ITCS國產化車載系統完整性室內測試方案探討

齊龍濤

列車完整性測試和列車完整性監控是ITCS（增強型列控系統）國產化車載系統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量、提升測試效率，而且對于產品質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據時，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，所占用的分區不會被出清，從而保障系統安全，在重新收到列尾信息后，占用分區將會被自動出清。因此，列車完整性測試及監控功能不論從運營效率上，還是信號系統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，包括測試環境的設計、測試數據的選取以及測試方法的運用。

二、列車完整性測試方案

（一）測試環境設計

1.系統級測試環境

相比于現場測試，室內測試的優越性非常明顯，具有測試手段靈活、可以執行從軟件級到系統級的測試、測試覆蓋較廣，測試迭代速度較快等優點。尤其對于安全產品，需要執行從軟件級到系統級別的測試。因此，合理、有效地配置室內的測試環境是驗證產品功能的重要步驟之一。

系統級測試能最大程度上反映系統的真實運行狀況，因此，室內系統級測試要求最大程度保證系統周邊環境的真實性。為了在一定程度上保障系統集成及相應功能驗證的真實性與準確性，系統級測試盡量采用真實外圍設備（如圖1中未填充顏色部分）。由于室內條件的限制，部分外圍系統采用模擬軟件。由于車載采用GPS定位，考慮到室內環境下GPS實時數據的局限性，因此GPS模擬器（GNSSIMU、GNSS軟件采用自開發軟件，用來提供列車定位所需的經緯度等信息）需要開發，同時需要開發室內測試仿真平臺（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.軟件級測試環境

軟件級測試主要是針對完整性監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，完成車載系統中關于完整性測試及完整性監控邏輯功能的測試。

主要基于功能邏輯測試，建議基于軟件源代碼的基礎上，開發平臺仿真接口，模擬車載軟件運行環境，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）測試數據

鑒于車載系統需求中對于列車跨過5個閉塞分區，執行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大于5個閉塞分區，采用三站兩區間的地面測試環境。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

本測試方案以動態測試為主，輔以靜態測試，運用‘黑盒測試+代碼走查的思想，提前通過靜態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），以期提前發現軟件中存在的缺陷；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測試經驗使用錯誤猜測技術手段，大膽猜測系統運行中可能會出現的失效情況作為補充。

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

動態測試：

1.真值表，依據需求定義考慮輸入條件：列尾管壓值、規定時間內收到的列尾管壓值、機車制動管1和制動管2的狀態、列尾釋壓及管壓信息收到的時間要求（T2內）、列車數據、車頭、車尾通信狀態、列車所經過的 Block數量、列尾管壓查詢次數、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、列車經過的Block數目等。

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

（四）測試內容

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的數據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、數據交互測試、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、發現接口設計的不足與缺陷。

對于協議中出現的預留部分，不作為測試項，但可以作為參考。

對于系統確認測試的方案設計，主要以設計測試場景為主、依據系統需求、分解測試依據、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，進行測試內容發散，分別從完整性測試功能、完整性測試數據輸入、列車完整性監控以及完整性測試與其它模式轉化來驗證列車完整性功能。

三、結語

正確、有效地識別產品需求，是測試過程中重要的環節之一。對于每個需求點，都要明確測試目標、測試內容。合理有效地制定測試方案，才能提高測試效率，進而提升產品質量。

作者單位：卡斯柯信號有限公司北京分公司