2019年第10期
信息与电脑
China Computer & Communication
软件开发与应用
韩宇峰
（上海中软华腾华腾软件系统有限公司，上海 200233）
摘 要：自动售检票系统简称AFC，是轨道交通机电系统中重要的机电子系统之一，系统终端设备的可靠性直接影响了运营效果和乘客体验度。自动售检票系统的质量保证是产品研发上线的重要保障。基于此，介绍了自动售检票系统质量保证方法及在系统建设上的应用，重点阐述了设计阶段、制造过程、测试验证阶段等三个主要阶段的质量保证方法。 关键词：AFC 系统；质量保证；测试
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）10-048-03
Method and Application of Quality Assurance for AFC System
Han Yufeng
(Shanghai China Soft International Huateng Software System Co., Ltd., Shanghai 200233, China)
Abstract: AFC is one of the most important electromechanical systems in the mechanical and electrical system of rail transit.
The reliability of the system terminal equipment directly affects the operation effect and passenger experience. The quality assurance of the automatic ticket selling and checking system is an important guarantee for product research and development on-line. Based on this, this paper introduces the quality assurance method of automatic ticket selling and checking system and its application in system construction, and focuses on the quality assurance method of three main stages: design stage, manufacturing process, test and
verification stage.
自动检票Key words: AFC system; quality assurance; testing
１ 自动售检票系统质量管理概述
1.1 AFC 系统简介
自动售检票系统简称AFC （Automatic Fare Collection ，下称AFC 系统），是轨道交通机电系统中重要的机电子系统之一。系统中几乎所有终端设备直接供乘客使用，与乘客进行交互。因此，设备的可靠性直接影响了运营效果和乘客体验度。一般轨道交通日常运营收入基本通过AFC 系统而来。AFC 系统为乘客提供方便快捷的付费方式，是一个全自动收费系统。系统使用非接触式IC 卡作为车票媒体，所有终端设备均具备处理非接触IC 卡、二维码、生物特征识别的能力。1.2 AFC 系统质量保证的特点
AFC 系统的研发过程涵盖了系统设计、硬件设计、软件开发、设备生产、测试及调试和开通运营等多方面的工作。项目具有以计算机系统为核心的集成化系统工程、较强的软件工程特征、大系统的高质量要求。
根据AFC 系统中央/车站计算机系统、售检票终端设备
的特点和难点，分别采用针对性质量保证技术，对整个系统的设计、开发、制造和测试等进行全方位质量控制。质量保证活动将贯彻项目实施的各个过程，质量合格的产品和服务从此过程中产生，而不是依靠检测。质量保证的重心体现在预防和纠正。质量保证包括所有为了保证项目达到相关质量标准
而建立的活动，贯穿整个项目的生命周期。通过对AFC 系统实施各个不同阶段的归类，从软件设计开发阶段、设备生产、测试及调试等方面采取质量保证措施，确保AFC 系统的质量。
２ 设计阶段质量保证
2.1 文档及评审
文档是设计的组成部分。项目实施过程中，文档既是某个阶段产生的工作产品，又是后续阶段的活动依据。AFC 项目提供的主要文档包括各类管理文档、需求文档、设计文档、测试文档和用户文档等。项目实施过程中，需要对关键工作产品进行技术评审，主要包括需求分析文档、设计文档、编码、
作者简介：韩宇峰(1974—)，男，上海人，本科，信息系统高级项目经理。研究方向：轨道交通自动售检票系统。
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测试计划和测试案例等。
2.2 测试案例设计
软件开发和设备制造过程中的测试，直接关系到产品质量。案例设计是关键，主要从功能、参数、寄存器数据、交易数据、车站报表和其他介质报表等方面验证。
第一，单机测试。分别测试车站计算机系统、中央计算机系统和终端设备（自动售票机、自动检票机、人工售补票机等）的应用软件，以验证其是否达到各自需求规格说明书所描述的功能要求和性能要求。
第二，模拟联网测试。将车站计算机系统、中央计算机系统和各类终端设备搭建测试平台，模拟整条线路和几个车站联网测试，是AFC系统中最重要的质量保证环节。其主要进行接口测试，按照中央计算机、车站计算机、终端设备等由上到下的顺序下发参数，由下至上的顺序上传交易和状态。
第三，整体功能测试。地铁运营开始到运营结束所使用功能的集合，采用垂直业务驱动方法测试业务流程所涉及的业务功能，包括参数编辑/配置、参数下发、参数生效、各种设备正常或异常的交易处理流程、交易逐级上传、运营模式切换、设备监控、交易数据处理及报表、交通卡、一票通的一票换乘以及其他定义功能[1]。
第四，数据安全性可靠性测试。在通信层，报文使用MD5对接收的报文进行摘要验证，确保只有篡改的报文被处理，测试MD5验证功能。测试在离线状态下的本地数据导入/导出功能，上节点导出参数导入到下节点，下节点导出交易数据、寄存器数据导入到上节点。测试终端设备交易明细与报表的数据准确性、设备在突然掉电情况下交易数据、寄存器数据的可靠性等。
第五，现场测试。在实际使用环境中测试完成安装的AFC系统。现场测试包括单个车站的进/出站测试、多个车站的临站或跨站测试和全路网走票测试。现场测试包括正常情况测试，也包括异常情况和紧急情况测试。
2.3 配置管理
软件开发过程中必须建立配置管理机制，维护项目实施中的所有成果和“半成品”成果所保存的全部更改记录，使所有变化都在有序的机制下进行。配置管理包括版本管理和变更控制。软件开发团队使用专门配置管理工具CVS和Bugzilla进行版本管理和变更控制。版本库的配置项主要包括项目计划、软件需求规格说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、源程序及配置参数、测试计划、测试案例、测试报告、用户文档以及其他需要版本管理的文档。软件开发的各个重要阶段创建相应的基线，作为进一步开发的基准。对于进入基线的配置项的任何修改，执行变更控制的强制性规范。一个配置管理委员会评估和审批变更请求。配置管理员定期审计配置项状态和基线完整性，并向项目经理提交配置项状态报告和基线审核报告[2]。３ 设备生产制造质量保证
3.1 职责分配
通过设置工艺、安全环保、质量品控、计量、软件测试和部件检验部等进行全方位管理。
3.2 物料采购/供应商管理质量保证
物料采购的优劣对整个项目的进度和质量影响重大。因此，物料采购和供应商管理需作为一个重要的质量控制点进行控制和管理。从原材料供应商的评定和选择、采购计划的制定、编制材料时间控制表、采购物品质量把关以及进货物品质量检验等方面进行质量控制。
3.3 设备生产过程及质量控制
样机确认后，进入设备生产阶段，也是整个工程的重要阶段，由AFC终端制造工厂具体实施。生产实施前，必须评估生产准备工作，主要有工艺管理、生产设备管理、量测工具管理、生产过程监视与测量、产品标识与追溯以及不合格品控制等项目。
４ 测试及调试质量保证
4.1 测试独立性
测试组的成员由具备丰富AFC系统测试经验的技术人员和质量保证成员组成。测试人员独立于软硬件开发和设备生产人员，避免测试过程受开发人员的惯性思维影响，保证测试的全面性和正确性。测试人员根据用户需求书和技术规格书制订测试计划、测试案例，测试人员有权根据用户需求书和技术规格书的要求，否决软件开发、设备制造等交付待测系统和设备，其他组人员必须按照测试组的意见整改并重新提交测试。整个测试团队分为工具开发、设备检验、集成功能测试和性能检验等。
4.2 测试工具及方法
整个系统测试过程中，可以采用常规的质量管理工具，包括配置管理工具CVS、缺陷跟踪管理工具JIRA、测试案例管理工具TestLink和自动化测试工具Rational Robot，同时，根据实际情况，开发专用测试工具。开发基于标准的数据接口测试工具，可以通过配置定义通信协议、数据格式，并基于配置好的协议，按照设定规则产生接口测试数据库，从数据库中抽取数据测试接口，产生接口测试报告。开发基于标准的数据仿真，能够产生系统性能指标规定的仿真业务数据，并通过仿真器对系统进行加压测试。此外，在被测系统上安放探针，记录压力测试过程中系统CPU、内存的指标变化，为性能分析提供依据。针对工作站应用中复杂且耗时的数据测试和GUI 测试，提供GUI测试工具，可实现测试过程录制和重放[3]。4.3 测试过程规范 测试过程质量保证测试工作的质量，是AFC系统最关键
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的质量保证活动。为此，针对AFC 测试工作制定了如下规范。第一，系统集成测试过程。测试应遵守如下过程，如图1
所示。
图1 系统集成测试过程
第二，缺陷管理过程。管理缺陷生命周期中的各种状态，主要状态包括打开（OPEN ）、分配（ASSIGN ）、修复（FIXED ）、关闭（CLOSED ），如图2
所示。
图2 缺陷管理过程
测试组报告缺陷时应遵循如下原则，尽早报告以便留下足够的修复时间，描述信息应单一、清楚、准确、不评价、详尽，区分严重性和优先级。测试组采用自由软件BugZilla 管理缺陷，缺陷数据库包含的信息为缺陷编号、报告人、报告日期、摘要、测试版本（发布号）、严重程度、优先程度、状态、预期修复日期、解决描述、复测描述、关闭日期和关闭版本[4]。
第三，版本传递过程和冒烟测试制度。待测软件和各设
备组件，从产品库传递到测试组时，遵循非常严密的过程，如图3
所示。
图3 版本传递过程
开发组向配置管理组申请待测产品基线时，必须提交产品相关文档、自检报告，否则被视为不合格产品退回重新处理。测试组获取待测产品后，首先进行冒烟测试（最少功能集合测试），如测试存在问
题，说明该产品基本功能存在较大缺陷，产品质量差，且不进行下一步测试，作为不合格品退回重新处理。
第四，测试文档要求。为保证测试文档质量，测试组将严格满足质量保证组对测试文档的需求。测试计划中，该文档提供测试过程信息，至少包含测试对象与目标、测试策略与方法、测试子阶段划分、测试任务、人员与进度安排、测试环境/资源、测试通过/终止/失败准则、缺陷报告、测试统计与分析和过程风险控制等内容。测试大纲中，该文档组织和描述针对具体特性需要进行的测试，大多以表格形式，每行给出特性描述、测试方法、通过/失败规则和对应的测试案例。测试案例中，提供每项测试的具体输入、预期输出、测试步骤等具体操作信息，至少包含案例编号、输入说明、预期输出说明、操作步骤、环境限制和前/后置条件等内容。测试总结中，该文档总结发现过程经验与教训、测试结论，文档内容至少包含测试案例执行情况、缺陷分类与分析、测试效率、测试是否通过、产品改进建议和遗留缺陷清单等。
第五，测试统计要求。测试管理员定期（分阶段）统计分析测试案例管理系统和缺陷管理系统中的数据。测试覆盖率包括票种覆盖率、设备覆盖率、系统覆盖率和业务覆盖率等。
缺陷趋势情况，分阶段统计新发现缺陷数目，以查看每阶段新发现的缺陷数是逐步增加、减少或趋于零。根据已运行案例中包含的需求数占比及对应的缺陷数，预测剩余的缺陷数。缺陷按模块分布，统
计各模块所发现的缺陷数占比，包括缺陷的严重程度，从而确定质量比较差的模块，以决定是否追加测试案例扩大测试覆盖面。缺陷按原因分布，统计各类型缺陷产生的原因及占比，从而分析、集中修复主要缺陷。
５ 结 语
地铁AFC 系统集成项目中，通过理论联系实际，总结了一套行之有效的AFC 系统质量保证方法，在多个城市的AFC 系统建设中高质量完成了项目，顺利上线运营，为公司在AFC 项目的开拓提供了坚实保障。
参考文献
[1]徐高峻.自动售检票系统模拟测试平台的组建与应用[C].// 2010城市轨道交通关键技术论坛论文集,2010.
[2]谢芳，卢朝晖，胡海东.软件可靠性分析及质量保证研究[M].北京：中国水利水电出版社,2013:89.
[3]叶皑.自动售检票软件测试方法及其工具应用研究[D].上海：东华大学,2010:68.
[4]徐莉.基于项目管理角度的软件测试流程及管理[J].网络安全技术与应用,2018(3):38-39.
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