鄭娟

軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要手段，是軟件生命周期中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其中，軟件測試用例的設(shè)計是整個測試工作的重點和難點。場景法作為一種黑盒測試方法，提供了一種基于使用的測試設(shè)計思路，能夠提高測試質(zhì)量和效率。本文以應(yīng)答器報文結(jié)構(gòu)作為載體，建立思維導(dǎo)圖，構(gòu)建場景模式，闡述不同的應(yīng)答器報文結(jié)構(gòu)測試方案。

一、場景化測試設(shè)計在城市軌道交通行業(yè)應(yīng)用的必要性

隨著時間推移，一切都在發(fā)生變化，城市軌道交通信號系統(tǒng)的軟件測試方法和過程也發(fā)生了深刻的變化。測試用例是軟件測試生命周期中非常重要的一部分，傳統(tǒng)測試用例，一般是根據(jù)需求的一些功能進(jìn)行羅列，測試步驟之間關(guān)聯(lián)性弱，且和現(xiàn)場運營場景大相徑庭，測試能夠發(fā)現(xiàn)的軟件問題一般屬于功能性的表面缺陷，若想發(fā)現(xiàn)更有價值的軟件問題，需要引入場景化測試思想，本文以應(yīng)答器報文結(jié)構(gòu)為載體，剖析場景化測試方案的設(shè)計思路。

二、列車與信標(biāo)的關(guān)系介紹

地鐵列車精確定位是列車運行控制系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)，準(zhǔn)確、及時、可靠的獲取列車位置信息，是地鐵安全、有效運行的保障。當(dāng)區(qū)域控制器故障時，列車便降級為后備模式，這時，列車的安全運行主要是由移動授權(quán)來保證。故，列車定位和移動授權(quán)的計算是地鐵安全運行非常重要的環(huán)節(jié)，這兩個環(huán)節(jié)均離不開最基本的信號組成部分——信標(biāo)（Beacon）。工程設(shè)計中，會部署有許多LEU設(shè)備，聯(lián)鎖會將信號機和道岔信息送給LEU設(shè)備，一個LEU最多連接4個信標(biāo)，地鐵線路上會間隔部署許多信標(biāo)設(shè)備，當(dāng)列車讀到信標(biāo)的時候，會產(chǎn)生應(yīng)答器報文，應(yīng)答器報文中攜帶了許多重要信息，列車據(jù)此實現(xiàn)自我定位和計算移動授權(quán)。

三、應(yīng)答器報文的組成結(jié)構(gòu)

應(yīng)答器即信標(biāo)，包括兩種類型：有源信標(biāo)和無源信標(biāo)。有源信標(biāo)又包括重開信標(biāo)（Reopening BMB），預(yù)告信標(biāo)（Approaching BMB）。如圖1所示，利用思維導(dǎo)圖工具，對應(yīng)答器報文結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理。有源信標(biāo)和無源信標(biāo)均用于列車定位，其中，有源信標(biāo)還可以用于攜帶后備下的MA信息。有源信標(biāo)和無源信標(biāo)有共同的組成結(jié)構(gòu)：（1）幀標(biāo)識，占位50 bit；（2）用戶信息，占位772 bit；（3）幀結(jié)束，占位8 bit。有源信標(biāo)的用戶信息包含：信號機、信標(biāo)到MA終點距離、道岔信息等，故此部分是測試設(shè)計和測試檢查的重點內(nèi)容。

四、場景化測試設(shè)計方案

（一）信號機信息

假設(shè)Q_SIGNAL_ASPECT中的19個比特用XXA BCDE FGHI JKLM NPQR表示，每個字母表示一個比特位，下文介紹幾種特殊場景：

1.紅燈報文

如圖2所示，重開信標(biāo)B1前方關(guān)聯(lián)的信號機是S1，S1為紅燈狀態(tài)。那么，當(dāng)列車讀到重開信標(biāo)B1時，可以看到應(yīng)答器報文中的Q_SIGNAL_ASPECT= b000 0000 0000 0000 0001且Q_SIGNAL_ASPECT_PRE= b000 0000 0000 0000 0000。

2.保護(hù)區(qū)段建立

保護(hù)區(qū)段即Overlap，Overlap建立的運營場景如圖3所示，重開信標(biāo)B1前方信號機S1為綠燈開放狀態(tài)，且前方進(jìn)路已建立，圖3示Overlap亦觸發(fā)。那么，當(dāng)列車讀到重開信標(biāo)B1時，可以看到應(yīng)答器報文中的Q_SIGNAL_ ASPECT.R= 1且Q_SIGNAL_ASPECT_PRE= b000 0000 0000 0000 0000。

3.進(jìn)路內(nèi)存在匯聚道岔&分散道岔

若進(jìn)路范圍內(nèi)既存在分散道岔P1（定位），又存在匯聚道岔P2（定位），那么，當(dāng)列車讀到重開信標(biāo)B1時，可以看到應(yīng)答器報文中的Q_SIGNAL_ASPECT.Q=1且Q_ SIGNAL_ASPECT_PRE= b000 0000 0000 0000 0000，如圖4所示。

若進(jìn)路范圍內(nèi)既存在分散道岔P1（反位），又存在匯聚道岔P3（反位），那么，當(dāng)列車讀到重開信標(biāo)B1時，可以看到應(yīng)答器報文中的Q_SIGNAL_ASPECT.Q=0且Q_ SIGNAL_ASPECT_PRE= b000 0000 0000 0000 0000，如圖5所示。

（二）道岔信息

1.進(jìn)路范圍內(nèi)多個定位道岔

如圖6所示，進(jìn)路范圍內(nèi)存在四個道岔，分散道岔P1&P3，匯聚道岔P2&P4，且四個道岔均位于定位狀態(tài)，那么，當(dāng)列車讀到重開信標(biāo)B1時，可以看到應(yīng)答器報文中道岔數(shù)據(jù)是4，且道岔的ID和狀態(tài)按MA方向順序排列。即：

N_SWITCH=4；NID_SWITCH1： value=ID_P1；S_ SWITCH1_STAT： value=b10；NID_SWITCH2： value=ID_ P2；S_SWITCH2_STAT： value=b10；NID_SWITCH3： value=ID_P3；S_SWITCH3_STAT： value=b10；NID_ SWITCH4： value=ID_P4；S_SWITCH4_STAT： value=b10。

2.進(jìn)路范圍內(nèi)多個反位道岔

如圖7所示，進(jìn)路范圍內(nèi)存在兩個道岔，分散道岔P1（反位），匯聚道岔P3（反位），那么，當(dāng)列車讀到重開信標(biāo)B1時，可以看到應(yīng)答器報文中道岔數(shù)據(jù)是2，且道岔的ID和狀態(tài)按MA方向順序排列，即：N_SWITCH=2；NID_ SWITCH1： value=ID_P1；S_SWITCH1_STAT： value=b01；NID_SWITCH2： value=ID_P3；S_SWITCH2_STAT： value=b01。

（三）有源應(yīng)答器默認(rèn)報文

運營過程中，可能會出現(xiàn)，LEU和Beacon、聯(lián)鎖通信斷開的情況，當(dāng)列車讀到屬于該LEU設(shè)備的信標(biāo)時，相應(yīng)會讀到有源應(yīng)答器默認(rèn)報文，應(yīng)答器默認(rèn)報文中的M_ MCOUNT=b11111100；

N_SWITCH=b0000；Q_SIGNAL_ ASPECT=b000 0000 0000 0000 0001；Q_ SIGNAL_ASPECT_PRE=b000 0000 0000 0000 0000；D_DIS=0；D_DIS_ OVERLAP=0；C_LEU_BALISE=1。

五、總結(jié)

本文研究了應(yīng)答器報文結(jié)構(gòu)的場景化測試方法，著重介紹了場景化測試設(shè)計在應(yīng)答器報文結(jié)構(gòu)測試中的應(yīng)用。使用思維導(dǎo)圖工具，先對被測對象進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，然后結(jié)合地鐵運營場景，針對每個導(dǎo)圖分支進(jìn)行運營場景的圖形化分析，并設(shè)計相應(yīng)測試用例進(jìn)行場景覆蓋，提高了測試覆蓋的準(zhǔn)確性，降低了軟件風(fēng)險，能夠以更少的人力發(fā)現(xiàn)更有價值的軟件缺陷。

作者單位：卡斯柯信號有限公司