列控系统是安全严苛的复杂系统,需要全面精细的安全验证。等级转换作为列车运行过程中的重要场景,其高效有序的运行有助于保证列控系统的安全性和稳定性。目前,等级转换场景软件的测试用例主要采用手工编制方式,效率低、耗时长、工作量大,测试用例质量难以得到保障。如果能够自动生成测试用例,将会大大缩短软件开发周期,降低软件开发费用。因此,自动生成能够完备覆盖系统规范的测试用例成为了等级转换测试的首要问题。本文首先依据列控系统技术方案需求规范,对等级转换场景进行形式化建模并完成系统仿真及性能验证;其次基于最小测试成本迁移覆盖准则,设计深度优先搜索算法求解得到有效迁移序列并扩展为测试路径集合;然后,再对逻辑表达式分析的基础上引入快速生成算法,将抽象测试用例具体化为测试数据,从而生成具体的测试用例;最后,编程实现测试用例生成工具,分析测试用例覆盖度。本文主要工作分为以下四点:1.建立时间自动机模型。根据CTCS-3级列控系统等级转换场景的需求规范,依据信息交互时序图和时间自动机原理,使用UPPAAL建模工具,建立列控系统等级转换的时间自动机模型,得到两种转换场景下各个子系统的状态迁移图。然后借助UPPAAL工具对模型的性能变量及时钟约束进行系统仿真,使用BNF时态逻辑公式对功能性需求及实时性需求进行验证,保证了模型的准确性和完备性。2.基于模型生成测试路径。对模型对应的XML文件进行解析,利用哈希表来储存和映射模型中的状态和迁移条件的关系,依据迁移覆盖准则,设计深度优先搜索求解得到满足最小测试成本的有效迁移序列集合,并将其扩展为完整测试路径集合。3.基于测试路径生成具体测试用例。基于修正判定条件覆盖（MC/DC）准则对迁移条件中的逻辑表达式进行分析,在语法树理论的基础上,设计快速生成算法,计算得到测试数据集,采用“三步法”,结合相应测试路径,生成最终的测试用例。4.设计实现测试用例自动生成工具。通过直观的用户操作界面,展示测试用例生成功能,验证了模型和算法的可行性。