[發明專利]一種基于模型的航天器系統自動化測試方法

有效

• 申請號: 201710138290.X
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107066382B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 劉艷芳;劉一帆;呂江花;李乃海;烏尼日其其格;張海祥;馬世龍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

本發明公開了一種基于模型的航天器系統自動化測試方法，屬于系統測試領域；首先通過形式化的方法建立被測航天器系統的窗口樹模型，根據業務流程劃分被測航天器系統運行時的行為狀態，構建系統行為狀態轉移圖；然后遍歷窗口樹生成測試用例集，并在被測航天器數字化模型與驗證原型系統運行，設置跟蹤點，獲取系統行為狀態并記錄狀態轉移序列，最后通過模型檢測算法檢查所獲得的行為狀態轉移序列是否遵循狀態轉移規則，從而自動驗證被測航天器系統總體設計以及模塊之間的接口設計；本發明采用基于模型的測試技術降低航天器系統測試成本和縮短航天器系統整個研制周期，采用形式化方法和模型檢測算法提高了航天器系統測試的質量和準確性。

技術領域

本發明屬于系統測試領域，具體是一種基于模型的航天器系統自動化測試方法。

背景技術

航天器系統是一個復雜系統，由控制分系統、測控分系統、電源分系統、導航分系統等許多分系統組成。航天器系統的研制過程是一個涉及多學科而極其復雜的過程。在實際研制中，航天器系統是分發給多個不同的生產廠商研制，然后不同模塊、不同分系統集成到一起組成整個航天器系統，測試過程也是各模塊、分系統分別測試然后集成到一起再整體測試，其中，集成之后的接口測試至關重要，而且，集成之后的系統測試任務繁重，目前主要依靠人工測試完成，這勢必造成航天器的研制成本高、效率低、周期長、研制過程復雜、易出錯等問題。

航天器系統也是一類典型的安全苛刻系統，系統功能一旦失效將引起生命、財產的重大損失以及環境可能遭到嚴重破壞。傳統的人工測試、非形式化驗證等方法已無法滿足如今航天器系統批產化和安全苛刻的需求。

近年來，自動化測試和形式化驗證等方法成為了航空航天、交通運輸等領域驗證和測試其復雜且安全苛刻系統的重要手段。

基于模型的測試(Model-based Testing，簡稱MBT)通過建立描述系統行為的形式化模型對被測系統進行測試，它可在系統需求和設計階段建模，盡早發現系統需求或者設計錯誤，具有提高測試自動化程度、降低測試和研制成本、提高測試效率、縮短測試周期等諸多優勢，是目前學術界和工業界用于形式化驗證和測試軟件系統的重要方法。

國外在航空航天領域廣泛采用基于模型的測試技術進行系統驗證，國內也逐漸認識到基于模型的測試技術在輔助實物驗證、降低研制風險和成本等方面的重要作用，并展開了基于模型的測試與試驗相關的技術研究。然而，大多研究專注于對構建軟件仿真測試系統和環境的研制，測試也只是在虛擬儀器或者虛擬測試平臺上進行，或者是對航天器系統的功能和性能進行基于模型的測試，并沒有在系統級對總體設計和接口設計進行形式化建模和自動驗證測試。

發明內容

本發明為了降低航天器系統測試成本和縮短研制周期，以及為了提高測試質量和準確性，提供了一種基于模型的航天器系統自動化測試方法。

具體步驟如下：

步驟一、針對某個被測航天器，根據該被測航天器系統的總體設計方案，為每個業務分別構建一個窗口樹模型；

首先，梳理分析被測航天器系統的業務流程，針對每一個業務，按照業務功能類別進行細粒度劃分，得到若干個組成部分，每一個組成部分又包括若干個操作，每一個操作稱為一個api，屬于同一個組成部分的若干個api劃分為一類，該類中的所有api作為窗口樹模型的一個窗口節點。

W是該被測航天器系統的每個業務包括的窗口節點集合，W＝{w₀,w₁,w₂,....w_j,...w_n}，n為整數；w_j表示該被測航天器系統的第j個窗口節點，w_j＝{api_j1,api_j2,...api_jm}，m≥1；w₀∈W為被測航天器系統的啟動初始窗口；