1、基于黑盒測試技術的CTCS級列控系統聯調聯試技術2010年3月2基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 概述概述 CTCS-3 CTCS-3級列車運行控制系統是我國鐵路時速級列車運行控制系統是我國鐵路時速300-350km300-350km客運專線的重要客運專線的重要技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一；技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一；CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試是系統開發過程中或實際工程開通運營前進行的完整性級列控系統聯調聯試是系統開發過程中或實際工程開通

2、運營前進行的完整性測試，包括對系統設計方案的驗證、系統總體功能需求的確認，系統接口關測試，包括對系統設計方案的驗證、系統總體功能需求的確認，系統接口關系與安全性的測試等，是典型的黑盒測試；武廣客運專線系與安全性的測試等，是典型的黑盒測試；武廣客運專線CTCS-3CTCS-3級列控系統級列控系統聯調聯試以黑盒測試技術為基礎，實現了測試模型、測試案例、測試數據、聯調聯試以黑盒測試技術為基礎，實現了測試模型、測試案例、測試數據、缺陷管理與試驗環境的有機結合，已逐步形成了一套完備的測試規范，積累缺陷管理與試驗環境的有機結合，已逐步形成了一套完備的測試規范，積累了經驗，促進了我國了經驗，促進了我國CTC

3、S-3CTCS-3級列控技術的發展與完善，為武廣、鄭西等客運級列控技術的發展與完善，為武廣、鄭西等客運專線專線CTCS-3CTCS-3級列控系統的調試與開通、系統評估提供了重要的支持。級列控系統的調試與開通、系統評估提供了重要的支持。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第1頁/共29頁2010年3月3基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 1 前言前言 CTCS-3CTCS-3級列車運行控制系統是我國鐵路時速級列車運行控制系統是我國鐵路時速300-350km300-350km客運專線的重要技

4、客運專線的重要技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一。術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一。 CTCS-3CTCS-3級列控系統充分利用了當代最先進的通信技術、計算機網絡技術、級列控系統充分利用了當代最先進的通信技術、計算機網絡技術、工業自動控制技術和信息處理技術，將分散的列車位置信息與信息自動分析工業自動控制技術和信息處理技術，將分散的列車位置信息與信息自動分析處理、管理和決策有機結合起來，實現了高速運行條件下對列車運行速度和處理、管理和決策有機結合起來，實現了高速運行條件下對列車運行速度和追蹤間隔的實時監控和防護。追蹤間隔的實時監控和防護。 為檢驗和

5、確認列控系統的設計方案和功能需求，在系統集成工作完成后，為檢驗和確認列控系統的設計方案和功能需求，在系統集成工作完成后，應對系統進行聯調聯試，通過實車試驗的方式，驗證系統功能需求與設計方應對系統進行聯調聯試，通過實車試驗的方式，驗證系統功能需求與設計方案的符合性、系統集成與設計方案的符合性，檢驗設計方案的完善程度與安案的符合性、系統集成與設計方案的符合性，檢驗設計方案的完善程度與安全性能，為調整和優化設計方案提供依據。全性能，為調整和優化設計方案提供依據。 為了全面、準確地驗證列控系統的功能需求，我國在借鑒歐標為了全面、準確地驗證列控系統的功能需求，我國在借鑒歐標Subset-076Subse

6、t-076的基礎上，制定了的基礎上，制定了CTCS-3CTCS-3級列控系統測試案例級列控系統測試案例，頒布了，頒布了客運專線客運專線CTCS-CTCS-3 3級列控系統綜合試驗試驗大綱級列控系統綜合試驗試驗大綱，成為我國，成為我國CTCS-3CTCS-3級列控系統綜合試驗和聯級列控系統綜合試驗和聯調聯試的重要依據，并在武廣客運專線調聯試的重要依據，并在武廣客運專線CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試中首次應級列控系統聯調聯試中首次應用。用。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第2頁/共29頁2010年3月4基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3C

7、TCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 2 2 黑盒測試理論黑盒測試理論1 1、黑盒測試的概念：黑盒測試的概念： 黑盒測試技術是黑盒測試技術是只基于需求和功能只基于需求和功能，通過觀察輸入及其相應的輸出，對功，通過觀察輸入及其相應的輸出，對功能正確與否進行判斷的技術。黑盒測試能正確與否進行判斷的技術。黑盒測試從最終用戶的角度出發從最終用戶的角度出發，可以發現不，可以發現不正確功能、接口問題和數據庫錯誤等缺陷。正確功能、接口問題和數據庫錯誤等缺陷。 按照黑盒測試理論，無論是系統級或單元級的測試，都應在可用資源下按照黑盒測試理論，無論是系統級或單元級的測試，都應在可用資源下

8、盡盡可能生成詳盡的測試案例可能生成詳盡的測試案例，以能夠發現盡可能多的錯誤，可用資源包括功能，以能夠發現盡可能多的錯誤，可用資源包括功能需求文檔、需求規格說明、測試人員在領域內的知識和經驗、缺陷分析數據需求文檔、需求規格說明、測試人員在領域內的知識和經驗、缺陷分析數據等。測試案例應能覆蓋規格說明文檔中的每一個入口、功能需求規范中的每等。測試案例應能覆蓋規格說明文檔中的每一個入口、功能需求規范中的每一個功能需求以及每個入口或需求的不同邊界條件。一個功能需求以及每個入口或需求的不同邊界條件。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第3頁/共29頁2010年3月5基于黑盒測

9、試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 2 2 黑盒測試理論黑盒測試理論2 2、黑盒測試的關鍵、黑盒測試的關鍵選擇合適的數據集選擇合適的數據集 黑盒測試的根本在于選擇合適的數據集，合適的數據集是評價測試案例執黑盒測試的根本在于選擇合適的數據集，合適的數據集是評價測試案例執行結果是否正確或滿足需求的關鍵。為了檢測軟件的正常和異常行為，必要行結果是否正確或滿足需求的關鍵。為了檢測軟件的正常和異常行為，必要要有一個功能規格說明，數據集的選擇應包括：要有一個功能規格說明，數據集的選擇應包括：1 1）采用隨機方式產生輸入，測試人員必須消除任

10、何臆測；）采用隨機方式產生輸入，測試人員必須消除任何臆測；2 2）對規定輸入范圍之外的輸入數據進行測試，并檢查程序的健壯性；）對規定輸入范圍之外的輸入數據進行測試，并檢查程序的健壯性；3 3）對邊界情況進行測試，以保證允許的最大和最小輸入能產生正確的輸出；）對邊界情況進行測試，以保證允許的最大和最小輸入能產生正確的輸出；4 4）使用測試監控工具跟蹤測試執行，以避免重復并有助于系統維護；）使用測試監控工具跟蹤測試執行，以避免重復并有助于系統維護； 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第4頁/共29頁2010年3月6基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTC

11、S-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 2 2 黑盒測試理論黑盒測試理論3 3、黑盒測試的方法、黑盒測試的方法測試方案與測試案例測試方案與測試案例 執行黑盒測試前應制定完整的測試計劃，包括確定測試內容、測試環境、執行黑盒測試前應制定完整的測試計劃，包括確定測試內容、測試環境、測試案例、測試方案和測試缺陷的管理等，測試方案一般按照以下順序執行：測試案例、測試方案和測試缺陷的管理等，測試方案一般按照以下順序執行：1 1）針對需求執行凈測試；）針對需求執行凈測試；2 2）根據需要，針對分支覆蓋增加結構化測試；）根據需要，針對分支覆蓋增加結構化測試；3 3）根據需要增加數據流覆蓋測

12、試；）根據需要增加數據流覆蓋測試；4 4）執行未覆蓋到的域測試；）執行未覆蓋到的域測試；5 5）根據需要進一步進行特殊的測試。）根據需要進一步進行特殊的測試。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第5頁/共29頁2010年3月7基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用1 1、聯調聯試的內容與需求、聯調聯試的內容與需求 CTCS-3CTCS-3級列控系統綜合試驗和聯調聯試的核心內容之一就是對級列控系統綜合試驗和聯調聯試的核心內容之一就是對CTCS-3C

13、TCS-3級級列控系統所具備的功能進行測試，驗證列控系統是否滿足規定需求或識別實列控系統所具備的功能進行測試，驗證列控系統是否滿足規定需求或識別實際結果與預期之間差異的過程，是典型的系統級的黑盒類型測試。際結果與預期之間差異的過程，是典型的系統級的黑盒類型測試。 由于列控系統的功能需求和接口關系非常復雜，軟件測試的范圍包括組由于列控系統的功能需求和接口關系非常復雜，軟件測試的范圍包括組成系統的所有軟件，如車載成系統的所有軟件，如車載ATPATP軟件、無線閉塞中心軟件、無線閉塞中心RBCRBC軟件、列控中心軟件、列控中心TCCTCC軟件等，測試的內容包括構成軟件的所有程序、數據和文檔，因此，對軟

14、件等，測試的內容包括構成軟件的所有程序、數據和文檔，因此，對CTCS-3CTCS-3級列控系統的系統測試，應在實際使用環境條件下，包括硬件設置、級列控系統的系統測試，應在實際使用環境條件下，包括硬件設置、列控工程數據、運營條件等，并根據列控工程數據、運營條件等，并根據CTCS-3CTCS-3級列控系統功能需求規范、系統級列控系統功能需求規范、系統需求規范等的要求，建立和完善列控系統測試案例，通過測試案例的方式對需求規范等的要求，建立和完善列控系統測試案例，通過測試案例的方式對系統的輸入輸出關系進行驗證。系統的輸入輸出關系進行驗證。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究

15、所第6頁/共29頁2010年3月8基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用2 2、列控系統的總體構成、列控系統的總體構成 CTCS-3CTCS-3級列控系統由地面設備和車載設備構成。地面設備由級列控系統由地面設備和車載設備構成。地面設備由RBCRBC、臨時限、臨時限速服務器、列控中心（速服務器、列控中心（TCCTCC）、）、ZPW-2000ZPW-2000（UMUM）系列軌道電路、應答器（含）系列軌道電路、應答器（含LEULEU）、）、GSM-RGSM-R通信接口設備等組成；車

16、載設備由車載安全計算機、通信接口設備等組成；車載設備由車載安全計算機、GSM-RGSM-R無無線通信單元、軌道電路信息接收單元、應答器信息傳輸模塊、記錄單元、人線通信單元、軌道電路信息接收單元、應答器信息傳輸模塊、記錄單元、人機界面和列車接口單元等組成。機界面和列車接口單元等組成。 RBCRBC設備是設備是CTCS-3CTCS-3級列控系統的核心設備。級列控系統的核心設備。RBCRBC通過與車站聯鎖系統的接通過與車站聯鎖系統的接口獲取軌道電路、聯鎖進路等信息并生成行車許可，通過與臨時限速服務器口獲取軌道電路、聯鎖進路等信息并生成行車許可，通過與臨時限速服務器接口獲取臨時限速信息，通過接口獲取臨

17、時限速信息，通過GSM-RGSM-R無線通信系統將行車許可、臨時限速和無線通信系統將行車許可、臨時限速和線路參數等傳輸給線路參數等傳輸給CTCS-3CTCS-3級列控車載設備，同時接收車載設備發送的位置和級列控車載設備，同時接收車載設備發送的位置和列車數據等信息。列車數據等信息。 CTCS-3CTCS-3級列控系統兼容級列控系統兼容CTCS-2CTCS-2級列控系統，由列控中心負責軌道電路編級列控系統，由列控中心負責軌道電路編碼、應答器報文儲存和調用、臨時限速等功能，碼、應答器報文儲存和調用、臨時限速等功能，CTCS-3CTCS-3級車載設備將級車載設備將CTCS-2CTCS-2級功能作為后備

18、模式，兩種等級間可實現不停車轉換級功能作為后備模式，兩種等級間可實現不停車轉換 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第7頁/共29頁2010年3月9基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用2 2、列控系統的總體構成、列控系統的總體構成 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第8頁/共29頁2010年3月10基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、

19、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用3 3、黑盒測試模型、黑盒測試模型 聯調聯試是系統整個設計開發生命周期中不可缺少的一個關鍵環節聯調聯試是系統整個設計開發生命周期中不可缺少的一個關鍵環節中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第9頁/共29頁2010年3月11基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用3 3、黑盒測試模型、黑盒測試模型 聯調聯試要求：在實際運營環境條件下，重點針對整個系統的用戶需求、聯調聯試要求：在實際運營環境條件下，重點針對整個系統的

20、用戶需求、外部接口和綜合性能等進行驗證與確認，確保列控系統各項功能和安全性能外部接口和綜合性能等進行驗證與確認，確保列控系統各項功能和安全性能滿足特定的用戶需求滿足特定的用戶需求。中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第10頁/共29頁2010年3月12基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用4 4、測試案例的設計、測試案例的設計 為完善和規范為完善和規范CTCS-3CTCS-3級列控系統的測試，我國在借鑒歐標級列控系統的測試，我國在借鑒歐標SUBSE

21、T076SUBSET076的基的基礎上，引用了測試案例、功能特征、測試序列和運營場景等多個概念，并制礎上，引用了測試案例、功能特征、測試序列和運營場景等多個概念，并制定了定了CTCS-3CTCS-3級列控系統系統測試案例級列控系統系統測試案例，共計，共計470470個測試案例。個測試案例。 SUBSET076SUBSET076所確定的測試案例是對系統功能特征的測試與驗證，通過對多所確定的測試案例是對系統功能特征的測試與驗證，通過對多個測試案例的測試，可以驗證一個完整的功能特征，而功能特征則集中反映個測試案例的測試，可以驗證一個完整的功能特征，而功能特征則集中反映了了CTCS-3CTCS-3級列

22、控系統系統需求規范（級列控系統系統需求規范（SRSSRS）中的特定需求，是從系統需求規）中的特定需求，是從系統需求規范提煉出的精簡后的必要功能實體。范提煉出的精簡后的必要功能實體。 測試案例與系測試案例與系統功能需求的統功能需求的對應關系對應關系中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第11頁/共29頁2010年3月13基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用4 4、測試案例設計、測試案例設計 SRS編號SRS特定需求2功能特征對應測試案例33.8.5.

23、1設置一個單獨的線路限速類別通過RBC發送臨時限速案例1：RBC生成并發送TSR信息包；案例2：車載接收TSR信息包，正確計算TSR；案例3：車載接收到C2/C3等級轉換預告后，接受RBC發送的TSR信息，并正確計算TSR；3.8.5.2所有的臨時限速應相互獨立3.8.5.11如果無可用的坡度信息，車載設備應使用與臨時限速一起收到的坡度信息3.8.5.3臨時限速信息應明確，通過臨時限速區段后的車尾保持監督臨時限速案例1：車載接受TSR信息且到達TSR區域后，按TSR速度運行；案例2：TSR重疊區段按最嚴格的TSR速度運行3.8.5.4臨時限速區段重疊時使用最嚴格的限制速度值3.8.5.5根據地

24、面設備發送的取消命令，取消速度限制，不需考慮列車長度的影響通過RBC發送臨時限速信息取消案例1：車載設備接受RBC發送的66信息包；案例2：當車載為PT模式時，車載接受66信息包；案例3：RBC生成并發送66信息包；案例4：車載接收到C2/C3等級轉換預告后，接受RBC發送的66信息包；3.8.5.6應能識別臨時限速能否被取消3.8.5.8應只能根據地面設備的命令取消臨時限速3.8.5.10改變列車朝向，應刪除所有的臨時限速3.8.5.9編號相同時，新的臨時限速取代先前的臨時限速，除非先前的臨時限速信息標記為不可取消通過RBC發送臨時限速曲線更新案例1：新的臨時限速與先前的臨時限速編號不同，并

25、且有重疊區域，兩個TSR信息都被車載使用；案例2：編號相同時，車載設備只使用新的TSR；案例3：編號相同，且先前的TSR標記為不可取消時，兩個TSR信息均使用3.8.5.7新的臨時限速不應替代先前收到的具有不同編號的臨時限速中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第12頁/共29頁2010年3月14基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用5 5、測試數據與邊界條件、測試數據與邊界條件 （1 1）列控工程數據的驗證）列控工程數據的驗證 CTCS-3CTCS

26、-3級列控系統工程數據包括線路數據（線路長度、坡度、里程、橋級列控系統工程數據包括線路數據（線路長度、坡度、里程、橋梁、隧道等）、特殊區段數據（分相區、梁、隧道等）、特殊區段數據（分相區、RBCRBC切換點、等級轉換點等）、應切換點、等級轉換點等）、應答器編號及鏈接數據、軌道區段及絕緣節數據、答器編號及鏈接數據、軌道區段及絕緣節數據、RBCRBC呼叫號碼信息、引導呼叫號碼信息、引導/ /調調車區段的設置信息等，系統試驗過程中，通過正常的運營場景試驗、包括注車區段的設置信息等，系統試驗過程中，通過正常的運營場景試驗、包括注冊與啟動、注銷、級間轉換、冊與啟動、注銷、級間轉換、RBC-RBCRBC-

27、RBC切換、行車許可、重聯與摘解、調車切換、行車許可、重聯與摘解、調車作業、進出動車段、自動過分相、臨時限速、災害防護、特殊進路、人工解作業、進出動車段、自動過分相、臨時限速、災害防護、特殊進路、人工解鎖進路、降級運行共鎖進路、降級運行共1414個運營場景，可以對全線列控工程數據進行驗證。個運營場景，可以對全線列控工程數據進行驗證。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第13頁/共29頁2010年3月15基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用5 5

28、、測試數據與邊界條件、測試數據與邊界條件 （2 2）行車許可數據的驗證）行車許可數據的驗證 CTCS-3CTCS-3級列控系統由車站聯鎖系統根據進路辦理和前方區段占用級列控系統由車站聯鎖系統根據進路辦理和前方區段占用/ /空閑狀空閑狀態生成信號授權，并提供給態生成信號授權，并提供給RBCRBC，RBCRBC結合結合SASA狀態、臨時限速信息、列控工程狀態、臨時限速信息、列控工程數據等生成行車許可，對行車許可數據的測試主要包括：數據等生成行車許可，對行車許可數據的測試主要包括： MAMA數據的生成與傳送數據的生成與傳送 MA MA 數據與數據與SASA數據、列控工程數據、臨時限速數據的一致性數據

29、、列控工程數據、臨時限速數據的一致性 危險點信息危險點信息 緊急停車消息緊急停車消息 MAMA數據的調整（延長、縮短、更新）數據的調整（延長、縮短、更新） 低頻碼序與碼序突變低頻碼序與碼序突變 應答器報文信息應答器報文信息 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第14頁/共29頁2010年3月16基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用5 5、測試數據與邊界條件、測試數據與邊界條件 （3 3）數據一致性的驗證）數據一致性的驗證 CTCS-3CTCS-3

30、級列控系統對數據一致性的測試主要包括應答器信息的一致性和級列控系統對數據一致性的測試主要包括應答器信息的一致性和無線消息的一致性兩個方面的內容，檢查應答器組消息的完整性、應答器傳無線消息的一致性兩個方面的內容，檢查應答器組消息的完整性、應答器傳輸變量的合理性；檢查輸變量的合理性；檢查RBCRBC消息的完整性、監督無線消息的順序、檢查無線消息的完整性、監督無線消息的順序、檢查無線消息中變量的合理性等，測試要求主要體現在四個方面：消息中變量的合理性等，測試要求主要體現在四個方面：消息的正確性：整條消息中應完整遵守列控系統的車地傳輸信息格式的要消息的正確性：整條消息中應完整遵守列控系統的車地傳輸信息

31、格式的要求，變量不應當有無效之值求，變量不應當有無效之值消息應在預期時間內收到消息應在預期時間內收到消息應在期望的正確位置收到消息應在期望的正確位置收到通過通過GSM-RGSM-R網絡發送的網絡發送的CTCS-3CTCS-3級行車許可及列控工程數據等應與通過軌道電級行車許可及列控工程數據等應與通過軌道電路和應答器發送的路和應答器發送的CTCS-2CTCS-2級行車許可和工程數據應保持一致。級行車許可和工程數據應保持一致。 在系統試驗過程中，可通過模擬應答器數據一致性錯誤（鏈接錯誤、組內位置錯在系統試驗過程中，可通過模擬應答器數據一致性錯誤（鏈接錯誤、組內位置錯誤、順序錯誤、變量中包含無效值、報

32、文不能解析等）、無線消息一致性錯誤（消息誤、順序錯誤、變量中包含無效值、報文不能解析等）、無線消息一致性錯誤（消息不能譯碼、變量中含有無效值、時間戳順序錯誤、不能譯碼、變量中含有無效值、時間戳順序錯誤、RBC sim RBC sim 模擬非法消息等）、無線模擬非法消息等）、無線超時導致等級轉換等對數據的一致性進行測試。超時導致等級轉換等對數據的一致性進行測試。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第15頁/共29頁2010年3月17基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應

33、用、黑盒測試技術的應用5 5、測試數據與邊界條件、測試數據與邊界條件 （4 4）接口關系及邊界條件的測試）接口關系及邊界條件的測試 邊界值分析法是黑盒測試關鍵技術之一，其方法是盡可能針對系統設計邊界值分析法是黑盒測試關鍵技術之一，其方法是盡可能針對系統設計或應用的邊緣區設計專門的測試案例。對或應用的邊緣區設計專門的測試案例。對CTCS-3CTCS-3級列控系統邊界條件的測試，級列控系統邊界條件的測試，主要驗證三個方面的內容，一是相鄰邊界點數據配置的一致性，二是驗證相主要驗證三個方面的內容，一是相鄰邊界點數據配置的一致性，二是驗證相鄰設備之間的接口關系，三是驗證相關運用條件的邊界。鄰設備之間的接

34、口關系，三是驗證相關運用條件的邊界。 CTCS-3CTCS-3級列控系統地面系統的邊界條件主要包括：級列控系統地面系統的邊界條件主要包括： 相鄰相鄰RBCRBC、車站聯鎖、列控中心、臨時限速服務器管轄范圍邊界、車站聯鎖、列控中心、臨時限速服務器管轄范圍邊界CTCCTC系統調度臺管理范圍邊界系統調度臺管理范圍邊界CTCCTC與與TDCSTDCS或其它或其它CTCCTC中心管理范圍邊界中心管理范圍邊界GSM-RGSM-R網絡核心機房管理范圍邊界網絡核心機房管理范圍邊界CTCS-3CTCS-3級線路與其它等級客運專線邊界級線路與其它等級客運專線邊界運用條件的邊界，如參數值設置、運用范圍等運用條件的邊

35、界，如參數值設置、運用范圍等 對于邊界條件的測試，可通過行車許可、行車許可調整、臨時限速、臨時限速更對于邊界條件的測試，可通過行車許可、行車許可調整、臨時限速、臨時限速更新、模擬故障等進行驗證。新、模擬故障等進行驗證。中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第16頁/共29頁2010年3月18基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用6 6、測試環境、測試環境 完整的測試環境應包括完整的測試環境應包括系統構成、軟件版本、測試數據和測試工具系統構成、軟件版本

36、、測試數據和測試工具等，等，測試環境應相對穩定測試環境應相對穩定。CTCS-3CTCS-3級列控系統試驗測試環境應與系統的總體技術級列控系統試驗測試環境應與系統的總體技術方案、設備工作特性和運營需求一致，并具備模擬測試條件和監測分析手段。方案、設備工作特性和運營需求一致，并具備模擬測試條件和監測分析手段。具體要求包括：具體要求包括： 1 1）測試環境與總體技術方案的一致性：包括測試系統總體結構、系統設備配置、）測試環境與總體技術方案的一致性：包括測試系統總體結構、系統設備配置、接口方案、安全信息網絡結構、應答器布置原則、系統集成功能要求等；接口方案、安全信息網絡結構、應答器布置原則、系統集成功

37、能要求等； 2 2）測試環境與設備工作特性的一致性：包括設備工作環境、電氣特性、電磁兼容）測試環境與設備工作特性的一致性：包括設備工作環境、電氣特性、電磁兼容環境等；環境等； 3 3）測試環境與運營需求的一致性：包括地面數據配置、運營速度、司機操作與）測試環境與運營需求的一致性：包括地面數據配置、運營速度、司機操作與DMIDMI顯示、系統配置參數等；顯示、系統配置參數等； 4 4）測試環境對模擬測試條件的要求：測試環境應具備一定的模擬測試條件，以驗）測試環境對模擬測試條件的要求：測試環境應具備一定的模擬測試條件，以驗證系統在特定條件下的功能和故障安全性能，包括應答器報文修改、證系統在特定條件下

38、的功能和故障安全性能，包括應答器報文修改、RBCRBC內部參數或內部參數或變量值修改、系統配置參數或列車數據的修改等；變量值修改、系統配置參數或列車數據的修改等； 5 5）測試環境對監測分析手段的要求：測試環境應具備一定的監測記錄與分析手段，）測試環境對監測分析手段的要求：測試環境應具備一定的監測記錄與分析手段，以滿足對系統功能或性能的綜合評價，包括以滿足對系統功能或性能的綜合評價，包括JRUJRU記錄分析設備、記錄分析設備、RBCRBC維護終端和司法記維護終端和司法記錄器、錄器、GSM-RGSM-R無線網絡無線網絡PRIPRI、A A、AbisAbis接口監測記錄設備等。接口監測記錄設備等。

39、 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第17頁/共29頁2010年3月19基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用6 6、測試環境、測試環境 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第18頁/共29頁2010年3月20基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用6 6、數據分析與缺陷（、數據分析與缺陷（bugbug

40、）的管理）的管理 （1 1）數據分析的基礎）數據分析的基礎-監測記錄手段監測記錄手段 對試驗過程中的動態數據進行監測、記錄與分析，是驗證系統功能特征、對試驗過程中的動態數據進行監測、記錄與分析，是驗證系統功能特征、子系統間信息交換過程與內容、系統間接口關系是否正確的重要手段。子系統間信息交換過程與內容、系統間接口關系是否正確的重要手段。 武廣線武廣線CTCS-3CTCS-3級列控系統試驗采用的監測與記錄手段包括車載監測記錄級列控系統試驗采用的監測與記錄手段包括車載監測記錄終端和地面的監測記錄終端，包括：總線監測記錄設備、終端和地面的監測記錄終端，包括：總線監測記錄設備、DCUTermDCUTe

41、rm、車載司、車載司法記錄器、法記錄器、ATP IgsmATP Igsm接口監測終端、接口監測終端、DMIDMI攝像記錄，攝像記錄，RBCRBC維護終端記錄、維護終端記錄、MTMT接接口監測記錄、口監測記錄、RBC-RBC-聯鎖接口監測記錄、聯鎖接口監測記錄、RBC PRIRBC PRI接口監測記錄等。接口監測記錄等。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第19頁/共29頁2010年3月21基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用6 6、數據分析與缺

42、陷（、數據分析與缺陷（bugbug）的管理）的管理 （2 2）數據分析的結果）數據分析的結果-判斷和發現系統缺陷判斷和發現系統缺陷 數據分析是黑盒測試過程中判斷輸入與輸出關系不一致的必要手段，是數據分析是黑盒測試過程中判斷輸入與輸出關系不一致的必要手段，是判斷和發現系統缺陷的關鍵環節，通過數據分析可以發現以下類型的錯誤：判斷和發現系統缺陷的關鍵環節，通過數據分析可以發現以下類型的錯誤： 1 1）不正確或遺漏的功能；）不正確或遺漏的功能； 2 2）接口錯誤；）接口錯誤； 3 3）數據結構或外部數據庫訪問錯誤；）數據結構或外部數據庫訪問錯誤； 4 4）性能錯誤；）性能錯誤； 5 5）初始化或終止錯

43、誤）初始化或終止錯誤 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第20頁/共29頁2010年3月22基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用6 6、數據分析與缺陷（、數據分析與缺陷（bugbug）的管理）的管理 （3 3）系統缺陷的分類管理）系統缺陷的分類管理 在在CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試過程中，數據分析包括以級列控系統聯調聯試過程中，數據分析包括以DMIDMI顯示為主的輸顯示為主的輸出數據的分析和以出數據的分析和以JRUJRU數據、數據

44、、RBCRBC監測記錄數據、監測記錄數據、GSM-RGSM-R核心機房監測數據為核心機房監測數據為主的輸入數據的分析，根據數據分析結果，確定缺陷的類型，實現對缺陷的主的輸入數據的分析，根據數據分析結果，確定缺陷的類型，實現對缺陷的分類管理。分類管理。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第21頁/共29頁2010年3月23基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究4 4、結束語、結束語 CTCS-3 CTCS-3級列控系統是代表了世界先進水平的高速鐵路列車控制系統，是級列控系統是代表了世界先進水平

45、的高速鐵路列車控制系統，是保證高速列車運行安全的重要手段，系統本身必須具備高可靠性和高安全性，保證高速列車運行安全的重要手段，系統本身必須具備高可靠性和高安全性，對系統進行科學、完善的測試與系統試驗是系統研發、工程實施過程中的必對系統進行科學、完善的測試與系統試驗是系統研發、工程實施過程中的必要環節。以黑盒測試理論為基礎，基于測試案例的測試方法在武廣高速客運要環節。以黑盒測試理論為基礎，基于測試案例的測試方法在武廣高速客運專線專線CTCS-3CTCS-3級列控系統的系統試驗和聯調聯試中首次得到了應用，包括測試級列控系統的系統試驗和聯調聯試中首次得到了應用，包括測試環境的建設、測試案例的執行、測

46、試方案的制定、測試缺陷的管理等，已逐環境的建設、測試案例的執行、測試方案的制定、測試缺陷的管理等，已逐步形成了一套完備的測試規范，積累了經驗，促進了我國步形成了一套完備的測試規范，積累了經驗，促進了我國CTCS-3CTCS-3級列控技術級列控技術的發展與完善，為武廣、鄭西等客運專線的發展與完善，為武廣、鄭西等客運專線CTCS-3CTCS-3級列控系統的調試與開通、級列控系統的調試與開通、系統評估提供了重要的支持。系統評估提供了重要的支持。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所謝謝！謝謝！第22頁/共29頁2010年3月24基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS

47、-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 概述概述 CTCS-3 CTCS-3級列車運行控制系統是我國鐵路時速級列車運行控制系統是我國鐵路時速300-350km300-350km客運專線的重要客運專線的重要技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一；技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一；CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試是系統開發過程中或實際工程開通運營前進行的完整性級列控系統聯調聯試是系統開發過程中或實際工程開通運營前進行的完整性測試，包括對系統設計方案的驗證、系統總體功能需求的確認，系統接口關測試，包括對系統設計方案

48、的驗證、系統總體功能需求的確認，系統接口關系與安全性的測試等，是典型的黑盒測試；武廣客運專線系與安全性的測試等，是典型的黑盒測試；武廣客運專線CTCS-3CTCS-3級列控系統級列控系統聯調聯試以黑盒測試技術為基礎，實現了測試模型、測試案例、測試數據、聯調聯試以黑盒測試技術為基礎，實現了測試模型、測試案例、測試數據、缺陷管理與試驗環境的有機結合，已逐步形成了一套完備的測試規范，積累缺陷管理與試驗環境的有機結合，已逐步形成了一套完備的測試規范，積累了經驗，促進了我國了經驗，促進了我國CTCS-3CTCS-3級列控技術的發展與完善，為武廣、鄭西等客運級列控技術的發展與完善，為武廣、鄭西等客運專線專

49、線CTCS-3CTCS-3級列控系統的調試與開通、系統評估提供了重要的支持。級列控系統的調試與開通、系統評估提供了重要的支持。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第23頁/共29頁2010年3月25基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 1 前言前言 CTCS-3CTCS-3級列車運行控制系統是我國鐵路時速級列車運行控制系統是我國鐵路時速300-350km300-350km客運專線的重要技客運專線的重要技術裝備，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一。術裝備，是保證高速列車運行安全

50、、可靠、高效的核心技術之一。 CTCS-3CTCS-3級列控系統充分利用了當代最先進的通信技術、計算機網絡技術、級列控系統充分利用了當代最先進的通信技術、計算機網絡技術、工業自動控制技術和信息處理技術，將分散的列車位置信息與信息自動分析工業自動控制技術和信息處理技術，將分散的列車位置信息與信息自動分析處理、管理和決策有機結合起來，實現了高速運行條件下對列車運行速度和處理、管理和決策有機結合起來，實現了高速運行條件下對列車運行速度和追蹤間隔的實時監控和防護。追蹤間隔的實時監控和防護。 為檢驗和確認列控系統的設計方案和功能需求，在系統集成工作完成后，為檢驗和確認列控系統的設計方案和功能需求，在系統

51、集成工作完成后，應對系統進行聯調聯試，通過實車試驗的方式，驗證系統功能需求與設計方應對系統進行聯調聯試，通過實車試驗的方式，驗證系統功能需求與設計方案的符合性、系統集成與設計方案的符合性，檢驗設計方案的完善程度與安案的符合性、系統集成與設計方案的符合性，檢驗設計方案的完善程度與安全性能，為調整和優化設計方案提供依據。全性能，為調整和優化設計方案提供依據。 為了全面、準確地驗證列控系統的功能需求，我國在借鑒歐標為了全面、準確地驗證列控系統的功能需求，我國在借鑒歐標Subset-076Subset-076的基礎上，制定了的基礎上，制定了CTCS-3CTCS-3級列控系統測試案例級列控系統測試案例，

52、頒布了，頒布了客運專線客運專線CTCS-CTCS-3 3級列控系統綜合試驗試驗大綱級列控系統綜合試驗試驗大綱，成為我國，成為我國CTCS-3CTCS-3級列控系統綜合試驗和聯級列控系統綜合試驗和聯調聯試的重要依據，并在武廣客運專線調聯試的重要依據，并在武廣客運專線CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試中首次應級列控系統聯調聯試中首次應用。用。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第24頁/共29頁2010年3月26基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究 2 2 黑盒測試理論黑盒測試理論1

53、1、黑盒測試的概念：黑盒測試的概念： 黑盒測試技術是黑盒測試技術是只基于需求和功能只基于需求和功能，通過觀察輸入及其相應的輸出，對功，通過觀察輸入及其相應的輸出，對功能正確與否進行判斷的技術。黑盒測試能正確與否進行判斷的技術。黑盒測試從最終用戶的角度出發從最終用戶的角度出發，可以發現不，可以發現不正確功能、接口問題和數據庫錯誤等缺陷。正確功能、接口問題和數據庫錯誤等缺陷。 按照黑盒測試理論，無論是系統級或單元級的測試，都應在可用資源下按照黑盒測試理論，無論是系統級或單元級的測試，都應在可用資源下盡盡可能生成詳盡的測試案例可能生成詳盡的測試案例，以能夠發現盡可能多的錯誤，可用資源包括功能，以能夠

54、發現盡可能多的錯誤，可用資源包括功能需求文檔、需求規格說明、測試人員在領域內的知識和經驗、缺陷分析數據需求文檔、需求規格說明、測試人員在領域內的知識和經驗、缺陷分析數據等。測試案例應能覆蓋規格說明文檔中的每一個入口、功能需求規范中的每等。測試案例應能覆蓋規格說明文檔中的每一個入口、功能需求規范中的每一個功能需求以及每個入口或需求的不同邊界條件。一個功能需求以及每個入口或需求的不同邊界條件。 中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第25頁/共29頁2010年3月27基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技

55、術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用5 5、測試數據與邊界條件、測試數據與邊界條件 （4 4）接口關系及邊界條件的測試）接口關系及邊界條件的測試 邊界值分析法是黑盒測試關鍵技術之一，其方法是盡可能針對系統設計邊界值分析法是黑盒測試關鍵技術之一，其方法是盡可能針對系統設計或應用的邊緣區設計專門的測試案例。對或應用的邊緣區設計專門的測試案例。對CTCS-3CTCS-3級列控系統邊界條件的測試，級列控系統邊界條件的測試，主要驗證三個方面的內容，一是相鄰邊界點數據配置的一致性，二是驗證相主要驗證三個方面的內容，一是相鄰邊界點數據配置的一致性，二是驗證相鄰設備之間的接口關系，三是驗證相關

56、運用條件的邊界。鄰設備之間的接口關系，三是驗證相關運用條件的邊界。 CTCS-3CTCS-3級列控系統地面系統的邊界條件主要包括：級列控系統地面系統的邊界條件主要包括： 相鄰相鄰RBCRBC、車站聯鎖、列控中心、臨時限速服務器管轄范圍邊界、車站聯鎖、列控中心、臨時限速服務器管轄范圍邊界CTCCTC系統調度臺管理范圍邊界系統調度臺管理范圍邊界CTCCTC與與TDCSTDCS或其它或其它CTCCTC中心管理范圍邊界中心管理范圍邊界GSM-RGSM-R網絡核心機房管理范圍邊界網絡核心機房管理范圍邊界CTCS-3CTCS-3級線路與其它等級客運專線邊界級線路與其它等級客運專線邊界運用條件的邊界，如參數

57、值設置、運用范圍等運用條件的邊界，如參數值設置、運用范圍等 對于邊界條件的測試，可通過行車許可、行車許可調整、臨時限速、臨時限速更對于邊界條件的測試，可通過行車許可、行車許可調整、臨時限速、臨時限速更新、模擬故障等進行驗證。新、模擬故障等進行驗證。中國鐵道科學研究院通信信號研究所中國鐵道科學研究院通信信號研究所第26頁/共29頁2010年3月28基于黑盒測試技術的基于黑盒測試技術的CTCS-3CTCS-3級列控系統聯調聯試技術研究級列控系統聯調聯試技術研究3 3、黑盒測試技術的應用、黑盒測試技術的應用6 6、測試環境、測試環境 完整的測試環境應包括完整的測試環境應包括系統構成、軟件版本、測試數據和測試工具系統構成、軟件版本、測試數據和測試工具等，等，測試環境應相對穩定測試環境應相對穩定。CTCS-3CTCS-3級列控系統試驗測試環境應與系統的總體技術級列控系統試驗測試環境應與系統的總體技術方案、設備工作特性和運營需求一致，并具備模擬測試條件和監測分析手段。方