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基于通信的列车控制系统的协议一致性测试研究

作　者: 尹建平
导　师: 卢建军
学　校: 西安科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 列车控制系统协议一致性测试扩展有限状态机 UIO_E
分类号: U284.48
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
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内容摘要

基于通信的列车控制(Communications Based Train Control,CBTC)系统,通信协议是整个系统安全的基础,也是各子系统间可靠地进行数据通信的保证。为了保证网络中各实体间能够可靠、正确地通信,必须根据通信协议规范对协议进行一致性测试。因此,对CBTC系统通信协议的一致性测试成为协议测试的研究重点。本文在研究CBTC系统通信协议的规范和相关文档的基础上,进一步研究了一致性测试技术的不同理论方法,结合CBTC系统通信协议的特点,采用UIO_E (Extended Unique Input/Output Sequences)算法和扩展有限状态机(Extended Finite State Machine,EFSM)的建模方法,对CBTC系统通信协议的一致性测试进行了研究。本文介绍了CBTC系统通信协议的基本原理;根据CBTC系统通信协议的特点以及EFSM建模方法,建立了CBTC通信协议的EFSM模型;分析了FSM与EFSM模型一致性测试的序列生成算法;根据通信协议的需求及特点,提出了基于UIO_E算法和EFSM模型的CBTC通信协议测试序列的生成算法,并生成了CBTC通信协议的一致性测试序列;最后,按照生成的测试序列,对CBTC系统通信协议的被测实现(Implementation Under Test,IUT)进行一致性测试,并对测试结果进行分析,一致性结果判决表明协议实现达到了协议规范的需求。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 综述  7-15
  1.1 选题背景及意义  7
  1.2 国内外发展现状  7-8
  1.3 基于通信的列车控制系统  8-11
    1.3.1 CBTC 系统的概述  8-10
    1.3.2 CBTC 车地通信系统  10
    1.3.3 CBTC 的通信协议  10-11
  1.4 协议的一致性测试技术  11-13
    1.4.1 协议的测试  11-12
    1.4.2 一致性测试  12-13
  1.5 本文结构安排  13-15
2 CBTC 通信协议的基本原理  15-23
  2.1 协议的安全防护  15-16
  2.2 协议的角色定义  16
  2.3 协议的状态管理  16-19
  2.4 协议的运行周期  19
  2.5 链路的建立过程  19-21
  2.6 链路的结束过程  21-22
  2.7 本章小结  22-23
3 建立CBTC 通信协议模型  23-33
  3.1 状态机  23-26
  3.2 双序列号  26-28
  3.3 设计超时  28-29
  3.4 建立通信协议模型  29-32
  3.5 本章小结  32-33
4 一致性测试序列的生成  33-47
  4.1 常用测试序列生成方法  33-36
    4.1.1 FSM 测试序列生成方法  33-34
    4.1.2 EFSM 测试序列生成方法  34-36
  4.2 测试序列生成算法  36-43
    4.2.1 UIO 序列生成算法  36-37
    4.2.2 UIOE 序列生成算法  37-43
  4.3 CBTC 通信协议的测试序列生成  43-46
  4.4 本章小结  46-47
5 测试与分析  47-59
  5.1 测试平台及测试过程  47-54
    5.1.1 测试平台  47-48
    5.1.2 测试过程  48-54
  5.2 测试结果与分析  54-58
  5.3 本章小结  58-59
6 结论  59-61
  6.1 工作总结  59
  6.2 课题展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

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