一种基于故障仿真的交通物联网测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，包括测试机通过网络交换设备和网关设备连接至被测系统，测试机执行：步骤1建立交通物联网仿真环境，步骤2生成仿真测试数据，在步骤1建立的交通物联网仿真环境基础上，生成正常情况下的仿真测试数据和故障情况下的仿真测试数据；步骤3执行测试，测试脚本通过网络交换设备和网关设备向被测的交通物联网系统发送步骤2生成的仿真测试数据，收集被测系统运行结果并通过网络交换设备和网关设备返回至测试机，测试机分析输出测试结果。本发明主要解决了现有交通物联网工程建设中出现故障难以重现和定位的问题，并具有提高测试效率、减少测试成本、更适于实际应用的优点。
【专利说明】一种基于故障仿真的交通物联网测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种物联网领域的测试方法，特别是涉及一种基于故障仿真的交通物联网测试方法.【背景技术】
[0002]交通物联网是物联网技术的重要领域之一，即基于RFID技术、传感器技术、自组织网络等物联网技术，将车、路、人交通要素唯一化接入互联网络，实现交通要素间的互联互通，实时获取交通要素的运行状态和功能状况，通过实时仿真和决策，促使交通要素间的互动和协同运作，实现整个交通系统的智能化管理和最优化运行。
[0003]为确保交通物联网系统的可靠运行，有必要对其进行全面的测试，以便及时发现并剔除系统存在的缺陷。现有工程实践中应用的测试方法可分为两类，一类是离线测试，应用传统软件测试方法，将采集的历史数据注入到被测系统中实施测试；另一类是在线测试，采用真实设备搭建测试环境，观察被测系统在真实场景中能否正常运行。以上两类测试方法各有优势，但都存在一个问题，即难以对交通物联网工程建设中出现的故障难以重现和定位。其中，离线测试使用历史数据，本身无法模拟各种故障情况；而在线测试属于抽样测试，并由于不同设备和环境等因素相互作用，使得故障的重现和定位十分困难。
[0004]专利CN103281221A公开了一种消防物联网系统测试方法，通过建立与真实设备相对应的虚拟设备，以实现消防物联网系统的全面测试。专利CN102946616A公开了一种物联网中间件性能测试方法，通过物联网模拟工具和性能测试器，以实现物联网中间件的性能测试。然而，上述专利使用的虚拟设备和模拟工具均无法对物联网的环境因素(例如交通要素)建模仿真，其测试数据需人工采用历史数据或参数配置器生成，更无法生成故障情况下的测试数据，也无法进行故障的重现和定位。
[0005]有鉴于上述现有的测试的方法存在的缺陷，本发明人积极加以研究，以期创设一种新的基于故障仿真的交通物联网测试方法，能够改进一般现有的测设方法，使其更具有实用性。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于，克服现有的测试方法存在的难于重现和定位交通物联网系统故障的缺陷，而提供一种新型的基于故障仿真的交通物联网测试方法，所要解决的技术问题是使其提高测试效率，降低测试成本，从而更加适于实际交通物联网系统工程的测试，且具有产业上的利用价值。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，包括测试机通过网络交换设备和网关设备连接至被测系统，测试机执行以下步骤:
[0008]步骤1:建立交通物联网仿真环境，包括建立传感设备仿真模型、车用自组织网络仿真模型及交通要素仿真模型；[0009]步骤2:生成仿真测试数据，在步骤I建立的交通物联网仿真环境基础上，生成正常情况下的仿真测试数据和故障情况下的仿真测试数据；
[0010]步骤3:执行测试，测试脚本通过网络交换设备和网关设备向被测的交通物联网系统发送步骤2生成的仿真测试数据，收集被测的交通物联网系统运行结果并通过网络交换设备和网关设备返回测试机，测试机分析并输出测试结果。
[0011]前述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其中所述的传感设备仿真模型包括传感设备的逻辑模型和传感设备的物理模型，所述的车用自组织网络仿真模型包括车辆移动模型和通信模型，所述的交通环境仿真模型包括车辆模型、道路模型和人的行为模型。
[0012]前述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其中所述的步骤2中所述的正常情况下的仿真测试数据是由交通要素仿真模型生成初始数据，并通过传感设备仿真模型的处理和车用自组织网络仿真模型的传输而生成，所述的故障情况下的仿真测试数据是由交通要素仿真模型生成初始数据，并通过故障触发后的传感设备仿真模型的处理，和故障触发后的车用自组织网络仿真模型的传输而生成。
[0013]前述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其中所述的步骤3中所述的测试脚本的流程包括:测试机将步骤2生成的正常情况下仿真测试数据通过网络交换设备和网关设备发送至被测的交通物联网系统，收集被测的交通物联网系统在正常情况下的运行结果，通过网关设备和网络交换设备将正常情况下的运行结果返回测试机；测试机将步骤2生成的故障情况下仿真测试数据通过网络交换设备和网关设备发送至被测的交通物联网系统，收集被测的交通物联网系统在故障情况下的运行结果并通过网关设备和网络交换设备将在故障情况下的运行结果返回测试机；通过测试机进行对比正常情况和故障情况下的运行结果，判断被测的交通物联网系统是否能有效处理该故障，输出测试结果。
[0014]前述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其中所述的传感设备逻辑模型主要包括传感器类型、响应特性、处理过程的描述，所述的传感设备物理模型主要包括传感器静态或动态位置关系、接口协议的描述，所述的车辆移动模型主要包括车速模型、寻路模型的描述，所述的通信模型主要包括网络物理层、链路层以及广播协议的描述，所述的车辆模型主要包括普通车辆、安装传感设备车辆的描述，所述的道路模型主要包括道路拓扑结构、红绿灯模型、道路限速信息的描述，所述的人的行为模型主要包括行人的移动模型。
[0015]借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点:
[0016](I)本发明克服了现有交通物联网测试方法难于对故障情况重现和定位的缺点，能够仿真生成各种故障情况对被测系统进行测试，并通过与正常情况下的测试结果对比，有效定位系统故障，这对保障交通物联网工程建设质量具有重要的实际应用价值；
[0017](2)本发明建立的交通物联网仿真测试环境除包括硬件设备仿真模型外，还包括环境要素仿真模型，支持测试脚本的自动化执行，且无需真实设备和测试场地的投入，具有提高测试效率，降低测试成本的优点，更便于实际应用推广；
[0018](3)本发明基于仿真方法，能够对任意系统规模的物联网环境进行仿真建模，并符合物联网系统大规模、分布式、嵌入式的技术特征，除了适用于交通物联网测试外，也可应用至其它类型的物联网系统测试。
[0019]本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的工作示意图；
[0021]图2为本发明的仿真测试数据生成流程图；
[0022]图3为本发明的测试脚本执行流程图。
[0023]10:交通物联网系统11:网关设备
[0024]12:网络交换设备 13:测试机
[0025]14:交通物联网仿真环境
[0026]15:传感设备仿真模型
[0027]16:车用自组织网络仿真模型
[0028]17:交通要素仿真模型
[0029]31:流程32:流程
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0031]如图1所示，基于故障仿真的交通物联网测试方法包括三个步骤:步骤I建立交通物联网仿真环境；步骤2生成仿真测试数据；步骤3执行测试。以上步骤均在测试机13上运行，测试机13在测试过程中通过网络交换设备12与网关设备11直接连接。网关设备11与交通物联网系统10连通，该交通物联网系统10即为本发明涉及的被测系统。
[0032]如图1所示，步骤I建立的交通物联网仿真环境14，包括传感设备仿真模型15、车用自组织网络仿真模型16以及交通环境仿真模型17。所述的传感设备仿真模型15包括传感设备逻辑模型和传感设备物理模型，其中，该传感设备逻辑模型主要包括传感器类型、响应特性、处理过程的描述，该传感设备物理模型主要包括传感器静态或动态位置关系、接口协议的描述。所述的车用自组织网络仿真模型16包括车辆移动模型和通信模型，其中，该车辆移动模型主要包括车速模型、寻路模型的描述，该通信模型主要包括网络物理层、链路层以及广播协议的描述。所述的交通环境仿真模型17包括车辆模型、道路模型和人的行为模型，其中，该车辆模型主要包括普通车辆、安装传感设备车辆的描述，该道路模型主要包括道路拓扑结构、红绿灯模型、道路限速信息的描述，该人的行为模型主要包括行人的移动模型。
[0033]如图2所示，步骤2生成仿真测试数据。其是在步骤I建立的交通物联网仿真环境基础上，生成正常情况下的仿真测试数据和故障情况下的仿真测试数据；其中，生成正常情况下的仿真测试数据的流程31是通过交通要素仿真模型17生成初始仿真数据，依次经过传感设备仿真模型15的处理，以及车用自组织网络仿真模型16的传输，生成正常情况下的仿真测试数据。生成故障情况下的仿真测试数据的流程32是通过交通要素仿真模型17生成初始仿真数据，依次经过故障触发后的传感设备仿真模型15的处理，以及故障触发后的车用自组织网络仿真模型16的传输，生成故障情况下的仿真测试数据。其中，通过触发故障，修改传感器设备仿真模型参数或车用自组织网络仿真模型参数，可以仿真不同故障情况。正常情况以及不同故障情况的组合即为本发明测试方法的测试用例集。[0034]如图3所示，步骤3执行测试。测试脚本的工作流程依次为:测试机将步骤2生成的正常情况仿真测试数据通过网络交换设备12及网关设备13发送至被测系统即交通物联网系统10，收集被测的交通物联网系统在正常情况下的运行结果，并将所收集的被测的交通物联网系统在正常情况下的运行结果通过网关设备13和网络交换设备12发送至测试机
13。另一方面，测试机11将步骤2生成的故障情况仿真测试数据通过网络交换设备12及网关设备13发送至被测系统即交通物联网系统10，收集被测的交通物联网系统在故障情况下的运行结果，并将所收集的被测的交通物联网系统在故障情况下的运行结果通过网关设备13和网络交换设备12发送至测试机13。该测试机13对比分析正常情况下的运行结果和故障情况下的运行结果，判断被测系统是否能有效处理该故障，输出测试结果。若检测出被测被测的交通物联网系统存在缺陷，发送与该故障情况下仿真模型相同参数的仿真测试数据，即可重现该故障。同时，通过正常情况与不同故障情况运行结果的对比可容易的定位故障。
[0035]按照上述实施例，选择任意编程语言、脚本语言、或符合描述要求的仿真工具，便可实现本发明。
[0036]最后应说明的是，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，在不脱离本发明基于故障仿真的交通物联网测试的原理前提下，还可以做出若干改进或等同替换，这些改进和等同替换也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其特征在于包括测试机通过网络交换设备和网关设备连接至被测系统即交通物联网系统，测试机执行如下步骤: 步骤1:建立交通物联网仿真环境，包括建立传感设备仿真模型、车用自组织网络仿真模型及交通要素仿真模型； 步骤2:生成仿真测试数据，在步骤I建立的交通物联网仿真环境基础上，生成正常情况下的仿真测试数据和故障情况下的仿真测试数据； 步骤3:执行测试，测试脚本通过网络交换设备和网关设备向被测的交通物联网系统发送步骤2生成的仿真测试数据，收集被测的交通物联网系统运行结果并通过网络交换设备和网关设备返回测试机，测试机分析并输出测试结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其特征在于步骤I所述的传感设备仿真模型包括传感设备的逻辑模型和传感设备的物理模型，所述的车用自组织网络仿真模型包括车辆移动模型和通信模型，所述的交通环境仿真模型包括车辆模型、道路模型和人的行为模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其特征在于步骤2所述的正常情况下的仿真测试数据是由交通要素仿真模型生成初始数据，并通过传感设备仿真模型的处理和车用自组织网络仿真模型的传输而生成正常情况下的仿真测试数据，所述的故障情况下的仿真测试数据是由交通要素仿真模型生成初始数据，并通过故障触发后的传感设备仿真模型的处理和故障触发后的车用自组织网络仿真模型的传输而生成故障情况下的仿真测试数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其特征在于步骤3所述的测试脚本的流程包括:测试机将步骤2生成的正常情况下仿真测试数据通过网络交换设备和网关设备发送至被测的交通物联网系统，收集被测的交通物联网系统在正常情况下的运行结果，通过网关设备和网络交换设备将正常情况下的运行结果返回测试机；测试机将步骤2生成的故障情况下仿真测试数据通过网络交换设备和网关设备发送至被测的交通物联网系统，收集被测的交通物联网系统在故障情况下的运行结果并通过网关设备和网络交换设备将在故障情况下的运行结果返回测试机；通过测试机进行对比正常情况和故障情况下的运行结果，判断被测的交通物联网系统是否能有效处理该故障，输出测试结果，若检测出被测被测的交通物联网系统存在缺陷，发送与该故障情况下仿真模型相同参数的仿真测试数据，即可重现该故障。同时，通过正常情况与不同故障情况运行结果的对比可容易的定位故障。
5.根据权利要求2所述的一种基于故障仿真的交通物联网测试方法，其特征在于:所述的传感设备逻辑模型主要包括传感器类型、响应特性、处理过程的描述，所述的传感设备物理模型主要包括传感器静态或动态位置关系、接口协议的描述，所述的车辆移动模型主要包括车速模型、寻路模型的描述，所述的通信模型主要包括网络物理层、链路层以及广播协议的描述，所述的车辆模型主要包括普通车辆、安装传感设备车辆的描述，所述的道路模型主要包括道路拓扑结构、红绿灯模型、道路限速信息的描述，所述的人的行为模型主要包括行人的移动模型。
【文档编号】H04L12/26GK103997435SQ201410222932
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】赵旭, 王焱, 谷博涛, 林广梅, 张宾武 申请人:交通运输部科学研究院