V2X功能測試用例設(shè)計(jì)及測試分類方法

汽車行業(yè)中，任何一款產(chǎn)品的上線都離不開測試工作，在整個(gè)測試工作中，測試人員通過使用不同的測試技術(shù)來創(chuàng)建測試用例，保證測試活動(dòng)的全面性和高效性。根據(jù)ISTQB可以將測試技術(shù)分為黑盒、白盒和基于經(jīng)驗(yàn)的測試技術(shù)：

01常用測試技術(shù)分類

黑盒測試技術(shù)

黑盒測試技術(shù)（behavioral or behavior-based techniques），它不依賴于代碼的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而是基于測試依據(jù)（如：正式需求文檔、規(guī)格說明、用例、用戶故事或業(yè)務(wù)流程）來測試被測對象的正確性和完整性，它關(guān)注被測對象的輸入和輸出，而不考慮其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

白盒測試技術(shù)

白盒測試技術(shù)（structural or structure-based techniques），主要通過對架構(gòu)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)或測試對象代碼進(jìn)行分析。與黑盒測試技術(shù)不同，白盒測試技術(shù)關(guān)注被測對象的結(jié)構(gòu)和處理過程。

基于經(jīng)驗(yàn)的測試技術(shù)

基于經(jīng)驗(yàn)的測試技術(shù)：利用開發(fā)人員、測試員和用戶的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)、實(shí)施和執(zhí)行測試。這類技術(shù)通常與黑盒和白盒測試技術(shù)相結(jié)合。

以上是較為常用的測試技術(shù)分類，測試人員需要結(jié)合具體項(xiàng)目需求和測試目標(biāo)，選取合適的測試技術(shù)來進(jìn)行測試用例開發(fā)。

目前汽車行業(yè)中使用的V2X（Vehicle to Everything）技術(shù)是智能交通系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一，具有廣泛的應(yīng)用前景。V2X技術(shù)可以讓車輛之間相互通信，實(shí)時(shí)獲取其他車輛的位置、狀態(tài)、行駛方向等信息，同時(shí)也可以獲取周圍道路狀況、交通信號燈、行人等信息，以此來提高駕駛安全性、舒適性和效率。

02測試用例開發(fā)流程
針對基于場景的V2X功能測試來說，測試用例的開發(fā)一般是由黑盒測試技術(shù)中的等價(jià)類劃分和邊界值分析。等價(jià)類劃分和邊界值分析是測試中常用的兩種測試用例設(shè)計(jì)方法，它們一起使用可以更全面地覆蓋輸入域，在發(fā)現(xiàn)潛在缺陷的同時(shí)，也提高了測試的效率。目前，北匯信息在測試用例開發(fā)方面有了完整流程，大致總結(jié)為以下幾個(gè)步驟：

①識別輸入域：根據(jù)需求文檔、功能規(guī)范或技術(shù)協(xié)議等資料，確定需要進(jìn)行測試的輸入域。

②等價(jià)類劃分：將輸入域劃分為若干個(gè)等價(jià)類，每個(gè)等價(jià)類代表著一組具有相同特征的輸入值。

③邊界值分析：對每個(gè)等價(jià)類，確定其邊界取值并分析。

④組合等價(jià)類和邊界值：針對測試需求進(jìn)行功能點(diǎn)整理，主要是提取需求中的等價(jià)類，其提取依據(jù)是該等價(jià)類是否會對被測件的功能產(chǎn)生影響。等價(jià)類分為“路網(wǎng)”、“參與者”、“事件板”。其中，路網(wǎng)是指對場景運(yùn)行道路的說明，包括：車道類型、車道數(shù)量、標(biāo)牌類型、信號燈等；參與者指的是場景參與者，包括：車輛、行人和樹木、路燈等物體；事件板是指參與者的行為，包括參與者的初始狀態(tài)和運(yùn)行過程中的行為變化。初始狀態(tài)包括位置、朝向和速度等。然后將不同等價(jià)類中的邊界值組合起來構(gòu)造測試用例。

⑤設(shè)計(jì)優(yōu)先級：優(yōu)先級需要考慮：優(yōu)先級需要考慮：功能關(guān)鍵性或重要程度、與安全相關(guān)的功能、功能完成度、功能當(dāng)前驗(yàn)證條件滿足性。根據(jù)測試優(yōu)先級確定測試用例重要程度，并按照優(yōu)先級順序進(jìn)行篩選測試用例。

下面以《合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)（第一階段）T/CSAE 53-2020》標(biāo)準(zhǔn)中的前向碰撞預(yù)警（FCW）場景進(jìn)行舉例，詳細(xì)介紹測試用例開發(fā)方法：

FCW功能定義：主車（HV）在車道上行駛，與在正前方同一車道的遠(yuǎn)車（RV）存在追尾碰撞危險(xiǎn)時(shí)，F(xiàn)CW功能通過HMI對HV駕駛員發(fā)出預(yù)警，幫助駕駛員避免或減輕前向碰撞，提高道路行駛安全。

CSAE 53-2020中介紹了以下四種FCW的主要場景。

場景一

HV行駛，RV在HV同一車道正前方停止1)HV正常行駛，RV在位于HV同一車道的正前方停止；2)HV和RV需具備短程無線通信能力；3)HV行駛過程中在即將與RV發(fā)生碰撞時(shí)，F(xiàn)CW 應(yīng)用對HV駕駛員發(fā)出預(yù)警，提醒駕駛員與位于正前方的車輛RV存在碰撞危險(xiǎn)；4)預(yù)警時(shí)機(jī)需確保HV駕駛員收到預(yù)警后，能有足夠時(shí)間采取措施，避免與RV發(fā)生追尾碰撞。

場景二

HV 行駛，RV 在HV相鄰車道前方停止1)HV正常行駛，RV 在位于HV相鄰車道的前方停止；2)HV和RV需具備短程無線通信能力；3)HV行駛過程中不會與RV發(fā)生碰撞，HV 駕駛員不會收到 HMI 發(fā)出的FCW預(yù)警信息。

場景三

HV 行駛，RV 在HV同一車道正前方慢速或減速行駛1)HV正常行駛，RV 位于HV同一車道的正前方慢速或減速行駛； 2)HV和RV需具備短程無線通信能力； 3)HV行駛過程中在即將與RV發(fā)生碰撞時(shí)，F(xiàn)CW 功能通過HMI對HV駕駛員發(fā)出預(yù)警，提醒駕駛員與位于正前方的車輛RV存在碰撞危險(xiǎn)； 4) 預(yù)警時(shí)機(jī)需確保HV駕駛員收到預(yù)警后，能有足夠時(shí)間采取措施，避免與RV發(fā)生追尾碰撞。

場景四

HV行駛，HV視線受阻，RV-1在HV同一車道正前方停止

1)HV跟隨RV-2正常行駛，RV-1在同一車道上RV-2的正前方停止，HV的視線被RV-2所遮擋；

2)HV和 RV-1 需具備短程無線通信能力，RV-2 是否具備短程無線通信能力不影響功能場景的有效性；

3)RV-2為了避開RV-1進(jìn)行變道行駛；

4)HV行駛過程中在即將與RV-1發(fā)生碰撞時(shí)，F(xiàn)CW功能通過HMI對HV駕駛員發(fā)出預(yù)警，提醒駕駛員與 位于正前方的RV-1存在碰撞危險(xiǎn)；

5)預(yù)警時(shí)機(jī)需確保HV駕駛員收到預(yù)警后，能有足夠時(shí)間采取措施，避免與 RV-1發(fā)生追尾碰撞。

根據(jù)以上場景，將對FCW功能產(chǎn)生影響的因素通過等價(jià)類劃分和邊界值分析方法將其分為路網(wǎng)、參與者、事件板，分類如下圖所示。結(jié)合FCW功能文檔以及測試的優(yōu)先級對其組合的case進(jìn)行篩選整理，最后生成完整的測試用例。

03總結(jié)

根據(jù)以上測試用例開發(fā)流程可以提高被測系統(tǒng)的覆蓋面，進(jìn)而提高測試的有效性和全面性，能夠更全面地發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和問題，保障被測件功能健全。

北匯信息作為蜂窩車聯(lián)（C-V2X）工作組成員，持續(xù)深耕 V2X 測試領(lǐng)域，測試方案覆蓋終端接入層一致性、協(xié)議棧一致性、場景功能測試和信息安全測試等，為客戶提供專用測試設(shè)備、成熟的測試解決方案和測試服務(wù)，讓汽車變得更安全、更舒適、更智能。