一种航空电子系统基于模型的测试方法与流程

本发明涉及航电系统测试技术领域，尤其涉及一种航空电子系统基于模型的测试方法。

背景技术：

现阶段综合航电系统的架构复杂、使用场景繁多、数据量巨大。综合航电系统仿真试验是一项复杂的系统工程，需要进行全面的、严谨的系统测试分析和设计。在以往的航空电子系统研制过程中，往往由于周期、进度的原因而忽略了对综合测试的分析和设计，传统方法采用人工方式构建测试用例，简单地将系统详细设计文件和ICD转换成综合程序作为测试地依据，由测试人员在座舱中完全由人工进行座舱画面检查、接口数据检查和分析判断，测试项目可能存在不完整、不全面。传统测试手段无法提供统一的设计、测试数据来源，通常仅考虑对ICD(接口控制文件)设计的继承与验证，无法追溯和验证设计上游的架构设计、行为逻辑设计结果，无法满足目前综合航电对可追溯测试验证的需求。且将文档作为设计和测试部门间的数据交流模式，难以统一测试数据来源且基于文本描述生成地综合程序具有二义性，测试结果难以重复重现和追溯，手工测试中大量枯燥地重复操作使得工作效率低、随意性大，出错地可能性也会增大。测试人员将面对大量的重复性工作量，在这样的条件下进行测试方案设计，除了效率低下，容易出错之外，要保证需求、文档、测试用例和测试结果的一致性和准确性更加困难。对整个航电系统而言，传统方法已经难以对系统功能和性能要求实现覆盖性测试。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种基于模型的测试方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种航空电子系统基于模型的测试方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种航空电子系统基于模型的测试方法，包括如下步骤：

S1，通过载入设计建模阶段的数据模型，针对不同的接口定义和行为逻辑，生成相应的测试用例模型；

S2，对所述测试用例模型进行测试环境适配；

S3，在适配的测试环境中，驱动执行所述测试用例模型，获取测试结果数据；

S4，将测试结果数据更新至测试用例模型，利用测试结果数据分析系统设计缺陷并计算测试需求覆盖率和测试用例覆盖率。

优选地，所述测试用例模型包括接口测试用例模型和场景测试用例模型，所述接口测试用例模型是针对需要测试接口的系统或设备而生成的，所述场景测试用例模型通过不同的场景生成相应用例，对相关系统进行整体性测试。

优选地，所述测试用例模型中包含：

激励信号数据，用于描述用例中涉及到的激励信号；

测试步骤，用于描述用例的整个信号流转过程；

预期结果数据，用于描述用例中涉及到的预期结果；

基本用例信息，用于描述用例的基本信息，包括时间、版本和用例所属关系；

用例管理数据，用于对用例进行管理，包含用例描述、用例类别、测试日志和重要级别信息；

关联相关设计数据，包含载入的原始设计数据、用例模型与相关设计数据的关联，以及设计数据关联性表达。；

用例可执行数据，包含配置加载信息和配置卸载信息。

优选地，所述用例所属关系用于描述系统测试需求、用例集和用例组，所述配置加载信息包含组件配置、加载和激励配置。

优选地，S2具体包括：

S201，依据测试需求选择相应的测试用例模型，依据测试用例模型对测试平台进行数据配置，包括测试环境配置、测试组件配置和测试组件I/O配置，生成配置文件；

S202，对所述配置文件进行合法性检查，如果检查未通过，则手动修改配置文件的错误，直至通过合法性检查，然后保存所述配置文件，如果检查通过，则直接保存所述配置文件。

优选地，S4中，所述测试用例覆盖率包括接口测试用例覆盖率和场景测试用例覆盖率；所述需求覆盖率为型号模型下，测试用例模型所覆盖的测试需求以及测试通过的测试需求占当前型号总测试需求的比率；所述接口测试用例覆盖率为所选择设备下执行的测试用例以及通过的测试用例占该设备下所有接口测试用例的比率；所述功能用例覆盖率为所测试功能场景下，执行的测试用例以及执行通过的测试用例所占该功能下所有场景测试用例的比率。

优选地，S4中，所述将测试结果数据更新至测试用例模型，具体的，未通过的测试用例生成相应的缺陷，存入缺陷表进行管理，缺陷数据通过手动修改和编辑。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的基于模型的测试方法，通过载入早期设计建模阶段的数据模型，针对不同的接口定义，行为逻辑自动生成相应的测试用例模型。改变了手工创建测试用例，大大提高了测试环节生成用例的工作效率，同时，降低了手工更易出错的可能性。对于测试用例数据的规定，实现了测试用例的统一管理，提高了管理的效率，避免了同数据多种含义出现的可能，同时也为测试用例执行，测试结果分析，报告生成提供了数据模型。另外，通过测试环境适配减少了各种数据传递出错，提升了测试的自动化程度，通过用例结果分析，明确了用例结果对需求和设计数据的覆盖率。

附图说明

图1是基于模型的测试方法实施过程示意图；

图2是逻辑行为模型示意图；

图3是航空电子系统的惯性对准功能场景示意图；

图4是功能场景示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的基于模型的测试方法用于大型航空电子系统的测试过程，其以原有设计模型数据为依据生成用例模型。通过测试用例模型的执行对设计阶段的数据模型进行验证。利用测试用例结果的反馈，进一步通过对测试用例结果的分析实现对原有设计模型的缺陷分析并生成缺陷报告。

本发明实施例提供了一种航空电子系统基于模型的测试方法，包括如下步骤：

S1，通过载入设计建模阶段的数据模型，针对不同的接口定义和行为逻辑，生成相应的测试用例模型；

S2，对所述测试用例模型进行测试环境适配；

S3，在适配的测试环境中，驱动执行所述测试用例模型，获取测试结果数据；

S4，将测试结果数据更新至测试用例模型，并利用测试结果数据分析并计算测试需求覆盖率和测试用例覆盖率。

上述测试方法在实际操作过程中，可以按照如下步骤进行实施：

如图1所示，测试组长依据测试实际情况制定测试需求。测试设计人员依据不同的测试需求设计归纳出相应的测试用例集。测试用例集可由已定义的测试用例组构成。测试实施人员需要实现用例集中的测试用例并确保用例的可执行性。然后，测试实施人员驱动执行测试用例。测试用例执行完后由系统自动进行结果获取并由测试实施人员纳入测试用例数据。接着，测试实施人员可通过系统对测试结果进行分析处理，未通过的测试用例生成相应的缺陷，存入缺陷表进行管理，缺陷数据允许手动修改和编辑。最后，结合测试需求以及缺陷数据对需求覆盖率进行计算分析并通过图形化的方式呈现。

在本发明的一个优选实施例中，所述测试用例模型包括接口测试用例模型和场景测试用例模型，所述接口测试用例模型是针对需要测试接口的系统或设备而生成的，所述场景测试用例模型通过不同的场景生成相应用例，对相关系统进行整体性测试。

上述接口测试用例模型和场景测试用例模型的自动生成过程是：针对需要测试接口的系统或设备，依据不同的激励类型及具体的激励值生成上游可供驱动的接口测试用例。场景测试用例通过不同的场景生成相应用例对相关系统进行整体性测试。其详细的自动生成过程为：

接口测试用例是针对需要测试接口的系统或设备而生成。通过与系统交互，输入相应的激励，系统通过内部模块的运行给出响应。通过验证不同的激励下该接口的响应是否正确来达到验证接口功能是否正常的目的。图2所示为前期建模得到的逻辑行为模型，该模型定义了涉及操作人员，显示控制管理系统，导航系统，卫星系统之间的交互行为。图中的框选可作为显示控制管理系统的其中一个接口测试用例。该接口测试用例包含了显示控制管理系统的激励和响应。本发明中，接口测试用例，对于单个设备只包含其它设备到此设备的单方向的信号，例如对于待测设备A，只包含XX设备C－>XX设备A方向的信号，也就是对于待测设备属于激励值的信号。对于逻辑行为中涉及到的接口用例片段，可直接关联到相应的激励信号下作为已设计接口用例。对于此激励信号的其它可能取值，依据此信号不同信号类型，分别会以列举其它枚举值，边界值，随机值，错误值等方法作为未设计接口用例。例如，人的接口测试用例，包含图像信号和声音信号。人机交互设备包括按压型号和控制型号。其它系统，其它设备和模块的信号有枚举值和连续值两种类型。场景测试用例通过不同的场景生成相应用例对相关系统进行整体性测试。所谓场景，是某个功能使用时，各相关系统通过自身响应，直到最后功能完成的过程。场景测试用例根据型号下功能模块而生成，来测试相应功能是否正常。场景测试用例下存在相应的场景片段测试用例，来测试相应的功能片段是否正常。图3所示为航空电子系统的惯性对准功能场景。该场景描述了由操作人员启动惯性对准指令后，航电系统进行一系列行为逻辑，直至最后行为结束，显示功能执行结果的场景流程图。依据不同的激励输入，航电系统会出现不同行为逻辑。图4是在图3的基础上，根据不同的行为逻辑抽象出的功能场景图。其中，以开始为起点，结束为终点的任意一个完整的行为逻辑构成了一个功能场景。不同的功能场景生成相对应的不同的场景测试用例模型。通过覆盖所有功能场景，来达到对航电系统的完整性测试的目的。在场景测试用例模型中，每一步行为相对应生成场景片段测试用例。场景片段测试用例模型从更小的粒度上对功能场景进行了划分，使测试的执行关联到航空电子系统的每一步行为逻辑。

在本发明的一个优选实施例中，所述测试用例模型中包含：

激励信号数据，用于描述用例中涉及到的激励信号；

测试步骤，用于描述用例的整个信号流转过程；

预期结果数据，用于描述用例中涉及到的预期结果；

基本用例信息，用于描述用例的基本信息，包括时间、版本和用例所属关系；

用例管理数据，用于对用例进行管理，包含用例描述、用例类别、测试日志和重要级别信息；

关联相关设计数据，包含载入的原始设计数据、用例模型与相关设计数据的关联，以及设计数据关联性表达。；

用例可执行数据，包含配置加载信息和配置卸载信息。

其中，所述用例所属关系用于描述系统测试需求、用例集和用例组，所述配置加载信息包含组件配置、加载和激励配置。

用例所属关系中描述了系统测试需求，用例集，用例组，以此实现对测试用例的标准化，统一化的管理。配置加载信息中包含了组件配置、加载和激励配置。完成了从测试用例模型到测试用例执行输入输出的实现。

在本发明的一个优选实施例中，S2具体可以包括：

S201，依据测试需求选择相应的测试用例模型，依据测试用例模型对测试平台进行数据配置，包括测试环境配置、测试组件配置和测试组件I/O配置，生成配置文件；

S202，对所述配置文件进行合法性检查，如果检查未通过，则手动修改配置文件的错误，直至通过合法性检查，然后保存所述配置文件，如果检查通过，则直接保存所述配置文件。

在本发明的一个优选实施例中，S4中，所述测试用例覆盖率包括接口测试用例覆盖率和场景测试用例覆盖率；所述需求覆盖率为型号模型下，测试用例模型所覆盖的测试需求以及测试通过的测试需求占当前型号总测试需求的比率；所述接口测试用例覆盖率为所选择设备下执行的测试用例以及通过的测试用例占该设备下所有接口测试用例的比率；所述功能用例覆盖率为所测试功能场景下，执行的测试用例以及执行通过的测试用例所占该功能下所有场景测试用例的比率。

通过对型号下覆盖率的分析，实现宏观分析测试结果的目的。

在本发明的一个优选实施例中，S4中，所述将测试结果数据更新至测试用例模型，具体的，未通过的测试用例生成相应的缺陷，存入缺陷表进行管理，缺陷数据通过手动修改和编辑。

通过对测试用例结果的分析，实现对原有设计模型的缺陷分析，并可以生成缺陷报告，从而对原有设计模型进行校正。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的基于模型的测试方法，通过载入早期设计建模阶段的数据模型，针对不同的接口定义，行为逻辑自动生成相应的测试用例模型。改变了手工创建测试用例，大大提高了测试环节生成用例的工作效率，同时，降低了手工更易出错的可能性。对于测试用例数据的规定，实现了测试用例的统一管理，提高了管理的效率，避免了同数据多种含义出现的可能，同时也为测试用例执行，测试结果分析，报告生成提供了数据模型。另外，通过测试环境适配减少了各种数据传递出错，提升了测试的自动化程度，通过用例结果分析，明确了用例结果对需求和设计数据的覆盖率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。