一种机载防撞系统防撞软件仿真测试方法.docx

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1、CN 114330036 A说明书1/6页一种机载防撞系统防撞软件仿真测试方法技术领域0001本创造属于机载防撞系统测试验证技术领域，特别是一种机载防撞系统防撞软件仿 真测试方法。背景技术0002飞机装备的机载防撞系统（简称防撞系统）是安装于中、大型飞机的一组计算机系统, 用以防止飞机在空中互相冲撞。实践证明，防撞系统确实是一种防止和防止空中相撞的有效设备。 飞行员在空中飞行时，可方便的使用防撞系统发现附近的飞机，主动防止可能出现的危险。防撞 系统使用越来越广泛，而且涉及飞行平安，因此对防撞系统软件进行充分测试以保证软件的正 确性非常重要。0003目前广泛使用的防撞系统，其防止碰撞的核心算法均

2、遵循了美国RTCA发布的DO- 185A标准或其后续版本，DO-185A提供了防撞软件的伪代码及标准的测试用例集,DO785A 的测试用例集包含了305个防撞软件测试用例。DO785A后续的版本，同样提供了标准的测 试用例集。防撞系统必须通过标准测试用例集的测试验证，才被认定为符合DO-185A标准。0004 对防撞系统的防撞软件进行测试，目前有两类测试环境：一是防撞软件运行在软件 环境下，验证软件在给定输入情况下其输出是否正确；二是利用系统测试设备，对包含防撞软件在 内的整个系统进行测试。商用的防撞系统测试设备主要包括RGS2000、IFR600、 SDX2000、ATC- 1400A、S-

3、 1403DL/MLD等。第一种测试环境下无法发现防撞软件在真实的硬件环 境中运行产生的问题，第二种环境下可以测试机载防撞系统是否可以完成正常的飞机跟踪、报 警等功能，但是由于输入数据经过硬件的传输与应答机、监视模块的处理，无法保证外部系统输 入的大气高度、无线电高度、目标机等数据内容和时序关系按照场景要求输入，因此无法考核 报警类型的正确性与报警时间的准确性。0005因此，如何对机载防撞系统中的防撞软件进行有效测试，确保能够及时发现防撞软件 在真实硬件环境中运行产生的问题，同时解决防撞软件测试环境中满足场景要求的输入数据 模型构造问题，成为当前研究的关键问题。0006创造内容0007鉴于上述

4、问题，本创造提供一种至少解决上述局部技术问题的机载防撞系统防撞软件 仿真测试方法，通过该方法可以实现对机载防撞系统中的防撞软件进行有效测试，确保能够 及时发现防撞软件在真实硬件环境中运行产生的问题，同时解决防撞软件测试环境中满足 场景要求的输入数据模型构造问题。0008本创造实施例提供了一种机载防撞系统防撞软件仿真测试方法，包括：S1、获取防撞软件的外部交联接口和内部交联接口，以及所述外部交联接口和内 部交联接口分别对应的数据协议信息；S2、基于所述外部交联接口，以及所述外部交联接口对应的数据协议信息，对外部12CN 114330036 A说明书附图4/4页突现仿真设备、防撞软件与监视仿立软件

5、信息交互仿真设备防撞软件监视仿真软件n转发S模式地址oMTsiiFl址！ =17T接收监视数据接收S模式地址转发S模式地址.输出本周期计算发送常规周期数据 发送TsiBF结束测 试数据.结束标志5模式地址 =1.那么rsi觥=0发送常规周期 数据转发S模式地址.输出本周明”算 数据发送常规周期数据 发送Tsuiwl测试 数据发送常规冏期数 据瑜出结果 结束仿茯发送Label 275,276数据包（-S模式地 址）发送275.276数据 包含S模式地 址）发送Libel 275.276数据包（含S模式地 址） 输入测试数据接收监视数据 接收s模式地址.接收监视数据 接收S模式地址O址=I/发送L

6、ibel275,276数据包（含S模式地址）输入测试数据接收监视数据接收S模式地址转发S模式地址.输出本冏期计算数据S模式地址1.WJTsi=2与尸2处理相同CN 114330036 A说明书2/6页交联设备进行仿真建模，获得仿真设备；S3、基于所述内部交联接口，以及所述内部交联接口对应的数据协议信息，对与所述 防撞软件通信连接的监视模块进行仿真建模，获得监视仿真软件；S4、使所述仿真设备实现以规定的场景要求向所述防撞软件发送数据；并实现所述 仿真设备、所述防撞软件与所述监视仿真软件数据交互；S5、基于S4,对所述防撞软件进行测试，验证所述防撞软件的正确性。0009 进一步地，所述S1中，所述

7、外部交联接口包括：S模式应答机接口、交通/决断显示 器接口、无线电高度表接口、机上设备接口，以及地面站接口。0010 进一步地，所述S1中，所述外部交联接口对应的数据协议信息包括：所述S模式应答机接口数据协议信息包括：树IS模式地址、本机气压高度值、目标 机协同告警信息、，以及对控制盒的控制信息；所述交通/决断显示器接口数据协议信息包括：交通告警信息、决断告警信息、目标机位置信息、本机灵敏度信息，以及本机垂直速度；所述无线电高度表接口数据协议信息包括：本机无线电高度； 所述机上设备接口数据协议信息包括：飞机状态信息； 所述地面站接口数据协议信息包括：本机灵敏度信息，以及决断告警信息。0011

8、进一步地，所述S2具体包括：S21、获取所述外部交联设备的接口仿真卡，并按照所述外部交联设备的接口特性, 将所述接口仿真卡对应安装在所述外部交联接口处；所述外部交联设备包括S模式应答机、交 通/决断显示器、无线电高度表、机上设备和地面站；S22、根据所述外部交联接口对应的数据协议信息，设置接口变量、数据传输速率和 信息发送触发条件；S23、基于所述接口变量、数据传输速率和信息发送触发条件，生成仿真设备。0012 进一步地，所述S3具体包括：完成所述监视模块与防撞软件之间的通信功能； 完成目标机数据仿真建模。0013 进一步地，所述完成所述监视模块与防撞软件之间的通信功能，具体包括：将 所述监视

9、模块与防撞软件通过内部交联接口通信连接，实现收发时序； 将防撞软件数据按照所述内部交联接口对应的数据协议信息，发送至所述防撞软 件；所述防撞软件对所述防撞软件数据进行计算处理后，将处理结果数据发送至所述 监视模块。0014进一步地，所述完成目标机数据仿真建模，具体包括：基于所述监视模块对目标机跟踪的航迹信息，构造目标机数据； 通过所述监视仿真软件将所述目标机数据发送至所述防撞软件。0015 进一步地，所述S4中，使所述仿真设备实现以规定的场景要求向所述防撞软件发 送数据，具体包括：控制所述外部交联接口发送数据的时序，在预设时间内将无线电高度、气压高度发 送至所述防撞软件。CN 11433003

10、6 A说明书3/6 页0016 进一步地，所述S4中，实现所述仿真设备、所述防撞软件与所述监视仿真软件数据 交互；所述仿真设备将S模式地址发送至所述监视仿真软件；所述监视仿真软件在接收到首个大于1的S模式地址时，将时间戳设为1,并在下一 周期时，将当前周期的数据发送至所述仿真设备。0017进一步地，所述S5具体包括：S51、根据预设周期，通过所述仿真设备和监视仿真软件，将测试数据按场景设置要 求发送至所述防撞软件中；S52、通过所述仿真设备收集所述防撞软件的输出数据；S53、将所述输出数据与预设标准数据进行比照，从而验证所述防撞软件的正确 性。0018与现有技术相比，本创造实施例提供的一种机载

11、防撞系统防撞软件仿真测试方法， 将机载防撞系统防撞软件在真实的硬件环境上运行，通过该方法可以实现对机载防撞系统中 的防撞软件进行有效测试，确保能够及时发现防撞软件在真实硬件环境中运行产生的问题， 同时解决防撞软件测试环境中满足场景要求的输入数据模型构造问题；并且通过该方法，可 使用标准测试用例集或自行编写的测试用例测试防撞软件的正确性。0019木创造的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，局部地从说明书中变得 显而易见，或者通过实施本创造而了解。本创造的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权 利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。0020下面通过附图和实施例，对本创造的技术方

12、案做进一步的详细描述。0021附图说明0022附图用来提供对本创造的进一步理解，并且构成说明书的一局部，与本创造的实施 例一起用于解释本创造，并不构成对本创造的限制。在附图中：图1为本创造实施例提供的机载防撞系统防撞软件仿真测试方法流程图。0023图2为本创造实施例提供的外部交联接口和内部交联接口示意图。0024图3为本创造实施例提供的基于仿真设备和监视仿真软件的防撞软件仿真测试环境 示意图。0025图4为本创造实施例提供的仿真设备、防撞软件与监视仿真软件数据交互示意图。具体实施方式0026下面将参照附图更详细地描述本公开的例如性实施例。虽然附图中显示了本公开的 例如性实施例，然而应当理解，可

13、以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。 相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给 本领域的技术人员。0027参见图1所示，本创造实施例提供了一种机载防撞系统防撞软件仿真测试方法，具体 包括如下步骤：S1、获取防撞软件的外部交联接口和内部交联接口，以及所述外部交联接口和内CN 114330036 A说明书4/6 页部交联接口分别对应的数据协议信息；S2、基于所述外部交联接口，以及所述外部交联接口对应的数据协议信息，对外部交 联设备进行仿真建模，获得仿真设备；S3、基于所述内部交联接口，以及所述内部交联接口对应的数据协议信息，对与所述 防

14、撞软件通信连接的监视模块进行仿真建模，获得监视仿真软件；S4、使所述仿真设备实现以规定的场景要求向所述防撞软件发送数据；并实现所述 仿真设备、所述防撞软件与所述监视仿真软件数据交互；S5、基TS4,对所述防撞软件进行测试，验证所述防撞软件的正确性。0028下面分别对上述各个步骤进行详细的说明。0029在上述步骤S1中，本创造实施例中，主要对机载防撞系统中的防撞软件进行测试； 参见图2所示，机载防撞系统的核心设备为防撞主机，该防撞主机包括防撞软件和监视模块； 防撞软件和监视模块通过内部交联接口通信连接；其中内部交联接口为DPRAM接口。0030外部交联接口包括：S模式应答机接口、交通/决断显示器

15、接口、无线电高度表接 口、机上设备接口，以及地面站接口。其中，S模式应答机接口、交通/决断显示器接口和无线 电高度表接口均为HB6096接口；机上设备接口为离散量接口；地面站接口为射频接口。0031 外部交联接口对应的数据协议信息具体如下：S模式应答机接口数据协议信息包括：本（形模式地址、本机气压高度值、目标机协 同告警信息，以及对控制盒的控制信息；交通/决断显示器接口数据协议信息包括：交通告 警信息、决断告警信息、目标机位置信息、本机灵敏度信息，以及本机垂直速度等；无线电高度表 接口数据协议信息包括：本机无线电高度；机上设备接口数据协议信息包括：飞机状态信息等； 地面站接口数据协议信息包括：

16、本机灵敏度信息，以及决断告警信息等。0032在上述步骤S2中，主要对外部交联设备进行仿真建模，即对S模式应答机、交通/决断 显示器、无线电高度表、机上设备和地面站进行仿真建模。如图3所示，首先获取外部交联设备 的接口仿真卡，并按照外部交联设备的接口特性，将接口仿真卡对应安装在S1所获取的外部 交联接口处；再根据外部交联接口对应的数据协议信息，设置接口变量包括数据包头、长度和 各字段等信息；设置数据传输速率；设置数据发送触发条件，包括周期和非周期数据；最后基于 接口变量、数据传输速率和信息发送触发条件，生成仿真设备。0033其中，仿真设备和防撞主机之间传输的主要数据如表1所示。0034表1仿真设

17、备和防撞主机之间的主要数据CN 114330036 A说明书5/6 页1.好内容无线电高度仿真设备目.防捶主机接口知HB609613.气压高度决断告警仿真设备防捶主机HB6096HB60964.HB60965.控制盒控制字HB6O966.发送至地面站的决断信 息防捶主机仿真设备HB60%7.本机防撞能力等HB60968.HB60969.目标机跟踪信息防捶主机仿真设备HB6O9610.11.控制盒控制字 气压高度HB60%HB6096IX飞机状态信息仿真设备防撞主机D0在上述步骤S3中，主要包括完成监视模块与防撞软件之间的通信功能；完成目标机 数据仿真建模。0035其中，“完成监视模块与防撞软件

18、之间的通信功能”的具体做法如下：1）将监视模块与防撞软件通过内部交联接口通信连接，即通过DPRAM接口实现通 信和收发时序；2）将防撞软件数据按照内部交联接口对应的数据协议信息，发送至防撞软件；其 中，防撞软件数据主要为监视软件对目标机跟踪的航迹数据等；3）防撞软件对防撞软件数据进行计算处理后，将处理结果数据发送至监视模块； 其也处理结果数据包括本股照数据、目标机跟数据、威胁检测数据、决断告警和多机处理数 据等。0036监视仿真软件可完成监视逻辑与防撞软件之间所有交互通信功能，监视仿真软件还 可以生成模拟的目标机及其它数据，并将所有数据按周期发送给防撞软件。监视仿真软件与 防撞软件之间通过DP

19、RAM进行通信，通信周期为1s。监视仿真软件按周期向防撞软件发送保持 正常运行的周期数据，当有目标机出现时，发送目标机信息。监视仿真软件按周期接收防撞软件 向其发送的本机跟踪数据、和本机灵敏度等信息。0037此外完成目标机数据仿真建模”的具体做法如下：基于监视模块对目标机进行跟踪，构造目标机数据；该目标机数据包括：目标机的类 型、距离、方位等信息；待实施测试时，监视仿真软件按周期将目标机数据发送给防撞软件。 0038二者交互的主要信息如下所示。0039 监视仿真软件至防撞软件数据内容：struct SimSWToFZlogic ini intBH; 目标机编号int intJL; 距离CN 1

20、14330036 ACN 114330036 ACN 114330036 A说明书6/6页int intGD; 高度int intJD; 角度防撞软件至监视仿真软件数据内容：struct FZlogicToSimSW（int OwnGD; /本机高度int GDValid; 本机高度有效long SAddr; 本机S模式地址在上述步骤S4中，D使仿真设备实现以规定的场景要求向防撞软件发送数据，具体包括：控制外部 交联接口发送数据的时序，在预设时间内将无线电高度、气压高度发送至防撞软件；完成外部交 联各个设备间通讯数据测试数据时序仿真。00402）实现仿真设备、防撞软件与监视仿真软件数据交互，相

21、关内容如下：步骤S2中所述仿真设备模拟不同来源的数据已由仿真设备按照既定场景要求实 现以1s为数据更新周期，并通过防撞软件转发至监视仿真软件；步骤S3中所述监视仿真软件 实现了目标机建模；以上分别实现了外部输入数据和内部输入数据的仿真。由于内外部数据 均通过监视仿真软件进行交互，因此将周期数据S模式地址作为测试起始标志，当监视仿真 软件接收到预设的地址时，仿真时间开始计数，仿真设备和监视软件同时发送测试场景数据， 实现仿真设备、防撞软件与监视仿真软件数据交互过程的仿真。0041如图4所示，仿真设备、防撞软件与监视仿真软件数据交互过程，其具体作法如下：在 监视仿真软件中定义Tsim表示监视仿真软

22、件的任务工作周期，将Tsim初始化为0,表示试未 开始；仿真设备发送的S模式地址初始化为1,表示测试未开始。当仿真设备发送的S模式地址 第一次大于1时，表示此周期是第0周期，下一周期为第1周期。监视仿真软件收到第一个大于 1的S模式地址时，将Tsim设为1,并在下一周期发送第1个周期的数据，直至测试场景结束，输 出防撞算法处理结果，退出仿真。0042在上述步骤S5中，构造测试激励，开展防撞软件动态测试，将测试结果与标准输出进行 比对，验证防撞软件的正确性；具体为：在步骤S4完成后，仿真设备和监视仿真软件按测试 用例规定的测试场景向防撞软件发送测试输入数据；通过仿真设备收集防撞软件的输出数据, 将收集到的输出数据与测试用例集中的标准输出数据进行比对，验证防撞软件是否满足D0- 185A标准要求。0043显然，本领域的技术人员可以对本创造进行各种改动和变型而不脱离本创造的精神和 范围。这样，倘假设本创造的这些修改和变型属于本创造权利要求及其等同技术的范围之内，那么 本创造也意图包含这些改动和变型在内。说明书附图1/4页CN 114330036 ASIS2S3S4S5图1CN 114330036 A说明书附图2/4页CN 114330036 A说明书附图3/4页