详情

原文传递列车控制系统的仿真和测试

论文题名：	列车控制系统的仿真和测试
关键词：	列车控制系统;自动化测试系统;测试用例;仿真技术
摘要：	基于通信的列车控制CBTC（Communication Based Train Control）系统是一种主流列车控制系统，它通过列车和地面间周期性的通信，获取列车和其他轨旁设备的状态来实现对列车的控制。由于这类系统对安全性的要求很高，因此对它进行的测试工作显得尤为重要，使用仿真系统和自动化的测试方法能够有效地减少CBTC系统的测试成本。CBTC系统的仿真需要实现其整体的功能且能够摆脱环境因素的制约；CBTC系统的自动化测试需要完成对CBTC系统的覆盖，保证测试用例的完备性，同时尽可能的减少冗余。现有的研究工作不能满足全部要求，因此，本文设计实现了一个CBTC系统的软件仿真系统，并提出一种测试用例自动生成的方法，解决了现有工作存在的一些问题。本文取得了以下成果：　　1.设计实现了一个CBTC系统的软件仿真系统。围绕基于通信的列控系统中的区域控制器模块、计算机联锁模块和列车防护模块三个核心功能模块，分析现实场景下列车控制系统的组成模块和各个模块的实际功能需求，得出不同的功能模块在处理列车运行时出现的场景时的逻辑流程，并以此为基础，对列车控制系统进行仿真设计与实现；　　2.提出一种优化的测试用例生成的方法。在UML模型到ETDFA模型的转换方法的基础上，添加适用于列车控制实际场景的终止状态的判断方法，使用深度优先搜索生成测试用例；在这一基础上对测试用例的生成方法进行进一步的优化，根据数据流测试的思想，去除了生成的测试用例中无效的路径，在保证测试用例集合完备性的前提下，减少了测试用例的数量。　　3.设计实验验证了仿真系统功能的实现情况，以及测试用例生成与优化的有效性。通过实验表明，我们的仿真系统实现了CBTC系统核心模块的功能需求，测试用例的生成方法对列车控制这一特定的场景，测试用例生成方法的优化效果明显。综上所述，本文提出一种针对CBTC系统的仿真测试的方法，能通过对仿真系统的自动化测试，减少测试用例生成的开销，去除测试用例序列中的冗余用例，对实际轨道交通中的信号系统测试有一定的应用价值。
作者：	杜鹏飞
专业：	软件工程
导师：	李晅松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京理工大学
学位年度：	2021