TSRS集成自動化測試腳本自動化編制技術(shù)研究

叢向超

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100073）

TSRS集成自動化測試腳本自動化編制技術(shù)研究

叢向超

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100073）

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的自動化測試中，測試數(shù)據(jù)腳本生成的是否科學(xué)、正確，覆蓋所有的測試場景是決定此次自動化測試是否達到預(yù)期結(jié)果的關(guān)鍵。主要介紹一種應(yīng)用于TSRS集成自動化測試平臺上的數(shù)據(jù)腳本編制方法。

自動化測試；數(shù)據(jù)驅(qū)動；數(shù)據(jù)編制

1 概述

臨時限速服務(wù)器（TSRS）是高速鐵路列車運行控制系統(tǒng)的重要組成部分［1］。研究基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的TSRS自動化測試系統(tǒng)在集成測試中具有非常重大的意義。

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的自動化測試是一種從數(shù)據(jù)文件中讀取輸入測試數(shù)據(jù)，并且以數(shù)據(jù)來控制自動化測試腳本執(zhí)行流程和動作的測試［2］。在這個測試框架中，輸入測試數(shù)據(jù)是獨立于測試腳本程序開發(fā)的。數(shù)據(jù)驅(qū)動只要非常少的代碼，就能覆蓋大量的測試用例。因此在基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的自動化測試中，測試數(shù)據(jù)生成的是否科學(xué)、正確，覆蓋所有的測試場景是決定此次集成自動化測試是否達到預(yù)期結(jié)果的關(guān)鍵。為此本文主要介紹一種運行在TSRS自動化測試平臺上的測試序列數(shù)據(jù)生成方法。

2 自動化測試軟件架構(gòu)

集成自動化測試框架由3個部分組成，分別由數(shù)據(jù)腳本編制子系統(tǒng)、自動化測試子系統(tǒng)、仿真測試子系統(tǒng)組成。

1）數(shù)據(jù)腳本編制子系統(tǒng)：負責(zé)將工程數(shù)據(jù)源表轉(zhuǎn)換成應(yīng)用于集成自動化測試中的腳本數(shù)據(jù)，也就是本文的主要研究對象。

2）自動化測試子系統(tǒng)：啟動腳本執(zhí)行引擎，以數(shù)據(jù)腳本為驅(qū)動，執(zhí)行邏輯腳本，完成相應(yīng)測試案例的執(zhí)行。

3）仿真測試子系統(tǒng)：各個仿真子系統(tǒng)完成接口仿真功能，模擬真實設(shè)備和TSRS的交互。

各個子系統(tǒng)之間的交互關(guān)系如圖1所示。

圖1 軟件模塊關(guān)系圖

TSRS自動化測試通過由計算機技術(shù)開發(fā)的自動化測試工具自動生成測試序列，通過仿真設(shè)備自動向TSRS發(fā)送限速命令，然后收集相應(yīng)的反饋信息，與測試序列中的期望結(jié)果進行比對，自動得出并記錄測試結(jié)果，測試流程如圖2所示。

圖2 測試流程示意圖

3 自動化測試腳本生成規(guī)則

在自動化測試過程中，測試數(shù)據(jù)的正確生成至關(guān)重要。通過測試工具自動生成測試數(shù)據(jù)腳本，通過仿真設(shè)備自動向TSRS發(fā)送限速命令，然后收集反饋信息，與測試序列中的期望結(jié)果進行對比，自動得出并且記錄測試結(jié)構(gòu)。測試序列決定著此次測試的覆蓋面，正確的預(yù)期結(jié)果則是此次自動測試能夠正常進行的前提條件。接下來則主要介紹測試序列和預(yù)期結(jié)構(gòu)的生成方法。

3.1 數(shù)據(jù)生成方法

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的自動化測試思想，結(jié)合TSRS系統(tǒng)測試的特點，提出一種測試用例和測試數(shù)據(jù)相互獨立的測試框架。測試用例順序地描述測試過程。測試數(shù)據(jù)描述限速信息和期望結(jié)果。獨立開發(fā)的仿真測試服務(wù)器進行測試調(diào)度。

使用簡單的輸入文件，測試數(shù)據(jù)有很高的維護性，測試數(shù)據(jù)采用原始的工程數(shù)據(jù)源表為測試的數(shù)據(jù)輸入，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入工具，轉(zhuǎn)換為測試數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)具體過程，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)腳本自動生成流程

根據(jù)不同的測試場景，生成測試的臨時限速信息（TSR），存放在數(shù)據(jù)腳本中，根據(jù)生成的TSR信息計算預(yù)期結(jié)果并且和實際的結(jié)果進行對比。

生成的測試序列，采用python格式進行存儲。定義基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息TSRInfo：

class TSRInfo：

def __init__（self）：

self.TSRDesc =""

self.Rule =""

self.Is_execable =False

self.TSROwner_TCCCollections = ［］

self.TSROwner_RBCCollections = ［］

self.TSROwner_CTCCollections = ［］

self.TSROwner_AdjaTSRSCollections = ［］

self.TSROwner_CvTCCCollections = ［］

臨時限速關(guān)聯(lián)設(shè)備TSROwner結(jié)構(gòu)如下所示：

class TSROwner：

def __init__（self）：

self.devname =""

self.begin_cover_flag=0

self.end_cover_flag=0

以上描述了生成的臨時限速信息以及該臨時限速關(guān)聯(lián)的設(shè)備以及覆蓋標志等信息，接下來重點分析測試的場景以及在不同場景下數(shù)據(jù)的生成方法。

3.2 測試場景分析及測試數(shù)據(jù)生成規(guī)則

3.2.1 TCC側(cè)線限速數(shù)據(jù)生成

為了測試TSRS對于當(dāng)前管轄的所有車站側(cè)線限速處理的正確性，需要生成側(cè)線限速的臨時限速序列。

在生成側(cè)線限速的測試序列時，主要是針對不同車站的不同側(cè)線區(qū)域，生成測試命令，并且預(yù)期該測試命令的接受設(shè)備和接收到的指令信息如圖4所示。

3.2.2 TCC/RBC臨時限速管轄范圍自動化測試序列數(shù)據(jù)生成

在進行測試的過程中，邊界點是最容易出現(xiàn)問題的地方，并且占據(jù)測試人員80%的測試時間。在進行TCC、RBC管轄邊界測試時，定義了如下的取點原則。

如某TCC或RBC管轄范圍為［min，max］，min為管轄范圍的最小值，max為管轄范圍的最大值，利用邊界值分析，取得如下限速，分別為起點跨邊界（min-X，min+X），起點邊界外（min-X，min），起點邊界內(nèi)（min，min+X），終點跨邊界（max-x，max+x），終點邊界外（max，max+x）終點邊界內(nèi)（max-x，max），測試限速完全覆蓋和完全不在和部分覆蓋該TCC/RBC管轄范圍內(nèi)時的情況，如圖5所示。

圖4 側(cè)線限速選點示意圖

圖5 TCC/RBC臨時限速管轄范圍臨時限速測試示意圖

3.2.3 TSRS管轄范圍自動化測試序列數(shù)據(jù)生成

以TCC和RBC邊界點的最大值作為TSRS管轄范圍的邊界值，如圖6所示。選取原則同3.2.2。目前，自動化測試平臺僅針對調(diào)度臺管界和TSRS管界相同情況下進行測試。

圖6 TSRS管轄范圍測試示意圖

3.2.4 CTC管轄范圍自動化測試序列數(shù)據(jù)生成

如圖7所示，如某CTC管轄范圍為［min，max］，min為管轄范圍的最小值，max為管轄范圍的最大值，利用邊界值分析，取得如下限速，假設(shè)CTC管轄范圍起終點為（min，max），X為用戶可選長度，選取臨時限速范圍為：跨CTC管轄范圍起點（min-X，max），跨CTC管轄范圍終點（min，max+X），以及覆蓋CTC管轄范圍（min，max），以測試調(diào)度臺處理TSRS處理管轄范圍內(nèi)和跨管轄范圍起點或是終點時，對于數(shù)據(jù)的處理情況。

圖7 調(diào)度臺管轄范圍選點測試示意圖

3.2.5 長鏈點和短鏈點自動化數(shù)據(jù)序列生成

如圖8所示，限速設(shè)置規(guī)則進行長短鏈點的測試。假設(shè)某長短鏈的起終點為（min，max），限速長度為X長短鏈長度為CL。分別取點起點外到起點（min-X，min），起點外到起點內(nèi)（min-X+1，min+1），起點外到終點（min-1，max），終點到終點外（max，max+X），終點內(nèi)到終點外（max-1，max+X-1），起點到終點外（min，max+1），起點到終點（min，max），起點到起點內(nèi)（min，min+ X），終點內(nèi)到終點（max-X，max），長短鏈內(nèi)（min+1，max-1）。以測試TSRS對于長短鏈邊界點的執(zhí)行情況。

圖8 長鏈點選點示意圖

3.2.6 里程標系轉(zhuǎn)換點自動化測試數(shù)據(jù)序列生成

如圖9所示，A系轉(zhuǎn)換點和B系轉(zhuǎn)換點實際為同一個點，為防止A點或是B點配置錯誤，導(dǎo)致A 和B點不為同一個點，生成如下4個限速。假設(shè)A點里程標系為mileA，B點里程標系為mileB，X為可選參數(shù)，限速一為轉(zhuǎn)換點外到轉(zhuǎn)換點內(nèi)（mileA-X，mileA+X），其中mileA+X為與A點的里程標系相同而虛擬的坐標值，該限速執(zhí)行結(jié)果應(yīng)為失敗。限速二為坐標轉(zhuǎn)換點外到坐標轉(zhuǎn)換點（mileA-X，mileA）。限速三為轉(zhuǎn)換點內(nèi)到轉(zhuǎn)換點外（mileB-X，mileB+X）， 其中mileB-X為與B系坐標系相同而虛擬的坐標值，限速四為坐標轉(zhuǎn)換點到坐標轉(zhuǎn)換點外（mileB，mileB+X）。

圖9 里程標系轉(zhuǎn)換點取點原則

3.3 測試數(shù)據(jù)生成算法流程

3.3.1 測試數(shù)據(jù)生成總體步驟

測試數(shù)據(jù)生成步驟如圖10所示，首先能夠根據(jù)上面的選點規(guī)則，正確的生成相應(yīng)臨時限速命令；其次能夠正確計算該命令的預(yù)期結(jié)果，包括接收到的預(yù)期設(shè)備以及預(yù)期設(shè)備接收到的命令信息。

3.3.2 原始數(shù)據(jù)預(yù)處理

完成上面步驟中的生成臨時限速信息和計算預(yù)期設(shè)備兩大功能，直接采用工程數(shù)據(jù)表中的原始數(shù)據(jù)很難完成，這就需要對導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫的工程數(shù)據(jù)源表信息進行預(yù)處理。

如圖11所示，橢圓部分表示一個設(shè)備的管轄范圍，其中CD為長鏈范圍，E點為里程標系轉(zhuǎn)換點。由于在普通點和長鏈點以及里程標系轉(zhuǎn)換點中，不能直接進行里程值的轉(zhuǎn)換，于是將整個管轄范圍進行處理，分成幾個管轄范圍的結(jié)合，（A，C）、（C，D）、（D，E）。數(shù)據(jù)預(yù)處理流程如圖12所示。

圖1O 測試數(shù)據(jù)生成步驟

圖11 管轄范圍內(nèi)特殊點示意圖

圖12 管轄范圍內(nèi)特殊點示意圖

對每個設(shè)備的管轄范圍根據(jù)長短鏈、坐標系轉(zhuǎn)換點進行分段是實現(xiàn)整個數(shù)據(jù)預(yù)處理的關(guān)鍵，其流程如圖13所示。

3.3.3 計算預(yù)期設(shè)備

根據(jù)不同的場景生成測試規(guī)則后，需要預(yù)期某條限速接受到的設(shè)備和接受到臨時限速信息，在前面進行數(shù)據(jù)預(yù)處理的工作下，只需要按照不同設(shè)備的不同管轄范圍分段進行順序查找即可，假設(shè)生成的臨時限速信息為（Point1，Point2），判斷起點和終點是否在某個設(shè)備的管轄范圍之內(nèi)，針對TCC或是RBC時，需進行覆蓋標志判斷。填充2.1節(jié)中的TSROwner對象如圖14所示。

圖13 管轄范圍分段計算流程

圖14 計算預(yù)期設(shè)備

4 結(jié)束語

結(jié)合軟件自動化測試理論，提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動測試框架的TSRS自動化測試平臺自動測試序列生成方法，實現(xiàn)了測試邏輯和測試數(shù)據(jù)的分離。實驗結(jié)果表明，采用本文介紹的數(shù)據(jù)生成方法，結(jié)合自動化測試平臺，覆蓋了大部分的TSRS測試，提高了測試效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］郭偉，開祥寶，李士祥，等.臨時限速服務(wù)器自動測試平臺的研究與實現(xiàn)［J］.鐵路計算機應(yīng)用，2012（10）：26-29.

［2］石坤，穆建成，葉峰.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的列控中心報文自動化測試研究［J］.鐵路計算機應(yīng)用，2011（8）：47-49.

In the automatic test based on data-driven， the expected testing result is determined by generating a scientifi c and accurate test data script and covering all test scenarios. So the paper introduces a method of generating an accurate data script applied in the TSRS integrated automation testing platform.

automation testing； data-driven； data compilation

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.06.007

2015-07-13）

北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司科研重點項目（2300-K1150003-7-ZYY）