【摘要】文章系統(tǒng)闡述了車聯(lián)網(wǎng)（Telematics）系統(tǒng)測試的一般流程及主要測試方法。通過具體Telematics系統(tǒng)測試實例詳細介紹測試過程中關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用、主要測試問題及其原因分析并取得了較好的測試結(jié)果。Telematics后臺信息應(yīng)用服務(wù)平臺為問題高發(fā)區(qū)，車載終端問題主要為本地功能無法實現(xiàn)，無線通信網(wǎng)絡(luò)問題為小概率事件。另外，在測試過程及時截取并準確分析log文件可以高效定位問題根源，提高測試效率。

1.車聯(lián)網(wǎng)Telematics概念

1.1定義

車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，在車-X（X：車、路、行人及互聯(lián)網(wǎng)等）之間，進行無線通訊和信息交換，以實現(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

圖1 Telematics系統(tǒng)架構(gòu)

車載信息終端：采集CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及GPS數(shù)據(jù)等信息，經(jīng)過處理打包，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳送給后臺信息服務(wù)平臺。

無線通信網(wǎng)絡(luò)：應(yīng)用3G/4G、Wi- Fi等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)與手段,實現(xiàn)車載終端與后臺服務(wù)平臺的信息傳輸。

后臺信息服務(wù)平臺：借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整合第三方內(nèi)容和數(shù)據(jù)并對海量信息進行融合處理,以實現(xiàn)車輛檢測、道路救援、實時交通、網(wǎng)上預(yù)約等服務(wù)與應(yīng)用。

2.Telematics測試技術(shù)

2.1 Telematics系統(tǒng)特點

? 車載信息終端集成多種通信與數(shù)據(jù)IO硬件，并提供對多種通信協(xié)議、數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用服務(wù)的支持，系統(tǒng)非常復(fù)雜。

? Telematics具有多設(shè)備組成性，涉及眾多廠商，信息數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)鏈路復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)且涉及海量信息整合，數(shù)據(jù)挖掘、大規(guī)模數(shù)據(jù)計算。

? 實時性、可靠性要求：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（車輛）具有高動態(tài)性、拓撲變化頻繁，且受到的干擾因素較多包括路邊建筑物、天氣狀況、道路交通狀況等。

2.2 Telematics測試方法

Telematics系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了測試過程必需從多角度、多維度對系統(tǒng)進行綜合性測試，主要測試技術(shù)如圖所示，

圖2 Telematics測試方法

從系統(tǒng)整體實現(xiàn)角度出發(fā)，需要進行功能、及性能測試。其中，功能測試涵蓋功能實現(xiàn)、需求驗證、用戶體驗（功能合理性）；性能測試包括穩(wěn)定性、可靠性、安全性、壓力測試（負載）。

測試周期的不同階段需要對系統(tǒng)進行單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試。如：車載終端單元測試，車內(nèi)網(wǎng)集成測試，接入系統(tǒng)平臺進行系統(tǒng)化測試。

從被測對象的特性及運行狀況，又可靈活采用動態(tài)測試、靜態(tài)測試、白盒測試、黑盒測試等。

2.3 Telematics測試流程

測試流程遵循通用測試流程：測試需求分析、測試策略分析（用例設(shè)計）、測試環(huán)境搭建、測試執(zhí)行、系統(tǒng)測試回歸。

圖3 Telematics 測試流程

測試策略分析以測試需求說明為輸入，通過對功能邏輯分析、特性分析、因果分析、場景分析、優(yōu)先級分析等加工輸出系統(tǒng)測試用例。

圖4 Telematics測試策略分析

3.測試案例

某合資廠某車型Telematics系統(tǒng)級測試，該系統(tǒng)采用NGTP架構(gòu)，車載終端為WinCE系統(tǒng)與車身BodyCAN鏈接并集成GPS通訊模塊；無線通訊modem通過嵌入SIM卡接入中國聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)，后臺服務(wù)平臺為Microsoft 云計算平臺，并接入第三方服務(wù)機構(gòu)如E-call。整個系統(tǒng)采用松耦合設(shè)計，可擴展性比較高。

3.1系統(tǒng)介紹

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖5 Telematics測試案例系統(tǒng)架構(gòu)

2、功能圖

圖6 測試案例系統(tǒng)功能

3.2、測試策略分析、測試用例設(shè)計

測試策略分析以測試需求說明為輸入，通過對功能邏輯分析、特性分析、因果分析、場景分析、優(yōu)先級分析等加工輸出系統(tǒng)測試用例。

輸入文檔主要包含系統(tǒng)方案，功能定義文檔，CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)文檔，通信矩陣，信號DBC，各種測試所需數(shù)據(jù)，應(yīng)用服務(wù)類型定義等。

1、系統(tǒng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)圖

圖7 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)圖

數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)主要分為車內(nèi)網(wǎng)（CAN）數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與車際網(wǎng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。車際網(wǎng)數(shù)據(jù)

基于NGTP協(xié)議，以請求（request）—響應(yīng)（response）服務(wù)的形式與server進行交互傳輸。

2、策略、特性分析

Telematics功能實現(xiàn)依賴于數(shù)據(jù)的可靠性傳輸，不同的功能服務(wù)對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)鏈路。為此，按數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)的方向不同我們將測試分為如下三部分：

1）單向上行服務(wù)測試：主要為本地CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集打包上傳server以便對車輛狀況進行統(tǒng)計分析。

2）單向下行服務(wù)測試：主要為server推送至車載終端的信息服務(wù)。如：保養(yǎng)預(yù)約提醒、車輛健康度結(jié)果、駕駛安全性經(jīng)濟性指數(shù)、天氣信息等。

3）雙向request-response服務(wù)測試：由終端發(fā)起請求，server根據(jù)請求信息到數(shù)據(jù)庫調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)必要時進入第三方平臺調(diào)取數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行加工處理，最后反饋給終端結(jié)果信息。

3、測試形式

考慮Telematics測試復(fù)雜性，兼顧測試效率采用靜態(tài)測試與動態(tài)測試相結(jié)合的方式。測試周期各階段包含終端單元測試、CAN網(wǎng)絡(luò)集成、終端與server集成測試，實車系統(tǒng)測試。

? 靜態(tài)測試主要為臺架測試：通過CANoe工具模擬CAN網(wǎng)絡(luò)，主要實現(xiàn)終端本地功能、車內(nèi)網(wǎng)控制器間交叉、車輛數(shù)據(jù)相關(guān)功能、及極端狀況下測試如E-call測試。

? 動態(tài)道路實車測試主要實現(xiàn)基于位置（GPS）的信息服務(wù)如實時交通、智能停車；不同路況下的無線通信及系統(tǒng)功能可靠性、穩(wěn)定性、時效性測試；以及對時效性較高的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)進行現(xiàn)場驗證。

4、測試工具

1）CANoe：用于采集CAN網(wǎng)絡(luò)車輛數(shù)據(jù)。

2）終端log分析工具：分析request、response包內(nèi)數(shù)據(jù)。

3）3Gmodel解析工具：實時監(jiān)控3G連接及服務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸狀態(tài)。

4）web服務(wù)推送工具：用于集成測試階段模擬server推送服務(wù)信息。

5、測試用例示例

測試用例需明確：前提條件、測試步驟、期望結(jié)果、實際結(jié)果、測試狀態(tài)。

圖8 測試用例開發(fā)

3.3測試環(huán)境搭建

測試環(huán)境主要分為兩部分：實驗室臺架測試見圖6、道路實車路試見圖7。

實驗室臺架測試環(huán)境：BCM與IC為真實控制器，其余（含PTCAN）控制器為CANoe模擬，車載終端與IC由privateCAN連接，車載終端外接GPS天線與3Gmodel。

道路實車測試攜帶獨立導(dǎo)航儀、GPS定位儀、聯(lián)通3G手機等輔助設(shè)備對實時行車信息進行驗證。

圖9 Telematics臺架測試實施 圖10 Telematics實車道路測試實施

3.4測試實施

測試實施階段主要工作如下：執(zhí)行測試用例、詳細記錄測試結(jié)果及bug列表、截取log文件、借助測試工具及log文件對問題原因分析及定位、缺陷跟蹤。

測試結(jié)果分析與評價工作中的重點是問題定位，明確的問題定位有利于高效的問題解決。因為Telematics功能的實現(xiàn)依賴于數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)多個環(huán)節(jié)，測試問題的原因究竟歸于哪個環(huán)節(jié)的判定尤為重要，這也是Telematics測試的難點，故在測試過程中對log的有效準確分析非常必要。

問題Log分析舉例：

1）問題描述：**餐廳預(yù)訂失敗。

2）NGTP協(xié)議Log文件：

圖11 原始log

3）log解析：

解析后的數(shù)據(jù)描述代碼：

圖12 解析后的log

紅色標注內(nèi)容經(jīng)過解碼后為：‘當前預(yù)訂失敗’，即server餐飲預(yù)訂服務(wù)沒有成功，問題出在遠程應(yīng)用服務(wù)程序。

3.5系統(tǒng)回歸測試

回歸測試工作的主要內(nèi)容如下：

? 歷史復(fù)測問題；

? 記錄復(fù)測問題狀態(tài)及信息

? 確認問題關(guān)閉與重開；

3.6測試結(jié)果及評價

本地終端常見問題為功能實現(xiàn)錯誤，重啟、死機，車載數(shù)據(jù)上傳失敗等占比約18%，發(fā)生頻率中等。

網(wǎng)絡(luò)通信類問題如：GPS無信號、通信網(wǎng)絡(luò)無信號、網(wǎng)絡(luò)超時嚴重、數(shù)據(jù)丟失、信號差等約占10%屬低頻問題，常見的原因有：a、路況原因（如：建筑物遮擋）b、通信模塊性能（如：長時間工作后10h以上性能下降）c、通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)（山區(qū)）、信號漫游臨界區(qū)域（城市邊界）。

應(yīng)用服務(wù)類問題：實時交通、智能停車信息與實際不符，酒店、餐飲預(yù)訂失敗，信息服務(wù)如天氣信息無法獲取，駕駛數(shù)據(jù)或第三方數(shù)據(jù)偏差嚴重，網(wǎng)絡(luò)超時等，占比63%為高頻問題。可能的原因比較多，如應(yīng)用服務(wù)功能本身無法實現(xiàn)，第三方數(shù)據(jù)整合丟失，數(shù)據(jù)融合或算法錯誤，系統(tǒng)性能低，服務(wù)數(shù)據(jù)分發(fā)錯誤，網(wǎng)絡(luò)原因等。此類問題一般涉及多節(jié)點、流轉(zhuǎn)復(fù)雜，且原因排查比較困難，這也同樣為系統(tǒng)集成及測試提出了更高要求。

車載CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交叉功能，接口和功能合理性、用戶體驗度等問題分別為占比為6%與3%屬小概率事件。

圖13 測試案例問題分布圖

4 總結(jié)及展望

本文結(jié)合具體測試案例系統(tǒng)分析了車聯(lián)網(wǎng)的測試技術(shù)、方法，并在實際測試中取得了較滿意的測試結(jié)果。車聯(lián)網(wǎng)測試問題原因分析及定位比較困難，及時記錄并分析各環(huán)節(jié)log文件會大大提高測試效率。測試問題高發(fā)于信息服務(wù)功能、階段上處在數(shù)據(jù)融合及流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，一方面印證了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)、融合多方參與的特點；另一方面，也對車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)及通信協(xié)議向統(tǒng)一化、標準化方向發(fā)展有一定促進意義。

車聯(lián)網(wǎng)的海量信息及數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)復(fù)雜等特點預(yù)示著自動化測試技術(shù)也是未來車聯(lián)網(wǎng)測試技術(shù)的一個發(fā)展方向。