基于模型的列控系统功能一致性测试研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61304185
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
23.0万
负责人：
吕继东
依托单位：
北京交通大学
学科分类：
F0301.控制理论与技术
结题年份：
2016
批准年份：
2013
项目状态：
已结题
起止时间：
2014-01-01 至2016-12-31

项目参与者：
赵林；刘雨；陈磊；李辰岭；李晔；赵伟慧；
关键词：
列控系统基于模型一致性测试

项目摘要

The Train Control System is an automatic system which plays an important role in assuring safety and improving efficiency in railway. With the rapid development of computer technology, communication technology and control technology, the train control system has exhibited real-time and hybrid properties,which leads to a huge challenge on its function correctness.This project focuses on creating and developing key technologies for testing the function of railway train control system. A model-based conformance testing method will be researched according to the integration of testing, formal modeling and verification technologies.The expected deliverables include:(1) key technologies for the correctness of system requirement of train control system;(2) key technologies for the automatic testing cases generation on function requirement of train control system;(3) develop environment and platform for the conformance testing on the key device of train control system.The method will be also applied on on-board equipment in high-speed train control system as a case study. The results of this research project may offer great benefits to the conformance testing of function of train control system. This project will also be valuable to the realization of the main goals of other Research Plan on testing of safety-critical system.

列车运行控制系统（简称"列控系统"）是保证列车安全、高效运行的自动化系统。随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展和应用，列控系统呈现出实时性和混杂性等特点，这给系统功能的正确性验证带来了巨大的挑战。本项目以关系国家重要战略需求的列控系统实际应用领域，通过形式化建模与验证技术和测试技术的融合，研究基于模型的列控系统功能一致性测试方法。具体研究为：(1) 支持列控系统规范正确性的关键技术；(2) 支持列控系统功能测试案例自动生成的关键技术；(3) 支撑列控系统功能一致性测试的平台环境。本项目将以高速铁路列控系统车载设备为具体应用范例，开展基于模型的列控系统车载设备功能的一致性测试研究。本项目的研究工作将大大提高我国在高速铁路列控系统中功能测试水平，为其他领域安全苛求系统功能的研究提供借鉴。

结项摘要

测试是保证列控系统功能正确性的重要手段，成为高速铁路列控系统领域的研究重点，国内外相关的研究成果已初步得到应用。然而，随着计算机、无线通信与控制技术在列车运行控制系统中的广泛应用，使得列控系统呈现出很多重要的特性，如安全性、实时性、混杂性等特点，现有的测试技术，存在测试案例生成效率低下、测试覆盖度难以保证、测试结果评价等问题。. 本项目通过测试技术、安全分析技术、形式化建模与验证技术的融合，研究基于模型的列控系统安全功能的一致性测试方法。重点研究了列控系统规范的正确性建模与验证、列控系统测试案例自动生成以及列控系统一致性测试方法。. 本项目提出的列控系统建模与验证方法，为列控系统规范的正确性提供了坚实的理论基础，极大的提高了列控系统规范正确性信心，部分成果已应用于CTCS-3级列控系统规范的编制中；提出的基于模型的测试案例生成方法，从理论上能够自动生成100%覆盖某一准则的测试案例集，提高了列控系统测试案例30%的生成效率；提出的在线一致性测试方法，弥补了传统离线测试案例的缺点，成果应用于实际现场的运营过程中，并在RBC切换过程中提出了列车占用状态检查延迟3s的建议，得到了业内的认可。项目组提出的列控系统规范完备性技术、测试案例自动生成技术以及一致性测试关键技术，已部分应用于高铁列控系统车载设备的独立第三方互联互通测试平台方案设计中，为及时发现所开发设备的功能缺陷，有效促进了设备的完善，发挥了一定的作用。. 本项目的研究工作将一定程度上提高我国在高速铁路列控系统中功能测试水平，为其他领域安全苛求系统功能的正确性研究提供借鉴。