面向船舶软件的仿真测试平台研究

蔡兆虎，张能文，刘永才，陆金花，姜少伟

(江苏远望神州软件有限公司，江苏江阴，214400）

面向船舶软件的仿真测试平台研究

蔡兆虎，张能文，刘永才，陆金花，姜少伟

(江苏远望神州软件有限公司，江苏江阴，214400）

随着现代科学技术的迅猛发展，嵌入式软件黑盒测试领域更加完善，软件仿真测试便是其中的一种。本文特意针对船舶软件的仿真测试问题，分析舰船在作战指挥控制的系统中的交联环境，探讨了仿真测试的管理技术；并且设计将测试实验模型转化为XML文件并深刻解析运行方法，实现测试平台的智能执行；建立测试数据的智能收集和分析模式，并且开发了船舶嵌入式软件的仿真测试系统，明显地提高了船舶的测试效率和测试的科学性、准确度。

船舶嵌入式软件；仿真测试平台；测试数据收集及分析

0 引言

软件仿真测试平台在军事领域中应用范围最广，到目前为止，有不少相应的学者、科学家设计出了不同类型和分布的测试环境，包括嵌入式软件仿真测试环境GESTE、实时分布式仿真测试系统ESSTDP航空电子软件仿真测试环境，这类设计是由北航工程研究所的研究人员所开发出来的。而对于脚本驱动的划分则更为明确，主要分为五类，即为：关键字驱动、结构化驱动、共享脚本、以及线形脚本。对于现在情况来说，开发出一个智能自动的闭环测试环境，即嵌入式仿真测试系统，建立一个仿真的测试环境，从而完成对船舶船舰的自动测试。

1 分析嵌入式软件交联环境

1.1 主要结构

以太网、RS232/RS422/RS485、AI/AO/DI/DO是现如今船舰装备系统上常见的接口形式，而我们所研究的测试系统的实验对象，主要就是以这种接口为主的各种时统系统软件、各种显示台软件、以及各种武器控制系统软件。

1.2 行为特性分析

测试系统和各个设备之间产生的反应，被测试是所接纳和分析，主要的特征可以分为。

（1）单个交联设备被测试软件所输入，可分为事件型输入和周期型输入，这是按照时间性质划分的；还可以按照有无反馈的条件来进行划分，主要分为存在反馈和不存在反馈。

（2）多个交联设备被测试软件所输入，可分为存在时间同步，存在数据同步，存在反馈关系同步，无相关性等四种情况来判断是否有所反馈和同步，其发生形式主要包括以下两种。

（1）单个条件与各个设备发生反应时，可能是一定时间阶段或者时间点对上一个测试进行完毕，导致现设备发生了改变，从而测试软件进行了某种输出。

（2）多个条件与各个设备发生反应时，按照一定的逻辑顺序进行排列组合。

2 仿真测试环境的工作原理

主控节点、VXWORKS仿真节点、WINDOWS仿真节点、测试服务、以及各种同学协议。各个仿真节点主要通过主控节点相接，并且以各类接口形式相连。

测试的主控节点对仿真节点的集中管理和控制，主要分为三个步骤，即测试执行前，测试执行中，以及测试执行后。每一个步骤的管理方式也不尽相同，如在测试执行前，测试主控节点创建模型，这类型模型满足不同管理舰船的需求，完成之后，将这个指导命令发送到每一处的仿真节点中，仿真节点收到命令之后，开始进行接口连接，做出执行准备；在测试执行时，依旧以主控节点为主进行集中控制，使各个仿真节点进行相应的测试，并且暂时保存；保存之后进入到测试执行后，各个仿真节点测试开始对保存进行整理，然后发送给主节点，主节点根据所采集到的信息进行有效的分析和判定，来决定是否通过。

3 交联环境的三重管理

主节点构建的仿真测试交联环境的模型管理，是整个嵌入式软件测试管理的核心和基础，在管理过程中，整个体系需要进行三个方面的变化来满足软件测试的需要。（1）配置管理：每一个环节都必须要有一个强大的硬件来支撑，其中最重要的便是主节点的配置管理，其次时仿真节点的配置管理，以及接口的配置管理等；（2）对于测试的执行策略，测试的收集水平，以及测试形式的相互转化都需要例模型管理；（3）对整个项目的规划和管理，包括其基本信息等。

4 测试环节的统一协调

测试环境的统一协调，主要方面是指主节点与仿真节点之间的时序——保证主节点与仿真节点进行的先后顺序，即保证在测试过程中的时间先后顺序一致，才能保证在工作过程中的协调统一；在时间保持统一的情况下，测试同步在每一个节点的正常工作能及时保存和传输新的信息。

5 用例自驱技术用法

对被测试软件进行外部分析和数据管理，进而对整个任务的用例建立模版。这其中分为两个步骤：（1）对测试任务进行分解，对各个要素进行解析和描述；（2）分析完这些要素之后，得到了数据模型和行为模型，从而组成用例模型。

6 仿真系统的开发

网络通信层、数据层、展现层、业务层展现在计算机中，这是系统软件的分层结构，主要以分布式为主，包括以个主节点，五个仿真节点（WINDOWS），一个仿真节点（VXWORDS）和一个测试数据服务器节点，无论是一般的输入任务，还是实时高的输入任务，两个节点相互配合，进行高效的数据收集和准确的数据分析[6]。并且再整个主节点中，避免了复杂的操作，自动化的结果就是大大提高了工作的效率。

7 结语

船舶软件开发的仿真测试，不仅保证了测试的科学性，准确性，而且还有效的提高了工作效率，进而提高了工作质量，降低了人为原因而出现的时间浪费，从而节约了时间成本，所以无论从什么角度来说，这门技术非常值得推广和应用。

[1]郝卫明,王永兴,王力.船舶PMS控制策略仿真测试平台设计与实现[J].船电技术,2016. 36(4):73-76.

[2]吴青,王乐,柳晨光,等.基于MPC的无人船运动控制及可视化仿真系统实现[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2016.40(2):245-250.

[3]陈淑春,王文忠,刘保昆.暂态稳定性模型在船舶动力系统分析及仿真中的应用[J].舰船科学技术, 2016.2(10):34-36.

[4]王圣洁,徐星,韩冰,等.基于三维仿真技术的船舶装备可视化管理平台开发[J].中国仪器仪表,2015.9(5):23-23.

Research on Simulation Test Platform for Ship Software

Cai Zhaohu,Zhang Nengwen,Liu Yongcai,Lu Jinhua,Jiang Shaowei
(Jiangsu Jiangyin Software Co.,Ltd.,Jiangyin Jiangsu,214400)

With the rapid development of modern science and technology, embedded software black box test field is more perfect, software simulation test is one of them. In this paper, we focus on the simulation test of ship software, analyze the cross-linking environment of ship combat control system, discuss the management technology of simulation test, and design the test experiment model into XML file and deeply analyze the running method, The intelligent implementation of the test platform, the intelligent collection and analysis mode of the test data, and the development of the simulation test system of the ship embedded software, which obviously improves the testing efficiency and the scientificity and accuracy of the ship.

Ship embedded software; simulation test platform; test data collection and analysis