０引言
進入２１世紀以來，隨著我軍作戰任務發展和軍事發展戰略轉型，指揮信息系統正逐步成為武器裝備體系建設的核心。同時，通信、網絡、移動計算及云計算等信息技術也推動指揮信息系統向網絡化和服務化方向發展［１］。
網絡化指揮信息系統建設，是新聯合作戰指揮體制的形成過程，也是新技術體制的建立過程。它不僅對指揮信息系統組織、應用、構建技術和運行保障方式提出了新要求，也使現有系統的設計、開發模式和質量保證方法面臨挑戰。
測試是產品研發過程中的重要組成，是實施質量控制和保證的重要手段，同時也是武器裝備生產、運行和維護的重要環節。測試技術與設計開發技術一樣均是指揮信息系統研制中的重要基礎支撐技術。當前，指揮信息系統測試技術明顯滯后于指揮信息系統體系結構、軟件集成及數據融合等關鍵技術的發展，是網絡化指揮信息系統技術體系中的短板，不僅影響了指揮信息系統的質量控制水平和產品質量，而且影響了系統作戰效能。
１測試需求和難點
１．１測試需求
新一代指揮信息系統指網絡化指揮信息系統，即采用信息柵格技術，將傳感器、情報系統、指揮控制系統及武器平臺等各種作戰力量鏈接起來，形成觀測—判斷—決策—行動各環節自同步運行的一體化作戰體系。其設計開發和運行管理模式與現有指揮信息系統存在巨大差異，測試需求如下：
１）入網協議和標準符合性測試
網絡化指揮信息系統遵循一體化技術體制，在通信、網絡協議、設備接口及軟件實體接入等方面均有相應的協議和標準，為了確保硬件設備、軟件和系統能有效、安全地接入網絡化指揮信息系統，應在實際接入網絡化指揮信息系統前，對相關實體進行入網協議和標準符合性測試。
２）設備、軟件和系統的注冊和發現等網絡化基本運行機制有效性測試
網絡化指揮信息系統是一個可動態擴展和演化的信息系統，其核心運行機制是建立在信息基礎設施基礎上的資源和服務的注冊、發現及動態調用。硬件設備、軟件實體和信息系統接入網絡后均需進行實體注冊測試、資源和服務發現測試以及實體提供的服務動態調用測試。
３）設備、軟件和系統在線演化和適應性測試
接入網絡化指揮信息系統的設備和軟件實體均需對在線版本升級、熱插拔以及服務組合和調用進行測試，以確保自身具有的演化能力以及對環境的適應性。同時，還應測試由于新的設備和軟件實體加入對整個系統的功能、性能和安全性的影響。
１．２測試難點
網絡化指揮信息系統與傳統指揮信息系統有質的差異。網絡化指揮信息系統中系統間以及子系統間邊界模糊，組成要素多、資源種類和屬性具有多樣性，系統組成結構和信息交互關系復雜，局部網絡存在自治性?，F有指揮信息系統的設計、開發、維護以及保障模式還不能完全滿足網絡化信息系統的質量保證需求，在測試理論和測試實現技術方面存在不適應性，其測試難點如下：
１）網絡化系統整體功能和性能等質量特性難以測試。網絡化指揮信息系統是由分布在不同物理位置上的系統、分系統、設備及軟件組成的復雜系統，在組成架構上是綜合系統（ｓｙｓｔｅｍｏｆｓｙｓｔｅｍｓ）。系統功能和性能等質量特性不是單個設備和軟件的質量特性，也不是所有設備和軟件質量特性的簡單迭加和集合［２］。指揮信息系統整體功能和性能等質量特性受系統體系結構和組成要素相互作用影響，可形成各組成要素在孤立狀態下不具備的功能。而當前的測試理論和技術側重于對元器件、獨立硬件設備、軟件單元、部件（構件）以及軟件配置項的測試，對于這種由軟件和硬件組成的分布式系統的測試方法和技術缺乏研究。系統整體功能和性能等質量特性測試不僅過程復雜，而且測試結果的準確性、正確性及穩定性都難以滿足系統質量保證需求。
２）通過獨立的單個產品測試難以做出合格性判定。網絡化指揮信息系統是一個不斷擴展和演化的復雜大系統，即使是接入系統的單個設備、軟件以及獨立信息系統也無法預先確定全部功能和性能指標。例如，一個數據分發服務系統部署于網絡化指揮信息系統后，分發用戶數量隨時間變化難以估計，不僅在測試階段難以構建各種不同方式和不同類型的用戶申請數據分發服務測試環境，而且也難以確定數據分發服務有關用戶數量的性能指標。因此，對于網絡化指揮信息系統的組成要素以及信息系統本身，難以通過現有產品的廠所級測試及軍檢測試結論進行合格性判定，測試將延伸到產品的整個壽命周期。
３）網絡化指揮信息系統測試的充分性難以實現，失效成為信息系統常態。測試充分性是通過測試用例全部覆蓋可能的運行剖面和執行路徑，提高設備、軟件和系統的缺陷發現率，減少遺留缺陷的度量。由于網絡化指揮信息系統組成要素設備和軟件數量大，組成結構和信息交互關系復雜，系統組織結構要素可動態擴展，應用業務和服務可動態重組和演化，因此無法對網絡化指揮信息系統所有可能的運行和執行路徑進行測試。相對于傳統的軟件配置項及系統測試，網絡化指揮信息系統軟件測試均不充分，組成網絡化信息系統的硬件設備和軟件理論上存在遺留缺陷，并且這些遺留缺陷會造成部分軟件和硬件失效。
４）研制和生產部門難以構建與真實運行環境類似的測試環境。網絡化指揮信息系統通信鏈路涉及衛星、光纖、戰術互聯網、電臺以及數據鏈等通信網絡，軟件涉及所有的操作系統、數據庫和應用軟件，軟件的體系結構和技術體制多樣，信息交互和業務流程關系復雜，研制單位無法通過模擬和仿真等手段構建接近于真實運行環境的測試環境。
２測試技術發展趨勢
針對網絡化指揮信息系統測試需求和技術難點，網絡化指揮信息系統測試分為５個層次，分別對應設計開發、集成與聯試、鑒定與定型和運行與維護階段，以覆蓋全生命周期，如圖１所示。與傳統指揮信息系統測試相比，網絡指揮信息系統在線測試成為重要的測試方法和手段，運行和測試一體化成為該系統測試模式特點，測試、故障診斷、缺陷發現和失效預防成為系統運行和維護的重要工作。硬件設備、軟件和系統的可測性設計［３］要求高。網絡化指揮信息系統測試關鍵技術包括標準符合性驗證和認證、故障診斷和缺陷探測、在線測試以及網絡化測試系統構建等技術。
２．１標準符合性驗證和認證
網絡化指揮控制系統是基于一體化信息基礎設施構建的，具有對硬件設備、軟件服務和系統動態接入、即插即用的功能要求，因此，接入網絡的設備、軟件和系統需符合硬件電氣、機械接口、通信、網絡接口、軟件集成標準和應用信息交換協議規范。標準符合性驗證和認證是對接入網絡產品的基本要求。
例如，在移動互聯網上，設備只有通過了Ｇｏｏｇｌｅ的兼容性測試集（ＣＴＳ）認證，才能使用ＧｏｏｇｌｅＰｌａｙ中數量龐大的應用程序［４］。
網絡化指揮信息系統入網標準符合性驗證和認證涉及通信網絡、硬件設備產品、基礎軟件和指揮控制信息交換等標準，研制和構建標準符合性驗證和認證環境涉及以下３個關鍵技術：
１）標準驗證因素提取
標準驗證是對標準內容的檢驗，標準內容一般不能直接作為驗證試驗的樣本，需要通過分析進行提取。標準驗證因素的提取不僅與國家軍用和工程等標準有關，而且應與認證產品緊密結合，提出相應定量指標要求作為驗證基準。
２）標準驗證測試設計
標準驗證測試設計技術是針對不同標準的驗證需求和驗證因素，設計驗證測試方法，確定驗證所需的測試環境和軟件硬件資源。其中軟件測試設計包括確定測試方法、測試支撐環境、測試工具、測試用例、測試數據準備和結果分析算法等。
３）產品入網標準符合性驗證判定模型
產品入網標準符合性驗證包括一套完整的標準驗證，每個標準又包含一組驗證因素的驗證。標準符合性驗證評估首先對每個驗證因素的測試結果符合性建立判定準則，然后對每個標準的符合性建立評估模型，最后形成產品入網標準符合性驗證判定模型。
２．２故障診斷和缺陷探測
故障診斷和缺陷探測技術是網絡化指揮信息系統測試的主要方法。在系統運行和維護階段，應在網絡化指揮信息系統中部署和嵌入故障診斷軟件，持續對系統中主要設備和軟件的行為和狀態進行監測，并主動獲得主要設備和軟件的各種狀態信息和特征量，并進行匯總和分析，盡早發現系統中存在的缺陷和潛在失效的可能。
網絡化指揮信息系統故障診斷和缺陷探測包括以下４項關鍵技術：
１）故障體系構建
在線診斷關鍵是建立設備、軟件、子系統及系統的故障信息和特征庫。故障體系構建應滿足動態擴展、持續完善及自我演化的要求，通過建立完整且有效的故障數據庫，為在線診斷奠定基礎。
２）故障在線診斷
故障在線診斷指在系統運行過程中，通過對設備和軟件實體的測試獲得故障信息，通過對比故障模式發現故障位置和原因，其關鍵是診斷圖的特征識別和最優設計［５］。
３）故障行為分析模型和缺陷預測發現
故障行為分析指通過對故障信息和行為分析，判定故障對系統運行的影響和損害，并提供預防措施。通過分析設備、軟件和系統的故障信息和數據，自動發現設備、軟件和系統中可能存在的缺陷。
４）缺陷自動探測
缺陷自動探測指建立實體（設備和軟件）、系統應用業務２級功能和性能測試集，通過定期執行測。試用例，針對網絡化指揮信息系統中關鍵和重要的硬件設備、軟件和子系統，主動發送測試數據，實時收集和匯總相關設備、軟件和系統的狀態及特征等信息，形成網絡化指揮信息系統運行狀態圖，并對比預期功能和性能要求，對相關信息進行分析，發現可能存在的設計及軟件編程缺陷。通過建立規范測試集，利用該技術主動執行當前實際運行未涉及的任務剖面測試用例，發現可能存在的缺陷。
２．３在線測試和網絡化測試系統構建
在線測試和網絡化測試系統構建是實施測試的主要手段?，F有的測量和測試技術以及測試儀器和軟件主要針對通用的通信和網絡功能和性能，而通用的軟件靜態分析和黑盒測試需求僅支撐單個設備、軟件部件及軟件配置項的測試需要。
對于網絡化指揮信息系統的在線測試、故障診斷和缺陷發現技術，傳統的人工測試無法實現。網絡化、智能化及自動化的測試系統是實現網絡化指揮信息系統測試的方法、模式和技術的載體。網絡化指揮信息系統在線測試系統部署依從信息基礎設施中注冊中心的部署，可以是分級多中心體系結構，實現對注冊和管理的服務、資源及用戶的在線測試。網絡化指揮信息系統測試主要包括以下４項關鍵技術：
１）網絡化測試系統構建
網絡化測試系統構建旨在將測試儀器和模塊嵌入網絡化指揮信息系統的各關鍵節點［６］，如信息基礎設施的注冊服務器、指揮信息系統的通用信息服務以及各類指揮應用客戶端，采集和傳輸網絡信息，集成網絡上的測試儀器和模塊，以形成網絡化測試系統。
２）基于測試數據的測試分析和評估
基于獲得的測試數據進行綜合分析、評估，自動給出測試結論，重點是系統級功能和性能測試的綜合分析，即由軟件配置項、設備及子系統的功能、性能指標，依據計算模型自動形成系統的功能、性能及可靠性的綜合指標。
３）遠程測試
測試人員利用遠程測試技術通過系統網絡對遠程設備和軟件進行測試，獲得設備和軟件的狀態信息以及運行結果。如通過可視化方式提供對遠程測試對象的目測觀察和診斷。
４）自適應診斷測試信息處理
利用該技術針對指揮信息系統各類設備、軟件和系統建立故障樹及失效原因分析等基礎數據庫，并依據獲得的測試數據進行自動化行為特征和信息處理，獲得相應的判斷結果，完成自動化測試。
３結束語
當前，指揮信息系統建設已進入了一個新的歷史發展階段，根據我國強軍戰略，新一代指揮信息系統不僅應在技術體制、應用模式和運行維護保障機制上不斷探索和創新，更要確保系統功能和性能可靠以及系統可用。因此，加強新一代網絡化指揮信息系統的測試技術研究，針對網絡化指揮信息系統特點，突破在線測試及缺陷探測等關鍵技術，不斷完善和發展網絡化指揮信息系統測試理論和方法，以彌補當前系統在研制和建設中的短板，提升指揮信息系統的質量保證能力及作戰效能。
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