有關空中交通管制系統中的面向對象測試技術研究

摘 要：隨著我國經濟的快速穩定發展，民航運輸事業的不斷發展，空中交通管制系統在航空部門的空中交通控制和管理系統中也得到了廣泛的應用，主要用于管理飛行事務，防止發生飛行交通事故。通過對空中交通管制系統的介紹和分析，對空中交通管理系統中的面向對象測試技術進行研究。

關鍵詞：空中交通管制；面向對象；技術；研究

1 概述

空中交通管制的業務主要包括了空中交通管制業務、飛行情報和告警業務，作用是對在空中活動的航空器進行相應的管理和控制。主要任務是：防止航空器的相撞，防止航空器跟附近空域中的同障礙物相撞，同時對空中的交通秩序進行維護，進而保障空中交通的暢通，從而能夠保證飛行的安全以及提高飛行的效率。空中交通管制的方法主要是程序管制和雷達管制兩類，程序管制主要是根據飛行員對飛行的位置和狀態進行及時的報告，管制員依據報告進行簡單的分析和預測飛行中可能出現的沖突，同時通過管制指令給飛行員下達指令，起到空中交通安全維護和空中交通流量加速的作用。雷達管制主要是對雷達進行二次監視來確定飛行的位置、高度、速度和航向等信息，管制員對其進行分析和決策之后發出調度的指令，從而對航空器安全有序的運行有著引導作用。程序管制是雷達管制的基礎，雷達管制相比程序管制顯得更高效。由于空中交通管制系統本身具有的復雜性，傳統的面向過程開發方法已不能夠滿足空中交通管制系統開發時的需求，因此，面向對象技術的選用顯得很重要。

2 面向對象的測試技術

2.1 空管系統的類測試

在以往的單元測試中，由于每個程序塊都可以完成一定的功能，因此只需測試它的相關函數和過程就可以。根據單元測試這個理念，在進行相關測試時其實際上是測試的類成員函數。而以往的測試方法則更多的是針對面向對象而進行的，例如可以采用邏輯覆蓋法、邊值分析法以及因果圖法等。如果程序是面向對象的，那么這個程序一般都不是很大，而且其功能也比較簡單，但是在不斷調用這些函數時，就難免會出現一些無法估計的錯誤，比如在語句if （-1==write （fid， buffer， amount）） error_out（）；中，可以看出，在對write子函數進行檢查時，發現其沒有具體的返回值，這就會導致這樣的問題——數據是否寫入。

面向對象的開發模型突破了傳統的瀑布模型，將開發分為面向對象分析（OOA），面向對象設計（OOD），和面向對象編程（OOP）三個階段。針對這種開發模型，結合傳統的測試步驟的劃分，我們把面向對象的軟件測試分為：面向對象分析的測試，面向對象設計的測試，面向對象編程的測試，面向對象單元測試，面向對象集成測試，面向對象系統測試。在傳統的面向過程程序中，對于函數y=Function（x）；只需要考慮一個函數（Function（））的行為特點，在面向對象程序中，你不得不同時考慮基類函數（Base：：Function（））的行為和繼承類函數（Derived：：Function（））的行為。

面向對象程序的結構不再是傳統的功能模塊結構，作為一個整體，原有集成測試所要求的逐步將開發的模塊搭建在一起進行測試的方法已不可能。面向對象軟件測試是根據面向對象的軟件開發過程結合面向對象的特點提出的。它包括分析與設計模型測試技術、類測試技術、對象交互測試技術、類層次結構測試技術、面向對象系統測試技術5大部分。OOA中認定的對象是對問題空間中的結構，其他系統，設備，被記憶的事件，系統涉及的人員等實際實例的抽象。對它的測試可以從如下方面考慮：

（1）抽象的對象是否全面，是否問題空間中所有涉及到的實例都反映在認定的抽象對象中。

（2）認定的對象是否具有多個屬性。只有一個屬性的對象通常應看成其他對象的屬性，而不是抽象為獨立的對象。對認定為同一對象的實例是否有共同的，區別于其他實例的共同屬性。

（3）對認定為同一對象的實例是否提供或需要相同的服務，如果服務隨著不同的實例而變化，認定的對象就需要分解或利用繼承性來分類表示。

（4）認定的對象的名稱應該盡量準確，適用。結構表示問題空間的復雜程度。標識結構的目的在于管理問題域模型。在OOA中，結構是指泛化-特化結構（is a）和整體-部分結構（has a）兩部分的總和。對于結構中的一種對象，尤其是處于高層的對象，是否在問題空間中含有不同于下一層對象的特殊性可能，即是否能派生出下一層對象。對于結構中的一種對象，尤其是處于同一低層的對象，是否能抽象出現實中有有意義的更一般的上層對象對所有認定的對象，是否能在問題空間內向上層抽象出在現實中有意義的對象；高層的對象的特性是否完全體現下層的共性；低層的對象是否有高層特性基礎上的特殊性；主題是一種知道研究和處理大型復雜模型的機制。有助于分解系統，區分結構，避免過多的信息量同時出現所帶來的麻煩。主題的確定可以幫助人們從一個更高的層次上觀察和表達系統的總體模型。主題如同文章對個部分內容的概要。屬性是用來描述對象或結構所反映的實例的特性。而實例關聯是反映實例集合間的映射關系。

2.2 空管系統的類簇測試

靜態測試，主要對程序的結構進行檢測，考察程序的結構是否滿足設計的要求。現有的一些測試軟件都可以提供一種稱為“可逆性工程”的檢測功能，即通過原程序所得到的類關系圖和函數功能來調用關系圖。

動態測試，對用例進行設計測試時，一般是需要上述的功能來調用結構圖、類關系圖或者實體關系圖，將這些關系圖作為參考，進而確定不需要被重復測試的部分，從而達到優化測試用例的作用，同時減少測試的工作量，使測試能夠達到一定的覆蓋標準。

2.3 空管系統的系統測試

系統測試的測試平臺應該盡量與用戶實際的使用環境想接近，同時要保證被測系統具有完整性，暫時缺少的系統設備部件，也應該有相應的模擬手段。對空管系統進行最后的系統測試階段，應該從不同的方面來對空管系統進行測試。然而，系統測試的正確性關鍵在于測試平臺的模擬環境是否與實際的使用環境具有一致性。

空管系統的模擬測試環境與實際環境的相近是很關鍵的，主要體現在以下兩個方面：一方面，首先對雷達數據進行模擬信號的產生，該模擬的雷達數據主要是通過通訊數據轉換卡進行獲取的，通訊數據來自本地與異地雷達的信息交換，然后對雷達目標的信息進行實時探測，多雷達進行數據獲取同時進行融合產生飛行器的航跡；另一方面，對飛行情報的數據進行模擬信號的產生，該模擬數據主要是通過飛行情報網（FIN）獲得的，利用航行信息數據庫來進行翻譯各種報文，根據報文信息對飛行計劃進行及時的處理和調整，最終完成動態飛行航跡的關聯系統測試，將處理的結果進行分析并生成飛行器的軌跡信息以及飛行的一些統計數據，管制員同時還將制定的飛行信息發送到對應的管制中心。

3 結束語

隨著我國經濟的快速穩定發展，民航運輸事業的不斷發展，本文通過對空中交通管制系統的介紹和分析，對空中交通管理系統中的面向對象測試技術進行分析。由于空中交通管制系統本身具有的復雜性，傳統的面向過程開發方法已不能夠滿足空中交通管制系統開發時的需求。空中交通管制系統的發展，依賴于眾多的工程技術和學科的進一步研究和發展。目前，面向對象的技術是比較適合空中交通管制系統的軟件工程方法。

參考文獻

[1]施鳳鳴.基于UML狀態圖的類測試用例自動生成方法，2003.

[2]張永平，曹軍.關于白盒測試基本方法的分析，2003.