ITCS國產(chǎn)化車載系統(tǒng)完整性室內(nèi)測試方案探討

齊龍濤

列車完整性測試和列車完整性監(jiān)控是ITCS（增強型列控系統(tǒng)）國產(chǎn)化車載系統(tǒng)中兩個非常重要的功能，涉及到的通信機制及邏輯功能較為復雜。完整、有效的測試方案不僅能夠提高測試質(zhì)量、提升測試效率，而且對于產(chǎn)品質(zhì)量的提高起到積極推動作用。

一、概述

列車完整性測試能夠有效檢測車輛管壓設備工作是否正常，保障運營前機車相關設備的可用性。

列車在運行過程中，一旦無法接收到列尾數(shù)據(jù)時，滿足設定條件，車載判定列尾丟失，認為列尾停留在最后一次收到的列尾位置上，所占用的分區(qū)不會被出清，從而保障系統(tǒng)安全，在重新收到列尾信息后，占用分區(qū)將會被自動出清。因此，列車完整性測試及監(jiān)控功能不論從運營效率上，還是信號系統(tǒng)安全上都是非常重要的功能之一，對于完整性相關功能的測試不容小覷，值得探究與思考。

本文以動態(tài)測試為主要測試手段來闡述列車完整性測試方案，包括測試環(huán)境的設計、測試數(shù)據(jù)的選取以及測試方法的運用。

二、列車完整性測試方案

（一）測試環(huán)境設計

1.系統(tǒng)級測試環(huán)境

相比于現(xiàn)場測試，室內(nèi)測試的優(yōu)越性非常明顯，具有測試手段靈活、可以執(zhí)行從軟件級到系統(tǒng)級的測試、測試覆蓋較廣，測試迭代速度較快等優(yōu)點。尤其對于安全產(chǎn)品，需要執(zhí)行從軟件級到系統(tǒng)級別的測試。因此，合理、有效地配置室內(nèi)的測試環(huán)境是驗證產(chǎn)品功能的重要步驟之一。

系統(tǒng)級測試能最大程度上反映系統(tǒng)的真實運行狀況，因此，室內(nèi)系統(tǒng)級測試要求最大程度保證系統(tǒng)周邊環(huán)境的真實性。為了在一定程度上保障系統(tǒng)集成及相應功能驗證的真實性與準確性，系統(tǒng)級測試盡量采用真實外圍設備（如圖1中未填充顏色部分）。由于室內(nèi)條件的限制，部分外圍系統(tǒng)采用模擬軟件。由于車載采用GPS定位，考慮到室內(nèi)環(huán)境下GPS實時數(shù)據(jù)的局限性，因此GPS模擬器（GNSSIMU、GNSS軟件采用自開發(fā)軟件，用來提供列車定位所需的經(jīng)緯度等信息）需要開發(fā)，同時需要開發(fā)室內(nèi)測試仿真平臺（TBTS）用于仿真列車運行所需的地面和車輛接口輸入等信息。

2.軟件級測試環(huán)境

軟件級測試主要是針對完整性監(jiān)控的邏輯兼顧軟件自身功能進行測試。在測試手段上追求靈活、易測的特點，尤其是特殊場景的測試，可以在代碼插樁、編譯、生成、運行，在外圍仿真模擬器的配合使用下，完成車載系統(tǒng)中關于完整性測試及完整性監(jiān)控邏輯功能的測試。

主要基于功能邏輯測試，建議基于軟件源代碼的基礎上，開發(fā)平臺仿真接口，模擬車載軟件運行環(huán)境，并使用相關測試用仿真軟件（如RBC、GNSS、GNSSIMU、EOT等模擬軟件），再輔以故障注入測試，在監(jiān)測軟件上（如DRU Monitor軟件）查看軟件運行是否滿足預期結果。

（二）測試數(shù)據(jù)

鑒于車載系統(tǒng)需求中對于列車跨過5個閉塞分區(qū)，執(zhí)行75次的查詢要求，且考慮驗證多次完整性丟失場景，選擇試驗站時，需采用站間閉塞分區(qū)大于5個閉塞分區(qū)，采用三站兩區(qū)間的地面測試環(huán)境。本次測試將選取青藏線其中3個相鄰站作為本次試驗站，分別是甘隆站、昆侖橋站和納赤臺站。

（三）測試方法

本測試方案以動態(tài)測試為主，輔以靜態(tài)測試，運用‘黑盒測試+代碼走查的思想，提前通過靜態(tài)走讀的方式對列車完整性相關的軟件功能邏輯進行走查（如圖3），以期提前發(fā)現(xiàn)軟件中存在的缺陷；運用黑盒測試技術中的等價類、邊界值、真值表等手段依據(jù)測試輸入條件組合設計測試用例，并借用其它列控信號系統(tǒng)測試經(jīng)驗使用錯誤猜測技術手段，大膽猜測系統(tǒng)運行中可能會出現(xiàn)的失效情況作為補充。

靜態(tài)測試：代碼走讀完整性測試及完整性測試監(jiān)控邏輯（用于輔助動態(tài)測試，區(qū)別于軟件單元測試）。

動態(tài)測試：

1.真值表，依據(jù)需求定義考慮輸入條件：列尾管壓值、規(guī)定時間內(nèi)收到的列尾管壓值、機車制動管1和制動管2的狀態(tài)、列尾釋壓及管壓信息收到的時間要求（T2內(nèi)）、列車數(shù)據(jù)、車頭、車尾通信狀態(tài)、列車所經(jīng)過的 Block數(shù)量、列尾管壓查詢次數(shù)、查詢使能開關等。

2.等價類/邊界值，考慮的要素：獲取管壓值的時間要求、列尾管壓值、管壓信息查詢次數(shù)、列車經(jīng)過的Block數(shù)目等。

3.錯誤猜測，可參考CTCS-3車載測試經(jīng)驗以及青藏線既有系統(tǒng)級測試作為ITCS國產(chǎn)化車載測試的補充。

（四）測試內(nèi)容

對于車載與HOTC集成測試，主要從通信過程中的初始化、車載與HOTC的數(shù)據(jù)交互進行方案的設計。從四個方面作為集成測試方案的切入點：初始化測試、數(shù)據(jù)交互測試、應用層消息類型以及交互的消息格式正確性驗證。通過集成測試，更好地驗證接口、發(fā)現(xiàn)接口設計的不足與缺陷。

對于協(xié)議中出現(xiàn)的預留部分，不作為測試項，但可以作為參考。

對于系統(tǒng)確認測試的方案設計，主要以設計測試場景為主、依據(jù)系統(tǒng)需求、分解測試依據(jù)、形成測試條件。運用測試技術將測試條件有效組合，最大程度地驗證系統(tǒng)功能。列車完整性確認測試以四個功能點為切入，進行測試內(nèi)容發(fā)散，分別從完整性測試功能、完整性測試數(shù)據(jù)輸入、列車完整性監(jiān)控以及完整性測試與其它模式轉(zhuǎn)化來驗證列車完整性功能。

三、結語

正確、有效地識別產(chǎn)品需求，是測試過程中重要的環(huán)節(jié)之一。對于每個需求點，都要明確測試目標、測試內(nèi)容。合理有效地制定測試方案，才能提高測試效率，進而提升產(chǎn)品質(zhì)量。

作者單位：卡斯柯信號有限公司北京分公司