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2.2 白盒测试
白盒测试是一种既关心在测试条件下被测对象运行情况,也关心其内部行为与结构的测试方法,见图11。在DAS中,白盒测试既可以按照功能边界监测系统运行情况,也能监测系统不同组件间的信号交换。这种测试策略能检测到测试对象的内部结构,这对于分析测试对象的内部行为非常有用,尤其是当测试失败的时候。使用此策略,测试系统在不忽略技术规范需求的情况下,通过检测测试对象的逻辑而获得测试数据。白盒测试方法的目的是通过检测一个复杂功能的不同组件的运行情况以及组件间信号或报文交换情况,来获得更高的测试覆盖率。IEC61850为白盒测试提供了良好环境。如果系统做了适当的工程配置,所有被逻辑节点表示的功能元素的状态在GOOSE报文中都是可见的。
图11白盒测试
当测试基于不同逻辑接口的分布式功能时,白盒测试是非常有用的。测试系统通过监视测试对象各组件间交换的报文来实现对子功能(sub-function,SF)或功能行为的观察。白盒测试场景可以与黑盒测试场景相同。
2.3 自顶向下测试
自顶向下测试在DAS中,尤其在现场验收中是广泛使用的测试方法。在这种情况下,系统的所有组件都可以被配置和测试。自顶向下测试可通过黑盒测试和白盒测试方法实现。测试从整个系统开始,之后是功能或子功能测试,如必要可进行功能元素测试。
在出厂验收中,如果系统或子系统的所有组件不全部可用,那么测试系统则有必要模拟其在预期测试场景下的运行情况,这样测试系统就为不具备的功能或子功能创建了所谓的“仿真单元”。测试的“仿真单元”是指能够模拟测试所涉及模块操作的模块,可代替实际的模块(如一条线路监测设备)来实现测试目的。当系统增加了额外的下层单元时,自顶向下的方法会导致高层单元的重测。有时一些单元会同时增加,这些单元将作为每个功能元素测试的测试背景。
采用自顶向下测试策略,每个功能元素都将按照功能元素测试计划进行测试。如果考虑对实现IEC61850的DAS采用自顶向下的测试方式,则需要从定义功能边界开始。当特定测试失败时,需要对系统功能的单个组件进行测试。每个测试的功能边界都是不同的,而且需要一系列来自测试系统的激励,以及利用不同的信号或通信报文对功能元素行为进行的监测。例如,如果对被监测线路的检测出现故障时,将按照图12所示的功能等级执行进一步测试,如果仍失败,将继续做底层的测试,包括对一些监测功能元素的测试,如对配电网馈线电流或由逻辑节点MMXU所代表的有功功率的测量。
图12对配电自动化系统自顶向下测试
2.4 自底向上测试
自底向上测试是一种从底层功能开始测试的方法,通常用于系统中功能元素的测试。该方法适用于制造商的型式试验或用户的验收测试。当测试复杂的多层功能或系统时,必须为不可用部分创建驱动功能元素。当执行测试(如进行出厂验收)时,测试系统必须能够仿真系统中任何缺失的组件。
自底向上与自顶向下测试方法相比,两者具有很多相似之处,其主要差异在于测试顺序和需要测试的数量。
3 DAS的功能测试
对很多机构、组织而言,了解一个复杂系统中哪些功能已被测试,哪些功能还未被测试,依然是一个很大的挑战。因此为确保质量,所需要投入的测试时间日渐成为保证DAS成功运行的重要因素之一。
工程、调试和运行维护人员将功能需求转换为可执行的测试案例,并通过这些测试案例来证明DAS在给定时刻或在任何特定条件下都是满足需求的。为了建立能够定义和区分功能要求的可执行测试方案,需要制定测试计划来更加快速、客观地评估被测功能的性能。应经常执行这些测试,以确保功能修改或固件升级后不会影响之前已测试过的功能。一个有效的功能测试过程会定义一系列指南,来有效指导测试技术的使用。然后这些指南的实现和集成将被融入资产管理系统中。
为进行有效的系统测试,用户或制造商不仅要定义测试过程,还要实现该过程,并将该过程集成到工程过程中不断地、经常地使用。功能测试应成为DAS设计的一部分。DAS每个单独单元的功能在设计时,就必须考虑如何对其进行测试。
下文讨论了DAS功能测试的不同方法以及可以作为被执行测试某种功能的独立组件,包括某些对功能和应用测试的类型和方法的定义。如果要测试一个复杂DAS,就需要使用系统测试的方法和工具。
系统测试是指对一个完整、集成的系统进行测试,以确认该系统满足特定的要求。系统测试的一个准则就是所有被集成的组件都应通过集成测试,软件系统也应与应用硬件相集成。系统测试实际上是依照功能需求规范(FRS)和/或系统需求规范(SRS)对全系统进行的测试。此外,系统测试还是一个测试阶段,不仅关注设计,而且关注DAS的行为和预期性能,也可能涉及需求规范之外的一些内容。本节不讨论单个PIED的测试,假定它们被选择用在DAS中时,在验收测试中已被详细测试过了。
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