn)行功能、驗(yàn)收測試。②從驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性、可靠性、兼容性等角度出發(fā)，需要進(jìn)行性能測試。③考慮系統(tǒng)的防護(hù)能力，測試系統(tǒng)在處理非授權(quán)的內(nèi)部、外部訪問、非法入侵、故意損壞時(shí)的屏蔽處理機(jī)制，需要進(jìn)行安全測試。④結(jié)合整車開發(fā)周期，在不同階段需對車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開展部件測試、系統(tǒng)測試、實(shí)車測試。⑤從被測對象的特性及運(yùn)行狀況，可選擇白盒測試［2］、黑盒測試［3］、靜態(tài)測試、動(dòng)態(tài)測試等。

3 車聯(lián)網(wǎng)測試流程

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基本測試流程見圖2。在相應(yīng)測試需求輸入后，需開展測試需求分析、測試策略設(shè)計(jì)、測試計(jì)劃制定、測試用例設(shè)計(jì)／測試環(huán)境搭建、測試實(shí)施、測試結(jié)果評估、測試問題的監(jiān)控與回歸測試。

圖2 車聯(lián)網(wǎng)測試流程

車聯(lián)網(wǎng)測試流程中，測試策略的設(shè)計(jì)是測試執(zhí)行前期的關(guān)鍵工作。測試設(shè)計(jì)人員基于輸入的測試需求，通過對功能邏輯分析、功能特性分析、場景分析、優(yōu)先級分析等設(shè)計(jì)測試用例，確定測試方法，構(gòu)建測試環(huán)境，由測試人員依據(jù)測試用例，應(yīng)用相應(yīng)的測試方法在特定的測試環(huán)境下開展測試工作。

4 車聯(lián)網(wǎng)測試案例

4.1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)介紹

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由車載影音系統(tǒng)、T-BOX模塊、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)、T服務(wù)后臺系統(tǒng)組成。車載影音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息娛樂應(yīng)用及導(dǎo)航應(yīng)用；T-BOX模塊為集成在車載系統(tǒng)內(nèi)部的單獨(dú)模塊，T-BOX模塊與車輛內(nèi)部CAN子網(wǎng)連接，同時(shí)集成GPS通信模塊、無線通信模塊，采用貼片式SIM卡接入中國聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)；運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)提供互聯(lián)網(wǎng)接入功能的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；T服務(wù)后臺系統(tǒng)，為中國聯(lián)通搭建的服務(wù)平臺，并接入第三方機(jī)構(gòu)（如E-Call），T服務(wù)后臺通過網(wǎng)絡(luò)接口提供各種T服務(wù)。其系統(tǒng)概覽見圖3。

圖3 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概覽

4.2 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸

以車載終端為參照點(diǎn)，車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流主要分為車內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)流、車外網(wǎng)數(shù)據(jù)流兩部分。車內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過CAN總線實(shí)現(xiàn)與其它控制器模塊的信息交流；車外網(wǎng)基于NGTP協(xié)議［4］，以請求、響應(yīng)服務(wù)的形式與T服務(wù)器平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互傳輸。數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意見圖4。

圖4 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意圖

車聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)，依賴于可靠的數(shù)據(jù)傳輸與信息交互，按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚩芍饕獨(dú)w納為以下3種。

1）單向上行傳輸本地車輛CAN總線數(shù)據(jù)信息、GPS信息及其它相關(guān)數(shù)據(jù)信息采集，上傳至T服務(wù)平臺，以便實(shí)現(xiàn)對車輛狀態(tài)監(jiān)控及需求信息采集。如：車輛位置信息、車輛狀態(tài)信息、語音POI檢索等。

2）單向下行傳輸T服務(wù)平臺推送至終端車輛的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)終端獲取外部網(wǎng)絡(luò)信息。如：天氣預(yù)報(bào)、在線新聞、保養(yǎng)提醒等。

3）雙向交互傳輸由車輛終端發(fā)起請求，T服務(wù)平臺根據(jù)請求信息到數(shù)據(jù)庫調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，必要時(shí)需轉(zhuǎn)入第三方機(jī)構(gòu)，調(diào)取數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，最后反饋給車輛終端。

4.3 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試

4.3.1 測試用例設(shè)計(jì)

測試核心工作之一為測試用例設(shè)計(jì)［5］。用例設(shè)計(jì)前需收集測試輸入文檔，包含系統(tǒng)方案、功能定義文檔、總線拓?fù)湮臋n、通信矩陣、DBC文件、車輛終端與T服務(wù)平臺通信協(xié)議等，通過對功能需求、特性分析，場景分析，測試優(yōu)先級分析，生成測試策略，然后設(shè)計(jì)測試用例。

4.3.2 測試方法與環(huán)境

考慮車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)與復(fù)雜性，采用靜態(tài)測試與動(dòng)態(tài)測試相結(jié)合的方式，分別基于試驗(yàn)室臺架環(huán)境和實(shí)車道路環(huán)境進(jìn)行測試驗(yàn)證。

車載終端為真實(shí)控制器，外接GPS天線、3G天線，其余相關(guān)車內(nèi)控制器信息采用CANoe進(jìn)行模擬，構(gòu)建試驗(yàn)室臺架靜態(tài)測試環(huán)境，主要實(shí)現(xiàn)車輛終端本地功能、車內(nèi)網(wǎng)控制器間交互，車輛數(shù)據(jù)相關(guān)功能及極端狀況下的測試。實(shí)車道路測試，需攜帶獨(dú)立的導(dǎo)航設(shè)備、GPS定位設(shè)備、聯(lián)通3G手機(jī)等輔助設(shè)備，同步開展車輛實(shí)時(shí)信息比對，主要實(shí)現(xiàn)基于位置（GPS）的信息服務(wù)和實(shí)時(shí)交通、遠(yuǎn)程控制測試，不同路況下的無線通信功能的可靠性、穩(wěn)定性、時(shí)效性測試等。

4.3.3 測試內(nèi)容實(shí)施

車聯(lián)網(wǎng)測試實(shí)施主要工作包含測試用例執(zhí)行、測試數(shù)據(jù)信息采集記錄、借助測試工具及l(fā)og文件對問題原因分析及定位、測試結(jié)果發(fā)布、缺陷跟蹤與回歸測試。問題原因分析及定位是測試內(nèi)容實(shí)施的核心工作之一，車聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)依賴于數(shù)據(jù)在多個(gè)環(huán)節(jié)中的流轉(zhuǎn)，測試問題的原因歸于哪個(gè)環(huán)節(jié)的判定尤為重要，同時(shí)這也是車聯(lián)網(wǎng)測試的難點(diǎn)與關(guān)鍵，詳細(xì)明確的問題定位利于問題的快速整改與解決，故在車聯(lián)網(wǎng)測試中，對采集的數(shù)據(jù)信息有效準(zhǔn)確分析至關(guān)重要。

4.3.4 測試結(jié)果及評價(jià)

本車聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目成功測試完成，由于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特殊性，對測試結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與分析，可發(fā)現(xiàn)其測試問題與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)緊密相關(guān)。

車載終端常見問題為功能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤、重啟、死機(jī)、車載數(shù)據(jù)上傳失敗等；網(wǎng)絡(luò)通信常見問題如GPS無信號、通信網(wǎng)絡(luò)無信號、網(wǎng)絡(luò)超時(shí)嚴(yán)重、數(shù)據(jù)丟失、信號錯(cuò)誤等。導(dǎo)致以上問題的常見原因如路況原因（如建筑物遮擋）、通信模塊性能（如長時(shí)間工作后性能下降）、通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)（山區(qū)）、信號漫游臨界區(qū)域（城市邊界）等。

車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)常見問題如車輛位置信息與實(shí)際不符，酒店、餐飲、票務(wù)預(yù)訂失敗，信息服務(wù)如天氣信息無法獲取，駕駛數(shù)據(jù)或第三方數(shù)據(jù)偏差嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)超時(shí)等問題。導(dǎo)致以上問題的原因較多，如應(yīng)用服務(wù)功能本身無法實(shí)現(xiàn)／第三方數(shù)據(jù)整合丟失、數(shù)據(jù)融合或算法錯(cuò)誤、系統(tǒng)性能低、服務(wù)數(shù)據(jù)分發(fā)錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)原因等。

以上總結(jié)的一些典型常見問題一般涉及多節(jié)點(diǎn)、夾雜環(huán)境影響、場景因素，其數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)復(fù)雜且原因排查比較困難，同時(shí)為車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測試提出了更高的要求。

5 結(jié)論

繼互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)之后，車聯(lián)網(wǎng)已成為未來智慧城市的另一個(gè)標(biāo)志［6］。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通上的重大應(yīng)用，其快速發(fā)展與車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能的持續(xù)普及應(yīng)用，將會(huì)徹底改變?nèi)藗儗鹘y(tǒng)車輛的思維認(rèn)知，為出行和生活方式提供更多的便捷。同時(shí)，車聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及測試技術(shù)還需要進(jìn)一步研究和完善，本文結(jié)合具體的車聯(lián)網(wǎng)測試項(xiàng)目案例分享了車聯(lián)網(wǎng)測試方法、流程、經(jīng)驗(yàn)等，對車聯(lián)網(wǎng)測試工作具有借鑒和指導(dǎo)意義。

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（編輯 心翔）

Research and Analysis of Telematics Test

LI Zhi-tao

（R&D Center of Great Wall Motor Company，Baoding 071000，China）

This article explains the concept and system structure of telematics，and also introduces the test process，method，content and useful experience in combination with practices.

telematics；onboard terminal；wireless communication；function test

U463.6

A

1003－8639（2017）02－0011－03

2016-07-08

李志濤（1983-），男，主要工作方向?yàn)槠嚳偩€測試與車輛電器功能測試。