机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法，步骤1获取防撞系统构成及运行方式，构建软件系统级测试环境；步骤2分解标准测试场景描述文件中的输入数据，提取有效信息；依据系统功能、内外部接口信息，将防撞软件输入信息由内部接口向外部接口进行迁移，使其满足软件系统级测试输入需求；构造S模式应答机DF报文信息、地面站UF报文信息和本机信息；步骤3将构造的测试数据施加在构建的软件系统测试环境之上，利用交通/决断显示器和告警扬声器输出交通决断告警结果，将该结果与仿真输出结果进行比对，验证标准测试场景在软件系统测试中是否可通过。该方法基于DO

【技术实现步骤摘要】
机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法


[0001]本专利技术属于机载防撞系统软件测试领域,特别涉及机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法。

技术介绍

[0002]机载防撞系统通过对附近空域装有空管应答机的飞机进行有效跟踪与监视，完成对目标飞机的距离、速度、飞行高度、方位等信息的获取并进行计算，根据目标的运行轨迹正确产生交通告警，或进一步依据威胁程度产生决断告警。交通告警和决断告警信息同时以语音和显示器上显示的方式提供给飞行员，及时提醒飞行员采取措施，避让危险，防止与其它飞机发生碰撞；当双方都装有防撞系统时，能够通过S模式数据链交换防撞信息，达到相互协调配合避让的目的。
[0003]ACAS收发主机主要包括“监视软件”和“防撞软件”两部分：监视软件负责探测周围A/C模式与S模式飞机，并与周围的飞机进行通讯；防撞软件负责对一定范围内的飞机进行跟踪处理，确定是否存在相撞威胁，如果存在相撞威胁则提出相应的告警提示。
[0004]机载防撞系统依据的国际标准DO
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185A标准，提供了仿真软件TSIM用于验证防撞系统中“防撞软件”的正确性，提供的标准测试用例集为305个测试场景的输入输出数据。通过TSIM软件加载并运行某一场景输入数据，可将防撞逻辑处理结果直观的体现在软件显示界面。DO
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185A标准要求，实装设备上的“防撞软件”载入标准测试场景的输入数据，应能生成与标准输出一致的数据。目前标准提供的测试数据仅适用于“防撞软件”部分的验证，无防撞系统软件开展软件系统级测试的标准测试场景。然而，构建完备的软件系统级测试数据是非常困难的。主要原因在于防撞系统软件十分复杂，很难证明构建出来的测试数据是充分的，且无法给出测试用例的预期输出。
[0005]因此需要一种“防撞软件”标准测试场景在系统级测试中的设计方法，构造软件系统级测试环境，提供既满足软件系统级测试设备输入输出需求，又满足DO
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185A标准要求的数据，以测试整个防撞系统软件的正确性，提升软件测试层次。

技术实现思路

[0006]鉴本专利技术的主要目的在于提供机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法，基于DO
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185A标准对“防撞软件”的测试场景描述，构建软件系统级测试环境，构造测试输入数据，使得标准中的测试场景可在防撞系统软件的系统级进行测试，以验证机载防撞系统是否满足DO
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185A标准，提升了软件测试层次。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术实施例提供的机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法，包括以下步骤：步骤1、软件系统测试环境构建，具体作法如下：获取防撞系统构成及运行方式，构建软件系统级测试环境；
步骤2、系统测试数据构造，具体步骤如下：1）分解标准测试场景描述文件中输入数据，提取有效信息；2）依据系统功能、内外部接口信息，将防撞软件输入信息由内部接口向外部接口进行迁移，使其满足软件系统测试输入需求；3）构造S模式应答机DF报文信息，包括UF0应答信息；4）构造地面站UF报文信息，包括UF16决断告警信息；5）构造本机信息，包括无线电高度信息、气压高度信息和控制信息；步骤3、软件系统级测试，具体作法如下：将构造的测试数据施加在构建的软件系统测试环境之上，利用交通/决断显示器和告警扬声器输出交通决断告警结果，将该结果与仿真输出结果进行比对，验证标准测试场景在软件系统测试中是否可通过。
[0008]在一个实施例中，所述步骤1中，获取防撞系统构成及运行方式，构建软件系统级测试环境；包括：通过分析防撞系统的外部交联环境、内部组成和其内外部接口信息，获取其构成和运行方式，其具体作法如下：本机、入侵机装有机载防撞系统时，本机与入侵机通过射频信号进行信息交互，并且与地面站进行信息交互；所述机载防撞系统包括ACAS收发主机、S模式应答机、显示单元和控制单元；其中，所述ACAS收发主机包括监视软件和防撞软件两部分：所述监视软件负责探测周围A/C模式与S模式飞机，并与周围的飞机进行通讯；所述防撞软件负责对预设范围内的飞机进行跟踪处理，确定是否存在相撞威胁，如果存在相撞威胁则提出相应的告警提示；其中，S模式应答机接收、发送本机与入侵机之间的射频信息交互。
[0009]在一个实施例中，所述步骤1中，软件系统测试环境构建，其具体作法如下：经过分析系统构成、交联以及运行方式，搭建一套软件系统测试环境；软件系统测试环境需要模拟真实的入侵机信息、地面站信息以及本机信息；被测系统为一套完整的机载防撞系统，包括ACAS收发主机、S模拟应答机、控制盒、交通/决断显示器、扬声器、电源以及各设备中的软件；开展系统级软件测试时，选取的测试设备分别为：射频信号源设备，能够模拟与入侵机交互的射频信息，包括UF0、UF16报文和DF0、DF16报文；地面站模拟设备，分别与本机和入侵机进行信息交互，包括UF4、UF5、UF20、UF21报文和DF4、DF5、DF20、DF21报文；无线电高度表模拟设备，向ACAS收发主机发送无线电高度信息；气压高度表模拟设备，向本机的S模式应答机发送气压高度；射频信号源设备控制软件，用于入侵机运动轨迹进行编程控制，模拟具有运动轨迹变化和状态变化的入侵机的S模式应答机与被测系统进行信息交互。
[0010]在一个实施例中，所述步骤2的子步骤1）分解标准测试场景描述文件中输入数据，提取有效信息，分解用于TSIM软件加载测试用例的输入文件EN$$TS##.DAT，该输入文件描述测试用例描述场景，其输入数据为防撞软件接口需求的输入，分析其输入文件格式和内
容，其具体作法如下：软件系统测试环境搭建完成后，需要对场景进行分析；通过TSIM解析用例脚本数据，并动态展示每秒本机和入侵机飞行航迹，包括本机垂直速度、气压高度信息，以及入侵机的气压高度，并显示本机与入侵机的相对距离信息，经过TSIM仿真防撞算法输出结果通过数字显示，包括当前时间标下的语音告警信息、决断告警信息和建议爬升/下降信息内容；按照测试用例输入文件EN$$TS##.DAT中关键字进行解析，提取有效信息具体如下：测试用例输入文件EN$$TS##.DAT中定义了本机信息[Own Aircraft Information]和入侵机信息[Encounter 1]、[Encounter 2]……
[Encounter n]，此处可描述多架入侵机信息；本机信息包括本机基本信息和本机某一时刻T的状态；其中本机基本信息包括最小高度[Min_Alt]、最大高度[Max_Alt]、空速[Air_Speed]、初始气压高度[Init_Alt]、初始垂直速度[Init_Alt_Rate] ；某一时刻T至少包括T=1起始时刻状态和T=某一时刻测试结束，时间刻度为秒；在起始和结束时刻中，设置任意1秒本机的状态信息，包括垂直速度变化率[Alt_Accel]以及本机状态；其中，本机状态信息包括本机S模式应答机工作模式[Mode_Selector]、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.机载防撞系统防撞软件测试场景在系统测试中的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、软件系统测试环境构建，具体作法如下：获取防撞系统构成及运行方式，构建软件系统级测试环境；步骤2、系统测试数据构造，具体步骤如下：1）分解标准测试场景描述文件中输入数据，提取有效信息；2）依据系统功能、内外部接口信息，将防撞软件输入信息由内部接口向外部接口进行迁移，使其满足软件系统测试输入需求；3）构造S模式应答机DF报文信息，包括UF0应答信息；4）构造地面站UF报文信息，包括UF16决断告警信息；5）构造本机信息，包括无线电高度信息、气压高度信息和控制信息；步骤3、软件系统级测试，具体作法如下：将构造的测试数据施加在构建的软件系统测试环境之上，利用交通/决断显示器和告警扬声器输出交通决断告警结果，将该结果与仿真输出结果进行比对，验证标准测试场景在软件系统测试中是否可通过。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，获取防撞系统构成及运行方式，构建软件系统级测试环境；包括：通过分析防撞系统的外部交联环境、内部组成和其内外部接口信息，获取其构成和运行方式，其具体作法如下：本机、入侵机装有机载防撞系统时，本机与入侵机通过射频信号进行信息交互，并且与地面站进行信息交互；所述机载防撞系统包括ACAS收发主机、S模式应答机、显示单元和控制单元；其中，所述ACAS收发主机包括监视软件和防撞软件两部分：所述监视软件负责探测周围A/C模式与S模式飞机，并与周围的飞机进行通讯；所述防撞软件负责对预设范围内的飞机进行跟踪处理，确定是否存在相撞威胁，如果存在相撞威胁则提出相应的告警提示；其中，S模式应答机接收、发送本机与入侵机之间的射频信息交互。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，软件系统测试环境构建，其具体作法如下：经过分析系统构成、交联以及运行方式，搭建一套软件系统测试环境；软件系统测试环境需要模拟真实的入侵机信息、地面站信息以及本机信息；被测系统为一套完整的机载防撞系统，包括ACAS收发主机、S模拟应答机、控制盒、交通/决断显示器、扬声器、电源以及各设备中的软件；开展软件系统级测试时，选取的测试设备分别为：射频信号源设备，能够模拟与入侵机交互的射频信息，包括UF0、UF16报文和DF0、DF16报文；地面站模拟设备，分别与本机和入侵机进行信息交互，包括UF4、UF5、UF20、UF21报文和DF4、DF5、DF20、DF21报文；无线电高度表模拟设备，向ACAS收发主机发送无线电高度信息；气压高度表模拟设备，向本机的S模式应答机发送气压高度；
射频信号源设备控制软件，用于入侵机运动轨迹进行编程控制，模拟具有运动轨迹变化和状态变化的入侵机的S模式应答机与被测系统进行信息交互。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2的子步骤1）包括：分解用于TSIM软件加载测试用例的输入文件，该输入文件描述测试用例描述场景，其输入数据为防撞软件接口需求的输入；分析其输入文件格式和内容，其具体作法如下：软件系统测试环境搭建完成后，需要对场景进行分析；通过TSIM解析用例脚本数据，并动态展示每秒本机和入侵机飞行航迹，包括本机垂直速度、气压高度信息，以及入侵机的气压高度，并显示本机与入侵机的相对距离信息，经过TSIM仿真防撞算法输出结果通过数字显示，包括当前时间标下的语音告警信息、决断告警信息和建议爬升/下降信息内容；按照测试用例输入文件中关键字进行解析，提取有效信息具体如下：测试用例输入文件中定义了本机信息和至少一个入侵机信息。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2中子步骤2）包括：将防撞软件输入数据向外扩展为系统级输入，按照功能、接口、数据流划分至系统外部的不同输入源，其中外部输入源包括射频信号源模拟设备、地面站模拟设备、无线电高度表模拟设备、气压高度表模拟设备以及控制盒；需要迁移到外部接口的数据分别为本机高度，本机状态，本机与入侵机相对距离、相对位置，入侵机高度，入侵机状态以及多机协同信息，具体作法如下：21）本机高度信息通过气压高度表设定，输入数值设置依据为本机信息中的初始气压高度、初始垂直速度和垂直速度变化率；22）本机状态信息中的S模式地址由S模式应答机设定，为实际值；其中，工作模式由控制盒设置控制命令，输入数值设置依据为S模式应答机工作模式；无线电高度值及其有效性、地面高度和禁止状态信息由无线电高度表模拟设备给定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：路云峰，刘斌，陈国艳，王世海，余正伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：