《一种基于故障仿真的交通物联网测试方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于故障仿真的交通物联网测试方法.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103997435 A (43)申请公布日 2014.08.20 CN 103997435 A (21)申请号 201410222932.0 (22)申请日 2014.05.23 H04L 12/26(2006.01) (71)申请人 交通运输部科学研究院 地址 100029 北京市朝阳区惠新里 240 号 (72)发明人 赵旭 王焱 谷博涛 林广梅 张宾武 (74)专利代理机构 北京中原华和知识产权代理 有限责任公司 11019 代理人 寿宁 张华辉 (54) 发明名称 一种基于故障仿真的交通物联网测试方法 (57) 摘要 本发明公开了一种基于故障仿真的交通物联 网。
2、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。
3、应用的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103997435 A CN 103997435 A 1/1 页 2 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 1 建立。
4、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 1 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。 。
5、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。
6、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。
7、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。
8、， 所述的人的行为模型主要包 括行人的移动模型。 权 利 要 求 书 CN 103997435 A 2 1/4 页 3 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。
9、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。
10、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 。
11、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 ： 000。
12、8 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 ； 说 明 书 CN 103997435 A 3 2/4 页 4 0009 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 ； 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。
13、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。
14、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。
15、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。
16、 借由上述技术方案， 本发明至少具有下列优点 ： 0016 (1) 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。
17、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。 说 明 书 CN 103997435 A 4 3/4 页 5 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。
18、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1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。
19、及的被测系统。 0032 如图 1 所示， 步骤 1 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。
20、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 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 ； 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。
21、 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。 说 明 书 CN 103997435 A 5 4/4 页 6 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。
22、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。
23、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。 说 明 书 CN 103997435 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103997435 A 7 。