ITCS国产化车载系统完整性室内测试方案探讨

齐龙涛

列车完整性测试和列车完整性监控是ITCS（增强型列控系统）国产化车载系统中两个非常重要的功能，涉及到的通信机制及逻辑功能较为复杂。完整、有效的测试方案不僅能够提高测试质量、提升测试效率，而且对于产品质量的提高起到积极推动作用。

一、概述

列车完整性测试能够有效检测车辆管压设备工作是否正常，保障运营前机车相关设备的可用性。

列车在运行过程中，一旦无法接收到列尾数据时，满足设定条件，车载判定列尾丢失，认为列尾停留在最后一次收到的列尾位置上，所占用的分区不会被出清，从而保障系统安全，在重新收到列尾信息后，占用分区将会被自动出清。因此，列车完整性测试及监控功能不论从运营效率上，还是信号系统安全上都是非常重要的功能之一，对于完整性相关功能的测试不容小觑，值得探究与思考。

本文以动态测试为主要测试手段来阐述列车完整性测试方案，包括测试环境的设计、测试数据的选取以及测试方法的运用。

二、列车完整性测试方案

（一）测试环境设计

1.系统级测试环境

相比于现场测试，室内测试的优越性非常明显，具有测试手段灵活、可以执行从软件级到系统级的测试、测试覆盖较广，测试迭代速度较快等优点。尤其对于安全产品，需要执行从软件级到系统级别的测试。因此，合理、有效地配置室内的测试环境是验证产品功能的重要步骤之一。

系统级测试能最大程度上反映系统的真实运行状况，因此，室内系统级测试要求最大程度保证系统周边环境的真实性。为了在一定程度上保障系统集成及相应功能验证的真实性与准确性，系统级测试尽量采用真实外围设备（如图1中未填充颜色部分）。由于室内条件的限制，部分外围系统采用模拟软件。由于车载采用GPS定位，考虑到室内环境下GPS实时数据的局限性，因此GPS模拟器（GNSSIMU、GNSS软件采用自开发软件，用来提供列车定位所需的经纬度等信息）需要开发，同时需要开发室内测试仿真平台（TBTS）用于仿真列车运行所需的地面和车辆接口输入等信息。

2.软件级测试环境

软件级测试主要是针对完整性监控的逻辑兼顾软件自身功能进行测试。在测试手段上追求灵活、易测的特点，尤其是特殊场景的测试，可以在代码插桩、编译、生成、运行，在外围仿真模拟器的配合使用下，完成车载系统中关于完整性测试及完整性监控逻辑功能的测试。

主要基于功能逻辑测试，建议基于软件源代码的基础上，开发平台仿真接口，模拟车载软件运行环境，并使用相关测试用仿真软件（如RBC、GNSS、GNSSIMU、EOT等模拟软件），再辅以故障注入测试，在监测软件上（如DRU Monitor软件）查看软件运行是否满足预期结果。

（二）测试数据

鉴于车载系统需求中对于列车跨过5个闭塞分区，执行75次的查询要求，且考虑验证多次完整性丢失场景，选择试验站时，需采用站间闭塞分区大于5个闭塞分区，采用三站两区间的地面测试环境。本次测试将选取青藏线其中3个相邻站作为本次试验站，分别是甘隆站、昆仑桥站和纳赤台站。

（三）测试方法

本测试方案以动态测试为主，辅以静态测试，运用‘黑盒测试+代码走查的思想，提前通过静态走读的方式对列车完整性相关的软件功能逻辑进行走查（如图3），以期提前发现软件中存在的缺陷；运用黑盒测试技术中的等价类、边界值、真值表等手段依据测试输入条件组合设计测试用例，并借用其它列控信号系统测试经验使用错误猜测技术手段，大胆猜测系统运行中可能会出现的失效情况作为补充。

静态测试：代码走读完整性测试及完整性测试监控逻辑（用于辅助动态测试，区别于软件单元测试）。

动态测试：

1.真值表，依据需求定义考虑输入条件：列尾管压值、规定时间内收到的列尾管压值、机车制动管1和制动管2的状态、列尾释压及管压信息收到的时间要求（T2内）、列车数据、车头、车尾通信状态、列车所经过的 Block数量、列尾管压查询次数、查询使能开关等。

2.等价类/边界值，考虑的要素：获取管压值的时间要求、列尾管压值、管压信息查询次数、列车经过的Block数目等。

3.错误猜测，可参考CTCS-3车载测试经验以及青藏线既有系统级测试作为ITCS国产化车载测试的补充。

（四）测试内容

对于车载与HOTC集成测试，主要从通信过程中的初始化、车载与HOTC的数据交互进行方案的设计。从四个方面作为集成测试方案的切入点：初始化测试、数据交互测试、应用层消息类型以及交互的消息格式正确性验证。通过集成测试，更好地验证接口、发现接口设计的不足与缺陷。

对于协议中出现的预留部分，不作为测试项，但可以作为参考。

对于系统确认测试的方案设计，主要以设计测试场景为主、依据系统需求、分解测试依据、形成测试条件。运用测试技术将测试条件有效组合，最大程度地验证系统功能。列车完整性确认测试以四个功能点为切入，进行测试内容发散，分别从完整性测试功能、完整性测试数据输入、列车完整性监控以及完整性测试与其它模式转化来验证列车完整性功能。

三、结语

正确、有效地识别产品需求，是测试过程中重要的环节之一。对于每个需求点，都要明确测试目标、测试内容。合理有效地制定测试方案，才能提高测试效率，进而提升产品质量。

作者单位：卡斯柯信号有限公司北京分公司