[發明專利]一種多目標測試序列集優化生成方法

有效

• 申請號: 201810060239.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108508745B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 趙曉宇;劉基全;農梅;張宇;王鵬;穆金超;陳匯遠;孫文哲;王飛;劉育君;衣沛然
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院通信信號研究所;北京市華鐵信息技術開發總公司;中國鐵道科學研究院;北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發明公開了一種多目標測試序列集優化生成方法，包括：建立測試序列集優化生成模型，進而確定影響測試序列優化生成的因素；通過深度優先搜索算法生成包括全部測試用例集的測試序列池，根據測試序列集優化生成模型中特定參數設計啟發式函數，根據影響測試序列優化生成的因素來設計適應度函數，并結合基于改進最大最小蟻群算法求解測試序列池中滿足測試用例覆蓋準則的最優構造解集。該方法可以從測試序列池中選擇性地生成最優的測試序列集，提高測試效率。

技術領域

本發明涉及算法優化設計與高速鐵路列車運行控制系統測試領域，尤其涉及一種多目標測試序列集優化生成方法。

背景技術

作為高速鐵路系統的核心，列車運行控制系統(列控系統)融合了通信、計算機、控制和鐵路信號等技術，是保證列車行車安全、提高列車運行效率的關鍵技術設備之一。系統的任何安全相關功能的故障都有可能造成不可估量的災難性后果，在投入使用之前必須對其進行嚴格的系統功能測試，以保證列控系統軟硬件功能的完整性和正確性。隨著系統結構、交互關系和功能邏輯的日益復雜，列控系統的測試變得更加困難，僅依靠現場測試來驗證系統功能的正確性，不僅需要花費大量的時間，還需要投入大量的人力物力財力，而且難以構建特殊場景，無法保證測試的充分性。如何在滿足相應測試準則的基礎上，降低測試成本，提高測試效率和覆蓋范圍，是列控系統測試工作中亟待解決的問題。

多目標測試序列集優化生成是列控系統功能測試中的一項重要工作。針對列控系統各個運營場景的邏輯關系和深度優先搜索算法生成包含冗余測試用例的測試序列池，在滿足測試用例全覆蓋的準則上，根據多個優化目標對測試序列池中的測試序列進行選擇性地優先排序，旨在讓那些等級較高的測試序列盡可能早地執行，有利于快速定位系統，以便提高列控系統功能測試的效率。

傳統的測試序列優化方法存在以下問題：一是以度量準則為準，傳統優化方法以單一測試目標指導測試序列的優化生成過程，無法滿足實際測試中多個客觀因素的約束；二是以解決方法為準，包括線性規劃、搜索等的優化方法存在收斂速度過慢，容易陷入局部最優等問題，因此，傳統的測試序列優化方法已經無法滿足實際測試的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種多目標測試序列集優化生成方法，可以從測試序列池中選擇性地生成最優的測試序列集，即求解滿足測試用例覆蓋準則的部分測試序列的順序排列，以提高測試效率。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多目標測試序列集優化生成方法，包括：

建立測試序列集優化生成模型，進而確定影響測試序列優化生成的因素；

通過深度優先搜索算法生成包括全部測試用例集的測試序列池，根據測試序列集優化生成模型中特定參數設計啟發式函數，根據影響測試序列優化生成的因素來設計適應度函數，并結合基于改進最大最小蟻群算法求解測試序列池中滿足測試用例覆蓋準則的最優構造解集。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，其主要具有如下有益效果：(1)首次將智能優化算法和多目標優化生成引入到列控系統功能測試領域中，在滿足測試用例全覆蓋準則的基礎上，提高測試效率和覆蓋范圍；(2)將測試序列重要度、測試序列路徑長度和平均測試用例覆蓋率作為共同優化目標，可以在測試過程中盡早地檢測出比較重要的缺陷；(3)通過設置信息素的最大值和最小值來約束測試序列上的信息素濃度，通過初始蟻群的放置規則加快算法的搜索速度，通過局部信息素更新策略和全局信息素更新策略避免算法過早陷入局部最優，通過刪除每次迭代后包含測試序列數量最多的構造解集區間提高算法的工程應用性，通過快速非支配排序方法對構造解的優劣性進行評估，這些算法優化設計使得生成的測試序列不僅具有較好的優先級，而且具有較快的生成效率，從而提高測試效率。

附圖說明