一种飞机性能软件计算内核测试分析工具、方法、计算机设备、介质及终端

本发明属于飞机性能测试，尤其涉及一种飞机性能软件计算内核测试分析工具、方法、计算机设备、介质及终端。

背景技术：

1、飞机性能软件是在航前用于测算运输类飞机当次飞行安全和经济表现的专业工程应用。飞机性能软件计算内核是该依据所建立的计算任务通过预置的飞行试验数据和物理运动模型完成仿真计算并产生安全和经济表现测算结果的核心组成，其计算结果正确性、合规性要求高，产生的结果代表制造商向局方和用户的承诺。近年来，随着国产民机批量投入运行和机型持续优化改进，飞机性能软件计算内核也需不断依据制造商和用户反馈的需求、缺陷进行修改、完善、更新。

2、飞机性能软件计算内核是评价飞行安全和经济表现的关键步骤，在其正式发布前的测试过程中，主要面临以下挑战：

3、不同的数据源，同样的仿真模型，同样的仿真约束，必然会导致仿真计算结果非预期变化。这是因为，飞机性能软件计算内核在实施仿真计算时，必须依赖试飞审定得到机型、气动、推力等基础数据库。这些基础数据随着适航审定结果更新不断不变。

4、同样的数据源，同样的仿真模型，不同的仿真约束，必然导致仿真计算结果非预期变化。这是因为，飞机性能软件计算内核在实施仿真计算时，受到运动约束、规章约束、手册约束。这些约束条件随着适航审定手段和民航运行规章修订不断变化，需要在计算内核框架内部进行调整。

5、同样的数据源，不同的仿真模型，同样的仿真约束，必然导致仿真计算结果非预期变化。这是因为，飞机性能软件计算内核在实施仿真计算时，主要依靠物理仿真模型和业务仿真逻辑来进行主要的数值分析计算。这些模型和逻辑随着制造商适航审定方法调整不断变化。

6、此外，飞机性能软件计算内核在实施仿真计算时，计算条件多样，计算功能众多，计算工况复杂，且计算功能之间逻辑关联度高，依赖性强，即便实施了高聚合、低耦合的设计和开发，但仍然无法完全避免修改导致的业务逻辑冲突。一旦发生前述的修改、完善、更新，仍会出现计算结果非预期变化。

7、作为与机型配套开展放行活动的专业工具，任何不恰当的、不合逻辑的、超出边界的内容和环境均需要予以考虑并进行处理,否则就会导致仿真错误计算超限、结果非法等严重问题，同时也会导致已发布的版本出现多次修改和反复,要杜绝这类问题就需要能够建立大量的测试用例去覆盖常规场景和边界场景将绝大多数显性问题封堵在软件发布前，所以必须建立批量测试工具。

8、据调查，1981年alr aerospace公司创立，其开发的aircraft performanceprogram (app)是一款用于飞机性能分析的专用软件。该软件能够计算从起飞、爬升、巡航、盘旋到着陆的全范围飞机性能参数，提供快速、灵活的性能评估功能，并与现有的工具和工作流程集成，但其主要面向用户的业务使用，并非针对软件发布前的测试工作。

9、现有技术中，为了在发布前剔除上述非预期变化，业界对飞机性能软件计算内核的测试仍然以人工测试为主，且多聚焦于对飞机在包线边界状态下的仿真结果进行评判，依靠测试者的经验、技巧、耐性来界定其是否达到发布状态。发布者不仅需要通过手动配置来建立测试任务文件集，而且需要手动进行逐个计算，还需要手动对仿真结果进行对比。这种低效方式，无法进行全面和精准的排查，致使此类缺陷不能够在发布前被彻底剔除，进而在用户放行航班时才予以暴露和反馈。具体影响如下：

10、效率低，手动操作用户界面耗时且繁琐，特别是在处理大量任务文件时，容易出现遗漏和操作时间过长。易出错，手动配置路径和参数，容易由于输入错误导致计算失败或结果不准确。任务和结果易丢失，测试结果主要依靠人工记录，容易丢失或记录不全，缺乏的结果记录和管理，不利于后续的数据分析和结果追溯。可验证性不足：现有的自动化程度低，无法重复测试，难以对测试结果进行溯源分析，难以满足高效、准确的计算和验证需求，特别是在进行复杂和大规模的飞机性能计算时。

11、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

12、（1）效率低，手动操作用户界面耗时且繁琐，特别是在处理大量任务文件时，容易出现遗漏和操作时间过长；易出错，手动配置路径和参数，容易由于输入错误导致计算失败或结果不准确。

13、（2）任务和结果易丢失，测试结果主要依靠人工记录，容易丢失或记录不全，缺乏的结果记录和管理，不利于后续的数据分析和结果追溯。

14、（3）可验证性不足：现有的自动化程度低，无法重复测试，难以对测试结果进行溯源分析，难以满足高效、准确的计算和验证需求，特别是在进行复杂和大规模的飞机性能计算时。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种飞机性能软件计算内核测试分析工具。

2、本发明是这样实现的，一种飞机性能软件计算内核测试分析工具包括：

3、测试任务管理模块，与计算触发模块连接，用于用户通过输入管理模块输入机型数据路径、任务集路径和结果集路径；

4、计算触发模块，与结果生成模块连接，用于计算触发模块根据输入管理模块提供的路径信息，直接调用飞机性能计算软件的计算内核；预设的调用接口和参数设置；

5、结果生成模块，与差异对比模块连接，用于从计算内核获取计算结果，并生成结果集文件；

6、差异对比模块，与日志生成模块连接，用于差异对比模块将生成的结果集文件与提供的标准文件进行对比分析，自动识别结果文件与标准文件之间的差异，并生成对比报告；对比报告详细列出差异，并提示用户可能存在的问题；

7、日志生成模块，与差异对比模块连接，用于记录整个计算，包括从输入到输出的全部操作，并生成日志文件。

8、进一步，所述输入管理模块对输入路径进行有效性验证，包括检查路径是否存在，文件格式是否正确。

9、进一步，所述结果文件按照预定的格式和存储路径保存。

10、本发明的另一目的在于提供一种飞机性能软件计算内核测试分析方法包括：

11、步骤1，通过测试任务管理模块利用输入管理模块输入机型数据路径、任务集路径和结果集路径；

12、步骤2，通过计算触发模块利用计算触发模块根据输入管理模块提供的路径信息，直接调用飞机性能计算软件的计算内核；预设的调用接口和参数设置；

13、步骤3，通过结果生成模块从计算内核获取计算结果，并生成结果集文件；

14、步骤4，通过差异对比模块利用差异对比模块将生成的结果集文件与提供的标准文件进行对比分析，自动识别结果文件与标准文件之间的差异，并生成对比报告；对比报告详细列出差异，并提示用户可能存在的问题；

15、步骤5，通过日志生成模块记录整个计算，包括从输入到输出的全部操作，并生成日志文件。

16、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述飞机性能软件计算内核测试分析方法的步骤。

17、本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述飞机性能软件计算内核测试分析方法的步骤。

18、本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述飞机性能软件计算内核测试分析工具。

19、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

20、第一、本发明旨在构建一种面向飞机性能软件计算内核的专用测试分析平台。该测试平台，绕过飞机性能软件常规用户界面，直接触发飞机性能软件计算内核，对测试用例进行批量测试。该测试平台，可实时更改测试用例集、可实时更改底层机型数据库、可实时更改测试业务功能、可实时更改测试结果集，并能够将测试用例结果与标准算例结果进行对比，提示差异用例和差异内容，提高飞机性能软件计算内核测试效率和效果。

21、高效的批量处理能力：工具能够高效地进行批量计算和验证任务，显著提高了大规模任务的处理效率，减少了人为操作错误和遗漏的可能性，确保了测试和验证的全面性和准确性。

22、自动化路径配置：工具能够自动接收和验证输入路径信息，避免了手动配置的繁琐和错误，确保数据源的正确性和有效性。

23、直接调用计算内核：通过计算触发模块，工具直接调用pes软件计算内核进行性能计算，替代了传统的用户界面操作，大幅度提高了操作效率，特别是在处理大规模和复杂任务时，显著提升了操作便捷性和计算速度。

24、实时更改能力：工具支持实时更改测试用例集、底层机型数据库、测试业务功能和测试结果集。这种实时更改能力提高了测试的灵活性和响应速度，使得平台可以快速适应和响应新的需求和变化，提高了测试和分析的效率和精度。

25、结果自动对比：通过差异对比模块，工具能够自动将计算结果与标准文件进行对比分析，识别提示差异并进行存储，帮助用户快速定位和解决问题，提高了测试的可靠性和有效性。

26、全面的日志记录和管理：提供了从输入到输出的全程日志记录功能，这种全面的日志管理提高了操作的透明度和可追溯性，便于后续的数据分析和结果追溯，有助于发现和解决潜在问题，提高了的维护和优化效率。

27、本发明的测试工具通过自动化路径配置和直接调用计算内核，实现了飞机性能批量计算的高效自动化验证。该工具能够显著提高计算和验证的效率，减少人为操作错误，同时快速定位性能软件算法演变细节，及时追踪性能软件算法演变历史，促使性能软件稳定性快速收敛，适用于各种批量复杂和大规模的飞机性能分析任务。

28、第二，（1）本发明的技术方案转化后的预期收益：

29、1.大幅提高测试效率：计算内核批量测试工具能够完成组合条件海量用例的全覆盖和差异比对，提高了集成测试和验收测试阶段的收敛速度保证了品质。

30、2.降低错误率：通过自动化路径配置，减少人为输入错误导致的计算失败或结果不准确的风险。

31、3.增强竞争力：该技术方案使得航空制造商能够更快速地适应市场需求变化，能够大幅缩短性能软件交付前的测试周期，确保机型交付如期达成，提升产品在市场上的竞争力。

32、4.节省人力成本：减少对人工测试的依赖，节省人力成本，提高整体工作效率。

33、5.增强产品可靠性：通过高效的批量处理和自动对比分析，提高了产品的可靠性和客户满意度。

34、（2）本发明解决了长期困扰业内的几大技术难题：

35、1.效率低下：通过自动化路径配置和批量处理能力，显著提高了测试和验证的效率。

36、2.人为错误：减少了手动操作带来的错误风险，保证了数据源的正确性和有效性。

37、3.结果不可靠：通过结果自动对比和全面日志记录，提高了测试结果的可靠性和可追溯性。

38、4.无法重复测试：实现了高效的自动化验证，能够重复测试并对测试结果进行溯源分析。

39、（3）本发明的技术方案所克服的技术偏见：

40、1.对人工测试的依赖：传统观念认为人工测试更为可靠，但本发明通过自动化路径配置和实时更改功能，证明了自动化测试的高效性和可靠性。

41、2.低效和繁琐的操作流程：本发明通过直接调用计算内核和自动化批量处理，克服了传统测试方法中的低效和繁琐问题。

42、3.难以管理和追溯的测试结果：通过全面的日志记录和管理功能，克服了传统手动记录方式带来的结果丢失和管理困难的偏见，提高了数据分析和结果追溯的效率。