在我国社会经济快速发展的大背景下,人们对铁路出行的需求不断增加。列车运行控制系统作为保障列车运行安全和提高运输效率的关键,其研究受到越来越多的关注。在传统“地面集中式”列控系统中,地面设备几乎承担了所有核心功能,因而导致了一些问题。基于车-车通信的新型列控系统作为解决办法之一,大量简化地面设备,并将传统地面联锁转移至车载,实现了列车自主控制运行。与传统联锁系统不同,新型车载联锁采用基于“车-车通信”的分布式控制方式,且其时间性能也将受到更多因素影响,因此保证新型车载联锁功能和时间性能的正确性至关重要。传统的列控系统自动测试研究主要通过模型检验技术实现测试案例的自动生成。然而,此类方法受限于系统模型规模,难以进行穷尽式测试。为此,本文提出了一种将启发式搜索与时间自动机模型相结合的测试方法。该方法借助启发式搜索的动态特性解决由系统规模造成的状态空间爆炸问题。同时,利用模型对系统进行抽象,使用虚拟时间代替真实时间,提高测试效率。论文的主要工作总结如下:(1)围绕新型车载联锁系统的进路控制核心功能,通过分析新型列控系统的结构和典型运营场景,以及联锁进路控制方式和时间性能影响因素等,提出了功能测试需求和时间性能评价指标WCET(Worst Case Execution Time)。在此基础上,开展了列控系统测试方法的综述研究。(2)研究了基于启发式搜索算法的测试方法,提出了一种与时间自动机模型结合的改进遗传算法,使用输入时间序列作为个体,定义了新的个体编码方式、交叉变异方式以及适应度函数。在功能测试方面,通过引入时间自动机变异模型,实现覆盖典型故障的测试案例自动生成,提升了测试案例的生成效率;在时间性能测试方面,基于模型生成WCET测试用例,解决了传统测试算法在真实系统上进行时间测试过长的问题。(3)提出了基于改进启发式搜索的新型车载联锁测试框架,主要包括:基于时间自动机的新型车载联锁测试模型构建方法;新型车载联锁功能和性能的自动测试用例生成技术;基于软件故障注入的新型车载联锁系统的测试执行及环境构建方法;基于一致性分数的新型车载联锁系统功能和性能的测试评价体系。(4)针对新型车载联锁系统的进路控制功能进行了实例研究。基于Rail ML数据结构和寻路算法开发新型车载联锁仿真软件,并在次基础上,建立了相应的测试模型;在功能测试中,利用模型变异算子产生了变异体模型,并利用改进的遗传算法,生成了测试用例集,实机执行最终覆盖了61.1%的真实故障。在时间性能测试中,基于测试模型生成了进路排列WCET测试案例,实机执行得到真实软件的WCET(2072ms)。通过与传统的遗传算法、k-Bounded模型检验算法、启发式在线搜索算法以及简单随机算法进行比较,本文提出的基于改进启发式搜索方法在测试案例生成效率、算法耗时等方面均具有一定优势,验证了该方法应用于新型车载联锁系统功能和性能测试的有效性。图44幅,表16个,参考文献80篇。