卡斯柯信號(hào)有限公司 徐 曼 季志均

近幾年iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的集成測(cè)試以手動(dòng)測(cè)試為主，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖作為鐵路安全高效行車的核心控制系統(tǒng)，對(duì)其安全性進(jìn)行充分測(cè)試無(wú)疑是給手動(dòng)測(cè)試帶來(lái)強(qiáng)大的壓力和考驗(yàn)。iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)還具有與外部系統(tǒng)豐富的接口類型，以滿足多種鐵路安全協(xié)議通信。其測(cè)試的難點(diǎn)有：如何建立一套完善適應(yīng)性強(qiáng)的繼電接口模擬系統(tǒng)，如何在眾多測(cè)試資源中快速更換測(cè)試環(huán)境，面對(duì)豐富的信息交互如何快速準(zhǔn)確的分析測(cè)試結(jié)果，之后又如何提高測(cè)試執(zhí)行效率。本文提出的自動(dòng)化測(cè)試設(shè)計(jì)將解決以上問(wèn)題。

1 測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)

集成測(cè)試一直是測(cè)試領(lǐng)域占用資源最多的階段，測(cè)試環(huán)境最復(fù)雜，結(jié)合iLOCK性計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)測(cè)試的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)如圖1測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)。被測(cè)對(duì)象iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（iLOCK-IPS），室外繼電接口模擬系統(tǒng)由PLC控制臺(tái)（PLC Control，簡(jiǎn)稱PLCC）和PLC執(zhí)行單元（PLC Execution Unit，簡(jiǎn)稱PLCEU）組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和iLOCK-IPS通信的系統(tǒng)如TCC、RBC、鄰站等由外部模擬系統(tǒng)（External Simulation System，簡(jiǎn)稱ESS）替代，值班員操作系統(tǒng)（MMI）負(fù)責(zé)向iLOCK-IPS發(fā)送操作命令和站場(chǎng)圖顯示，測(cè)試架構(gòu)中的核心部分是自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)（Automatic Test Platform，簡(jiǎn)稱ATP）負(fù)責(zé)自動(dòng)化部署、自動(dòng)化測(cè)試執(zhí)行以及測(cè)試分析。

2 自動(dòng)化部署

ATP自動(dòng)化部署整個(gè)自動(dòng)化測(cè)試架構(gòu)的準(zhǔn)備和前提，包含對(duì)iLOCK-IPS、PLCC、ESS和MMI等系統(tǒng)的部署環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的部署在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可使用多任務(wù)觸發(fā)配合完成。ATP首先部署iLOCKIPS和PLCC，部署成功再觸發(fā)ESS和MMI部署任務(wù)。整個(gè)部署是經(jīng)過(guò)分析iLOCK型計(jì)算聯(lián)鎖系統(tǒng)的細(xì)節(jié)和接口而展開。ATP除了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化部署，還對(duì)部署環(huán)境進(jìn)行備份，便于測(cè)試環(huán)境復(fù)現(xiàn)和更換。

2.1 iLOCK-IPS和PLCC部署

目前iLOCK-IPS系統(tǒng)集成測(cè)試以手動(dòng)測(cè)試為主，嵌入式軟件和數(shù)據(jù)配置燒錄使 用手動(dòng)燒錄的方式，更換軟件或數(shù)據(jù)配置時(shí)首先需要取出芯片，在機(jī)器上燒錄后再將芯片放回板卡。而ATP提供在線燒錄方式，在iLOCK-IPS上電時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更新軟件和數(shù)據(jù)配置。

iLOCK-IPS繼電接口和硬件驅(qū)動(dòng)采集板卡直接相關(guān)，在不同的站中，所需要的板卡數(shù)據(jù)和位置都是不同的，手動(dòng)測(cè)試每次都依照硬件板卡配置文件，一塊一塊板卡比對(duì)或更換，更是有大型站時(shí)，需要搭建10個(gè)機(jī)籠，每個(gè)機(jī)籠12到13塊板卡，并人工核對(duì)板卡位置，當(dāng)更換站場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，僅更換硬件板卡都已消耗不少時(shí)間。

iLOCK-IPS繼電接口在后期項(xiàng)目集成測(cè)試時(shí)會(huì)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試，因此在自動(dòng)化測(cè)試中繼電接口板卡位置測(cè)試可不作為重點(diǎn)，這樣在自動(dòng)部署中調(diào)整硬件板卡配置讓其適應(yīng)目前板卡位置，節(jié)省更換板卡所耗時(shí)間。按照這個(gè)設(shè)計(jì)思路，ATP首先是調(diào)整硬件板卡配置，并部署PLCC環(huán)境，讓其根據(jù)新硬件配置控制PLCEU。

圖1 iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖自動(dòng)化測(cè)試架構(gòu)

2.2 ESS部署

ESS系統(tǒng)根據(jù)iLOCK-IPS外部接口類型，開發(fā)相關(guān)模擬系統(tǒng)包含TCC、RBC和鄰站等。按照鐵路標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，ESS實(shí)現(xiàn)和iLOCK-IPS通信，需要配置相關(guān)的安全參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。那么這些配置ATP如何部署呢？iLOCK-IPS軟件是通用的，可根據(jù)數(shù)據(jù)和配置與不同外部系統(tǒng)通信，ATP按照這個(gè)思路反推，當(dāng)取得一套iLOCK-IPS的數(shù)據(jù)和配置那么就可以確定與那些外部系統(tǒng)通信，ATP通過(guò)iLOCK-IPS配置和數(shù)據(jù)反推，即可得到ESS系統(tǒng)所需配置。ATP則通過(guò)這樣反推的思路實(shí)現(xiàn)對(duì)ESS的自動(dòng)化部署。

2.3 MMI部署

MMI主要功能是給iLOCK-IPS發(fā)送控制命令和顯示，其擁有和iLOCK-IPS匹配的數(shù)據(jù)和配置，在iLOCK-IPS系統(tǒng)集成測(cè)試中，MMI的數(shù)據(jù)和配置是相對(duì)復(fù)雜的，需要獨(dú)立制作。這樣ATP在部署MMI環(huán)境時(shí)不用反推，相對(duì)簡(jiǎn)單，通過(guò)任務(wù)構(gòu)造部署MMI數(shù)據(jù)和配置以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)MMI。

3 自動(dòng)化測(cè)試

iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)測(cè)試具有鐵路行業(yè)自身特點(diǎn)，它的需求變化不頻繁，項(xiàng)目周期長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)分析70%的測(cè)試用例可以重復(fù)使用。在調(diào)研多個(gè)通用自動(dòng)化測(cè)試工具后，發(fā)現(xiàn)通用工具在iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)測(cè)試中自動(dòng)化執(zhí)行率偏低，最終針對(duì)iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)特點(diǎn)，在ATP中開發(fā)自動(dòng)化測(cè)試功能。ATP不僅支持特定的腳本執(zhí)行用例，還與MMI、iLOCK-IPS、PLCC、ESS通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互以獲取預(yù)期結(jié)果，ATP還可監(jiān)測(cè)各個(gè)系統(tǒng)之間通信狀態(tài)，便于指示測(cè)試環(huán)境狀況。

3.1 自動(dòng)化腳本

iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中邏輯運(yùn)算、系統(tǒng)功能、性能以及通信，作為集成測(cè)試的重點(diǎn)，其中邏輯運(yùn)算最基本要完成基本的聯(lián)鎖表運(yùn)算，聯(lián)鎖表在本文設(shè)計(jì)中可以直接作為輸入生成腳本，系統(tǒng)功能和通信功能測(cè)試如需通過(guò)辦理進(jìn)路，在進(jìn)路腳本上增加相應(yīng)的檢查條件即可，其他測(cè)試則另編寫腳本。

3.2 自動(dòng)化執(zhí)行過(guò)程

整個(gè)自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程是通過(guò)ATP執(zhí)行腳本，控制信息交互如下：

（1）ATP執(zhí)行腳本發(fā)送控制消息給MMI，MMI將控制命令發(fā)給iLOCK-IPS,當(dāng)iLOCK-IPS收到命令后，相應(yīng)的內(nèi)部變量信息發(fā)給ATP，ATP收到第1處測(cè)試結(jié)果。

（2）iLOCK-IPS通過(guò)繼電接口輸出的信息通過(guò)PLCEU反饋到PLCC上，PLCC將相應(yīng)的輸出信息發(fā)給ATP，ATP得到第2處測(cè)試結(jié)果。

（3）iLOCK-IPS收到MMI命令后與ESS發(fā)送通信信息變化，ESS將相應(yīng)信息發(fā)給ATP，ATP收到第3處測(cè)試結(jié)果。

采集信息交互如下：

（1）PLCC將繼電采集信息通過(guò)PLCEU發(fā)給iLOCK-IPS。

（2）ESS將外部通信消息發(fā)給iLOCK-IPS。

（3）iLOCK-IPS將圖形信息等等發(fā)給MMI。

這樣ATP分別從PLCC、MMI、ESS獲取消息以及iLOCK-IPS的內(nèi)部變量，ATP就獲取到所有采集信息。通過(guò)以上過(guò)程，ATP就監(jiān)測(cè)到iLOCK-IPS內(nèi)部變量和外部所有接口的信息變化。

4 測(cè)試分析

ATP在測(cè)試執(zhí)行中，為了較完整的測(cè)試iLOCK-IPS系統(tǒng)的功能，測(cè)試預(yù)期檢查項(xiàng)多，如果只有人工分析，工作量很大，為此ATP中增加了測(cè)試分析功能。

測(cè)試分析工作分解為控制和采集信息的解析、iLOCK-IPS內(nèi)部變量比較。舉例來(lái)看下，控制信息交互流程從ATP發(fā)送的命令開始，經(jīng)過(guò)MMI發(fā)給iLOCK-IPS，使得iLOCK-IPS內(nèi)部變量發(fā)生變化，因此ATP發(fā)送的控制信息和iLOCK-IPS內(nèi)部變量是存在映射關(guān)系的，接著iLOCK-IPS輸出消息到PLCC和ESS系統(tǒng)，PLCC和ESS收到控制信息變化同時(shí)可能產(chǎn)生采集信息變化，采集信息則反饋回iLOCK-IPS和MMI，最后到達(dá)ATP，這樣控制流程中ATP控制信息與iLOCK-IPS內(nèi)部變量、PLCC、MMI、ESS的控制信息都存在映射關(guān)系，同理采集流程也存在映射關(guān)系，這兩類映射關(guān)系就成了測(cè)試分析的依據(jù)。ATP測(cè)試分析中將控制信息和采集信息解析為iLOCKIPS外部變量，根據(jù)映射關(guān)系對(duì)iLOCK-IPS內(nèi)部變量和外部變量進(jìn)行比較，就得到測(cè)試結(jié)果。

映射關(guān)系的整理是測(cè)試分析難點(diǎn)，需要積攢大量信號(hào)和系統(tǒng)知識(shí)，而自動(dòng)化節(jié)約下的人力和時(shí)間可以充分地用于測(cè)試分析。

結(jié)語(yǔ)：本文提出的iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)試設(shè)計(jì)，主要是把測(cè)試人員從機(jī)械式的手工測(cè)試勞動(dòng)中解放出來(lái)，通過(guò)自主開發(fā)的ATP、ESS工具可以很好的切合iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的自動(dòng)化測(cè)試需求，PLCC和PLCEU很好的解決繼電接口模擬的問(wèn)題，ATP展現(xiàn)了較強(qiáng)的自動(dòng)化部署和自動(dòng)化測(cè)試能力，原來(lái)手動(dòng)搭建1套環(huán)境至少需要1個(gè)測(cè)試人員1天時(shí)間，現(xiàn)只需要1h，以前測(cè)試人員執(zhí)行上百個(gè)用例至少要2周時(shí)間，自動(dòng)化執(zhí)行只需要1天，大大提高了工作效率，測(cè)試人員的精力可以投到測(cè)試分析和對(duì)系統(tǒng)學(xué)習(xí)等更有意義的事情中，真正用在提高iLOCK型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖產(chǎn)品質(zhì)量本身。