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一种面向城市轨道交通FAO系统危险场景的安全测试用例自动生成方法

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铁道标准设计 2024年

作者：冉怡明张亚东饶畅江磊重庆交通大学交通运输学院四川省列车运行控制技术工程研究中心西南交通大学信息科学与技术学院

在当前FAO系统大规模建设背景下，作为典型的安全苛求系统，FAO系统运营服务水平和安全可靠性的需求日益增高，实际应用之前需要对其进行全面严格的测试，而现有的测试用例生成方法一般难以满足对安全性测试的需求。因此，提出一种安全... 详细信息

在当前FAO系统大规模建设背景下，作为典型的安全苛求系统，FAO系统运营服务水平和安全可靠性的需求日益增高，实际应用之前需要对其进行全面严格的测试，而现有的测试用例生成方法一般难以满足对安全性测试的需求。因此，提出一种安全测试用例自动生成方法：以全自动运行系统中的障碍物脱轨检测场景为例，首先根据场景安全约束建立带安全约束的时间自动机模型，定义CF-SC安全测试覆盖准则，用于刻画场景运行下危险致因和安全约束的测试需求；然后针对此覆盖准则，设计一种考虑安全约束的深度优先搜索算法，算法在深度优先搜索框架下增加补充判别策略，用于覆盖安全测试需求的边和节点，实现安全测试用例的自动化生成。结果表明，CF-SC安全测试覆盖准则强于传统的路径覆盖准则，相对于现有方法，本方法在实现路径全覆盖的基础上，可对潜在的危险致因进行充分测试，对含有安全约束的路径覆盖率提升达33%，可有效满足安全测试需求，对提高全自动运行系统安全性具有重要研究意义和应用价值。

关键词：城市轨道交通全自动运行系统覆盖准则时间自动机 UPPAAL 测试用例生成

基于STAMP与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全测试方法研究

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铁道标准设计 2024年第08期 187-195页

作者：赖琴张亚东马牧云饶畅西南交通大学信息科学与技术学院重庆交通大学交通运输学院

针对现有城轨全自动运行系统车载设备测试安全性需求考虑不足与测试用例规模较大的问题，提出一种基于STAMP理论与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全性测试方法。首先，基于STAMP理论对车载设备建立分层控制结构模型，从可测性... 详细信息

针对现有城轨全自动运行系统车载设备测试安全性需求考虑不足与测试用例规模较大的问题，提出一种基于STAMP理论与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全性测试方法。首先，基于STAMP理论对车载设备建立分层控制结构模型，从可测性的角度提取出安全约束，分析安全约束涵盖的车载设备安全性测试特征；然后，以最优覆盖数组与种子测试用例为基础，结合约束条件，利用遗传算法对最优覆盖数组进行重构，扩展生成满足约束条件的精简测试用例集；最后，以全自动运行系统站台发车场景车载设备测试为例，对算法有效性进行验证。结果表明，在组合覆盖强度相同的情况下，本文方法比现有主流方法生成的测试用例数平均降低16.45%,对降低车载设备测试成本、提升测试效率具有一定现实意义。

关键词：全自动运行系统车载设备组合测试安全测试测试用例生成

基于模型演化的列控车载设备组合测试案例重构方法

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铁道标准设计 2024年第6期68卷 214-220页

作者：刘晗熠张亚东饶畅郭进西南交通大学信息科学与技术学院成都611756 四川省列车运行控制技术工程研究中心成都611756 重庆交通大学交通运输学院重庆400074

车载设备作为列控系统的关键设备之一,其测试需求在不断迭代。测试案例重构通过更新原有组合测试集覆盖变更的测试需求,实现对测试案例的高效重用,对生成演化后的测试集具有重要意义。根据车载设备输入模型的变化情况,提出一种基于模型... 详细信息

车载设备作为列控系统的关键设备之一,其测试需求在不断迭代。测试案例重构通过更新原有组合测试集覆盖变更的测试需求,实现对测试案例的高效重用,对生成演化后的测试集具有重要意义。根据车载设备输入模型的变化情况,提出一种基于模型演化的测试集重构方法。首先,通过比较演化前后组合模型的差异性,辨识出失效和新增的测试需求,并结合测试参数、参数取值、约束可能出现的演化情况分析两类测试需求的具体构成;其次,基于演化后的组合模型,依次采取修改、扩充、新增3个步骤重构原有测试集,修改不满足变更测试需求的原有案例,扩充新增参数取值,新增案例覆盖剩余测试需求;之后,根据约束间的相容性,将互不干扰的多条约束置于1条测试案例集中处理以精简测试集;最终,得到完备覆盖所有演化后测试需求的组合测试集。以车载设备模式转换等3种场景为例,对本方法进行了验证,研究结果表明:相较于现有方法,本方法能更充分地重用原有案例,测试集总体重合度提高了7.82%,后续人工修改测试案例文档的工作量相应减少,时间成本可降低18.26%。

关键词：列控系统车载设备组合测试测试案例重构模型演化

基于时间自动机的无信号交叉口车路协同系统建模与验证

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系统仿真学报 2024年第7期36卷 1682-1698页

作者：刘伟肖七瑞陈新海饶畅张宇王博思重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆车辆检测研究院有限公司自动驾驶系统及智能网联汽车技术研发与测试应用重庆市工程研究中心重庆401122

车路协同系统(cooperative vehicle infrastructure system,CVIS)是提高交叉口车辆通行安全的重要解决方案之一。针对CVIS现有技术规范和标准未明确系统对象状态交互的动态时序及迁移过程,无法有效保障系统的通行控制逻辑安全问题,采用... 详细信息

车路协同系统(cooperative vehicle infrastructure system,CVIS)是提高交叉口车辆通行安全的重要解决方案之一。针对CVIS现有技术规范和标准未明确系统对象状态交互的动态时序及迁移过程,无法有效保障系统的通行控制逻辑安全问题,采用形式化语言对无信号交叉口车路协同系统功能逻辑进行描述,验证系统对象的状态交互和控制逻辑安全,提高无信号交叉口的车辆通行安全性。以单车无冲突、双车冲突和多车冲突场景分别进行仿真,明确状态交互和使能迁移路径;结合工具和需求规范语句进行系统安全属性验证,证明了控制逻辑的可靠性和安全性,为研发高安全架构的车路协同系统提供了可信依据。

关键词：城市交通形式化语言车路协同系统时间自动机控制逻辑可信验证

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网联进口道考虑信号影响混合基本图研究

电子设计工程 2024年第6期32卷 27-31页

作者：张宇饶畅肖七瑞重庆交通大学交通运输学院重庆400074

为研究含网联自动驾驶、自动驾驶和人工驾驶车辆的混合交通流在交叉口进口道受信号影响的混合基本图变化情况,构筑信号影响下的混合交通流跟驰模型,并进行混合基本图数值仿真。结果表明,同质交通流下CAV和AV能增加进口道最大通行能力,为... 详细信息

为研究含网联自动驾驶、自动驾驶和人工驾驶车辆的混合交通流在交叉口进口道受信号影响的混合基本图变化情况,构筑信号影响下的混合交通流跟驰模型,并进行混合基本图数值仿真。结果表明,同质交通流下CAV和AV能增加进口道最大通行能力,为12.47%和4.99%;信号信息能一定程度影响交叉口进口道通行能力;增加渗透率P能够提高混合交通流于交叉口进口道通行能力,当混合交通流为最佳密度时,渗透率为0.9、0.5,相较于0.1,进口道通行能力分别提高10.71%和6.52%。

关键词：交通工程基本图模型信号影响网联环境混合交通流

CTCS-2级列控车载设备层次化组合测试方法

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铁道学报 2023年第2期45卷 67-74页

作者：张亚东饶畅李祎珂郭进西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 重庆交通大学交通运输学院重庆400074

对列控车载设备开展组合测试,可有效提高设备的安全性。针对现有组合测试方法未充分考虑车载设备测试过程中输入的时序性、设备状态等影响软件安全的各种因素组合的问题,提出一种车载设备层次化组合测试方法。首先,划分CTCS-2级车载设... 详细信息

对列控车载设备开展组合测试,可有效提高设备的安全性。针对现有组合测试方法未充分考虑车载设备测试过程中输入的时序性、设备状态等影响软件安全的各种因素组合的问题,提出一种车载设备层次化组合测试方法。首先,划分CTCS-2级车载设备测试过程中各种影响因素的组合层次,设置层次化覆盖强度。其次,提出了车载设备层次化组合覆盖准则,给出形式化定义,构建层次化组合测试模型。然后,提出一种两阶段层次化组合测试用例生成方法,高效精简构造层次化组合测试集。最后,以CTCS-2/0等级转换测试为例对方法进行验证。结果表明,在保证各种影响因素组合覆盖的前提下,相对于现有方法,在覆盖强度t={2,2,2}时,采用本方法的测试成本可降低23.53%,有效提高测试的针对性,验证了方法的有效性。

关键词：列控系统车载设备层次化组合测试等级转换

列控车载设备现场测试案例执行距离估算方法研究

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铁道学报 2022年第7期44卷 55-62页

作者：张亚东袁榆淞饶畅郭进西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 重庆交通大学交通运输学院重庆400074

针对当前列控车载设备现场测试案例的执行距离估算主要依赖于人工经验,易产生较大偏差,导致列车在测试过程中发生空跑等问题,提出一种基于列车动力学模型的现场测试案例执行距离估算方法。首先,根据列车在测试过程中的动力学状态演变关... 详细信息

针对当前列控车载设备现场测试案例的执行距离估算主要依赖于人工经验,易产生较大偏差,导致列车在测试过程中发生空跑等问题,提出一种基于列车动力学模型的现场测试案例执行距离估算方法。首先,根据列车在测试过程中的动力学状态演变关系,构建车载设备的测试过程模型。其次,对于给定的现场测试案例,基于测试过程模型将案例的执行过程进行离散划分,映射得到模型的有向图路径。然后,根据有向图路径刻画的列车动力学状态演变轨迹,依次计算每个状态节点下的列车速度变化规律和走行距离,最终得到现场测试案例的执行距离。以CTCS-2级列控车载设备现场测试案例为例,基于车载测试平台对本方法进行检验。检验结果表明:本方法能有效估算测试案例的执行距离,为高效合理串接现场测试序列提供了有力依据。

关键词：测试案例执行距离车载设备现场测试动力学分析

基于约束求解的城市轨道交通CBTC系统事件序列测试用例生成方法

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铁道科学与工程学报 2023年第9期20卷 3525-3535页

作者：覃瑶张亚东饶畅段峰郭进西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 江西财经大学软件与物联网工程学院江西南昌330013

城市轨道交通CBTC系统采用无线通信技术实现车−地连续双向、大容量信息传输。当前,我国正在大力发展自主化CBTC系统,为保障系统软件安全性,对系统进行信息交互测试是极为必要的。针对现有研究对CBTC系统的信息交互顺序测试不充分而引发... 详细信息

城市轨道交通CBTC系统采用无线通信技术实现车−地连续双向、大容量信息传输。当前,我国正在大力发展自主化CBTC系统,为保障系统软件安全性,对系统进行信息交互测试是极为必要的。针对现有研究对CBTC系统的信息交互顺序测试不充分而引发的系统软件安全性问题,提出一种基于约束求解的事件序列测试用例生成方法。首先,根据系统蕴含的信息交互事件及其约束关系,提出一种基于事件索引的约束处理方法,实现顺序约束条件的1阶逻辑表示,继而采用约束求解器实现测试用例生成过程中的合法性校验及可扩展性校验。然后,基于贪心算法框架,提出事件序列测试用例的初始化、扩展与校验策略,实现事件序列测试用例集的高效精简生成。最后,以列车进站场景下的CBTC系统移动授权生成功能为研究对象,辨识各子系统间的信息交互事件、交互顺序及其约束,采用所提方法构建CBTC系统事件序列测试用例集。结果表明,所提方法可高效精简生成满足约束条件与覆盖准则的事件序列测试用例集,提高了测试的有效性与完备性。与穷举法相比,所提方法的测试用例集规模精简幅度可达到72.5%。与随机法相比,在生成相同规模的测试用例集时,所提方法的t-维事件序列覆盖率显著高于随机法,可在保证事件序列检错效力的前提下提高测试效率,从而为高效开展CBTC系统的信息交互顺序测试提供了理论依据。

关键词： CBTC系统事件序列测试测试用例生成 SMT求解器

元杂剧婚姻爱情戏独特现象——“旦本”多“末本”少原因探析

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三门峡职业技术学院学报 2023年第4期22卷 98-103页

作者：饶畅安徽师范大学图书馆安徽芜湖241003

元杂剧演唱体制为“一人主唱”,分别由“正旦”或“正末”一人主唱,“正旦”主唱的戏为“旦本”“正末”主唱的戏为“末本”。现存一百余种元杂剧中,“正末”主唱比“正旦”多,仅婚姻爱情戏这一题材杂剧“末本”比“旦本”少。杂剧作家... 详细信息

元杂剧演唱体制为“一人主唱”,分别由“正旦”或“正末”一人主唱,“正旦”主唱的戏为“旦本”“正末”主唱的戏为“末本”。现存一百余种元杂剧中,“正末”主唱比“正旦”多,仅婚姻爱情戏这一题材杂剧“末本”比“旦本”少。杂剧作家多为男性,在婚姻爱情题材中,创作以男性为主唱的“末本”戏却较少,可从创作与接受两个角度,分析婚姻爱情戏中“旦本”多“末本”少的原因。

关键词：元杂剧婚姻爱情戏旦末本