航空航天与国防电子新形势下自动化测试系统的应用

刘畅

摘要：在航空系统内应用自动化测试系统主要目的就是希望能够提高航空航天及国防电子测试水平，降低航空航天及国防电子重复性测试的可能性，保证测试信息的完整的，为航空航天及国防电子发展奠定良好的基础，具有重要的现实意义。本文就对于如果构建自动化测试系统重点分析，进而才能够降低航空航天及国防电子在测试过程中手动操作的需求，满足自动化发展需求，同时根据民用飞机应用需求进行分析，构建完善的自动化测试系统运行流程。

Abstract： The main purpose of the application of automated testing system in the aviation system is to improve the level of aerospace and defense electronics testing， reduce the possibility of electronic repetitive testing of aerospace and defense， ensure the integrity of the test information， lay a good foundation for the development of aviation and national defense electronics， has important practical significance. This paper focus on the analysis of the construction of automated test system， which can reduce the demand for manual operation of aerospace and defense electronics in the test process to meet the requirements of the development of automation， at the same time， according to the civil aircraft application needs analysis， builds a complete automation test system operation process.

关键词：航电；自动化测试；测试系统；测试流程

Key words： avionics；automated testing；test system；test flow

中图分类号：TN06 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）29-0211-03

0 引言

航空航天领域内所使用的电子系统所涉及的专业领域较为庞大，模块集合度较高，是一个综合性系统。伴随着现代科学技术水平的不断发展，电子技术已经取得了显著的成效，航电系统中电子技术已经成为主要的技术之一，在实际应用中能够显著提高飞机安全性能，同时延长系统使用寿命。伴随着航电系统复杂程度的不断增加，航电测试工作已经成为保证航电系统正常运行的关键环节，为了能够满足现代航电测试工作需求，实行自动化测试模式已经是航电测试工作的主要发展趋势。

1 航空航天及国防电子形式下应用自动化测试系统的必要性

自动化测试技术已经在软件生产建设中取得了良好的成果，但是多对于复杂的航电系统测试还存在一定难度，在实际应用中最为关键性问题就是航电测试系统如何才能够满足自动化操作要求。航电系统在传统的测试中主要使用的就是人工操作模式，想要将传统的人工操作流程全部转变为自动化操作模式，就需要拥有完善的结构体系作为支撑，利用先进的技术作为保障。

1.1 能够显著提高航空航天及国防电子测试效率

自动化测试系统是在自动执行命令的基础上开展的，测试程度都是首先设定完毕的，可以开展重复、多数测试工作，拥有较为良好的可复用性能。传统航空航空及国防电子在进行系统检测过程中，所需要的测试方式主要为人工操作，每一个测试工作都需要进行大量的重复性操作，这种测试效率较为低下。如果要是能够将自动化测试系统在航空航天及国防电子回归测试或者是批量测试中应用，就能够显著提高对其测试效率，进而满足现在航空航天及国防电子对于系统测试需求。

1.2 自动化测试系统在实际应用中有助于发现航空航天及国防电子问题的复现

在航天航空及国防电子的传统性系统测试中，人工测试在实际工作中如果要是检测到系统某一个环节出现问题，就非常容易将之前操作的先后顺序或者是检测到某一个环节遗忘，对于系统每一个操作制定之间的间隔时间也不会十分重视，这也就表示系统复现测试的完整性难以保证，系统内存在的问题不能够得到有效解决。但是如果要是将自动化测试系统在航空航天及国防电子系统测试中应用，就能够有效解决系统出现的问题复现[1]。

2 航空航天及国防电子自动化测试系统发展及面临的问题

国内外在应用自动化测试系统实际情况分析中发现，航天航空及国防电子测试过程中应用测试技术已经拥有几十年的时间，测试技术在不断的改善。航空航天及国防电子在刚开始应用自动化测试概念时，主要是通过仪器将传统人工测试方式替代，自动化测试系统在发展到第二代时，就已经开始将普遍性及标准性等词汇应用其中，让测试系统能够综合性发展，自动化测试系统在发展到第三代时，对于开放性更加关注，开始逐渐将先进的商业技术及产品应用其中，主要目的就是降低测试所需要的经济成本。自动化测试系统虽然在航天航空及国防电子中取得了良好的成果，但是还面临挑战及困境：①经济成本高昂，自动化测试系统在航空航天及国防电子中应用，所需要测试的对象十分复杂，就需要自动化系统在保证测试精准的情况下，还能够应对繁琐的测试任务，这种表示自动化测试系统需要长时间的应用及高昂的费用。测试对象在发生改变之后，自动化测试系统也需要升级更换，这就为测试工作带来了繁重的经济压力。②通用性不足：自动化测试系统在每一次应用中都是单独设计完成，并没有一个相对于统一性指标，也就需要自动化测试系统所能够使用的范围有限，为后勤保障带来了较大的挑战。

3 航空航天及国防电子测试系统对于自动化测试系统的技术性支撑

自动化测试系统想要应用在航空航天及国防电子系统测试中，一定要以有关的测试系统作为基础，因此航空航天及国防电子原有的测试系统就能够帮助自动化测试系统的应用。其实自动化测试系统这个概念已经提出了较长的时间，但是我国所拥有完善的自动化测试系统数量却不多，在众多的自动化测试系统实际引用中并没有能够将重点方式自动上面，经过国内外科研工作的共同努力，自动化测试系统在实际应用中必须具有以下几点优势。

3.1 减少人工性操作

自动化测试系统在实际应用中应该尽量不使用人工测试操作环境，如果自动化测试系统拥有良好的自动化测试性能正常情况下人工操作不会超过10%以上，但是部分系统在实际测试中必须进行人工性操作，例如航电系统中的控制器检测工作，这就需要自动化测试系统在拥有良好的自动化性能同时，最大程度降低人工操作，如果要是可以的话系统测试最好不需要任何人工操作，通过相关软件对于测试流程进行控制[2]。

在对于自动化测试系统自动化单元测试环境中，在硬件方面所需要的测试环境为Intel Core2DuoCPUE6550，内存为1.96G，百兆以太网；在软件方面所需要的测试环境为Microsoft Windows XP Professional Version 2002 Service Pack2操作系统，Sun JRE5.0，JUnit4.0版本。

3.2 构型管理的自动化

航空航天及国防电子系统在实际测试过程中，一定会发生构型上的改变，构型的改变主要集中在系统电源开关及仿真元件之间的切换，自动测试系统在对于系统实际应用中必须对于电源开关能够进行控制，系统内元件及仿真性元件进行相互转变，进而完成对于自动化测试的控制，并不需要人工进行跳线处理。航空航天及国防电子在测试中想要对于电源开关进行良好的控制，就要求配电装置拥有能够进行控制的板卡，同时还拥有专用化的设备，帮助板卡完成跳线操作。

在对于航空航天及国防电子航电系统整体性测试中，其中一个重要的操作流程就是真元件型号及仿真元件型号之间的相互切换，这个操作也是增加系统综合性能的前提，对于判断系统故障位置具有重要的作用。在传统测试方式中，通过跳线方式完成故障位置检测，具体示意图如图1所示，在图1测试板上面，每一个信号上面都设置了4个节点，分别对应的是设备及仿真设备，通过不同模式的跳线连接形式，进而完成对于真元件及仿真元件的转变工作。

在传统测试方式中，系统部分项目在实际测试过程中，最多情况下需要插曲10根跳线，为了能够保证产品在断电之后的安全，需要在跳线操作完成之后再进行加点操作，如果要想让系统恢复到之前的勾心，也可以手动进行一些逆操作。但是系统在实际检测中需要进行多次重复性测试，这样就表示需要多次更改构型，为实际测试工作带来了较大的难度[3]。

近几年，伴随着科学技术的发展，电子技术也取得了良好的发展前景，系统测试科研人员也逐渐通过配线设备，完成对于系统测试工作，配线设备的原理及传统系统测试方式基本一致，主要区别就是传统测试中的四点测试放行能够通过软件进行控制，开展电子化测试。

4 航空航天及国防电子下自动化测试系统工作流程

正是由于自动化测试系统在航空航天与国防电子中应用所存在的问题，国内外研究人员都是参与到新型自动化测试系统研究工作中。本文对于自动化测试系统工作流程简单性分析。

4.1 定义测试用例

自动化测试系统在实际应用中不仅仅是对于系统整体性测试还是验证阶段的测试中，自动化测试都需要以测试用例的定义作为核心及前提，在对于民用飞机实际需求研究而言，测试用例在实际应用中需要进行相对应的调整。测试用例在根据相对应的系统测试需求进行调整之后，能够满足测试基础条件及要求。测试用例在实际应用中能够对于多项要求进行验证，这样就能够显著提高测试效率，在对于测试用例需求进行调整之后，测试用例可以对于重要需求进行测试，提高测试用例应用范围。测试用例的这个特点与航空航天及国防电子系统测试本质基础相同[4]。

定义测试用例在实际应用中，需要将构型问题考虑在内，测试用例必须在一个相对明确的状态下进行。如果要是系统存在的配置种类较多，该系统可能就需要多个测试用例完成配置测试工作，系统在不同运输模式下所使用的测试用例也可能存在一定差异，与此同时还需要将测试设备的配置问题考虑在内。如果系统在测试过程中设备需要重新进行配置或者是调整，测试用例也需要进行相对应调整，也就是测试用例在实际应用中需要受到有关软件的更变的控制。

从另一个角度分析而言，自动化测试系统在实际应用中必须支持构型的改变，因此自动化测试系统就理论角度而言，就需要同时支持各种测试用例的应用。

4.2 跟踪测试用例是否满足并覆盖要求

跟踪测试用例在实际应用中是否满足系统性能检测试剂需求及其覆盖程度的影响因素较多，主要是通过匹配关联完成，在这种情况下自动化测试系统在实际应用中就需要支持跟踪测试用例配置，其中需要对于两种情况给予特别性关注[5]。

第一种情况就是选择测试用例的条件，测试用例在实际应有中是对于系统某一个需求进行检测，因此必须选择一种最佳的测试用例。如果测试用例与实际需求之间并没有任何差异的情况下，测试人员就可以随意选择一个测试用例进行测试。任何测试用例在实际应用中都不一定能够拥有较为良好的测试效率，但是可以对于系统进行多次重复性测试，这种都受到系统测试实际需求及数据收集程度的影响。

第二种情况下是对于通用及接近通用两种需求进行处理。这种需求在实际应用中就已经包括了前置性条件，例如始终性要求。如果系统研发人员与系统实际应用人员一同参与到系统测试工作中，就能够对于系统测试实际应用环境及具有流程进行精准性测试。

4.3 准备详细的自动测试程序

自动化测试系统在调试过程中，系统测试人员需要研发设计出相对应的测试程度。测试程度在研发设计过程中必须紧密与自动测试系统状态及进程相结合，进而保证自动测试程序能够在规定的时间内进行自动测试工作，在最短的时间内完成对于系统自动化测试工作[6]。

测试程序在准备阶段中，主要需要考虑的一个因素就是测试程序在实际应用中需要拥有充足信息资源，这样才能够保证测试程序能够重新设计或者是应对任何的测试环境。想要让测试程序能够重复性使用，并且按照配置型号完成系统全部测试流程，将测试程序中所产生的数据记录下来，这就需要测试审查信息全部显示在检查列表中。

自动测试系统在实际应用中虽然能够完成对于数据收集及整合的过程，但是必须以原始数据及结果作为前提。如果测试软件最后检测的结果工作人员无法进行判断，那么自动化测试系统就没有存在的意义。测试人员必须对于测过结果进行鉴定，这样才能够根据测试结构进行调整[7]。

5 结论

自动化测试系统在航空航天及国防电子中应用，还存在一定难度，航电系统在检测方面一直存在自动化水平较低的问题。某民用飞机项目研究中，就以本文自动化测试系统研究思路作为基础，通过积极借鉴国外先进自动化测试系统经验，已经研发设计出了能够自动化测试系统应用的航电测试系统，并且制定了较为完善的自动化测试流程，为航电系统应用自动化测试系统奠定了良好的基础，在实际应用中能够显著提高航电系统测试效率。

参考文献：

[1]张力.LNST-2000分布式自动化测试系统在航天卫星和其他领域中的应用[J].数字通信世界，2013（06）：58-60.

[2]吕江花，马世龙，李先军，高世伟.安全苛刻系统自动化测试的形式化语义模型[J].软件学报，2014（03）：489-505.

[3]余丹，叶钢，李先军，李重文，马世龙.基于工作流的航天器测试信息化系统的建模与分析[J].武汉大学学报（理学版），2009（02）：211-215.

[4]刘寒冰，刘琳，周忠，吴威.面向HLA的交叉检验自动化测试方法研究[J].系统仿真学报，2009（17）：5440-5444，5466.

[5]同江，蔡远文，邢晓辰.下一代自动测试系统在我国航天测试体系结构中的应用[J].航天控制，2011（02）：75-80.

[6]高雯雯，兰雨晴，高静，郭敏华，金茂忠.自动化测试执行管理工具的研究与设计[J].计算机应用研究，2008（01）：126-128.

[7]赵亚飞，宋凝芳，杜士森，蔡伟.基于VisualC++的光纤陀螺多参数自动化测试系统[J].压电与声光，2013（06）：824-828，832.