● 摘要
随着航天器由单一类型扩展到多类型的批产化网络测试，测试任务的激增极大延长了测试周期，多任务并行测试的测试模式成为缩短测试周期的必要方法，是提高航天器自动化测试效率的重要手段。
为提高测试任务的并行度，需要分析测试任务之间的相互影响关系。在航天器自动化测试中，测试任务是由多个指令组合而成，这些指令频繁地对航天器状态参数进行读写来判断航天器是否正常，由于指令存在着对航天器状态参数访问的互斥关系影响着测试任务的并行。同时，为完成某项测试，多个任务需要按照时序关系组合在一起共同完成。这些任务上的时序关系也同样影响着测试任务的并行。因此需要对测试任务内部、测试任务之间关系进行分析，给出测试任务的并行调度策略和方法，在尽可能提高测试任务并行度的同时还满足测试任务内部指令之间、测试任务之间的约束关系。
针对以上问题，以航天器测试形式化模型为理论基础，在航天器自动化测试语言的框架内，以实现航天器测试任务并行调度为目标，重点研究了航天器自动化测试系统中的多任务可并行性分析方法、测试任务并行调度等关键技术。主要研究成果如下：
（1） 提出了一种适用于航天器并行测试的两阶段调度模型
通过对航天器测试任务的分析可知，任务并行调度约束比较复杂，既有对测试设备、被测航天器状态参数等资源的约束，同时还要受到任务内指令之间、任务序列之间的时序约束。如何给出测试任务上的合理调度策略，既能提高并行度又能满足这些约束关系，是解决航天器测试任务并行调度问题的关键。
由于并行调度涉及到测试任务、测试指令、航天器被测参数和测试设备，在同一个层面下同时考虑这些因素，由于约束关系复杂难以找到最优解。因此，本文通过对测试任务的并行调度分析，依据并行调度中存在着的层次关系，为航天器测试任务并行调度建立了两阶段调度模型，在第一阶段分析多个测试任务的可并行性，将可并行的任务分组；第二阶段给出可并行任务的最优调度。
（2） 提出了航天器测试任务可并行性分析的方法
分析测试任务在执行过程中的资源竞争问题。分析和确定测试任务之间、任务中指令和被测航天器状态参数之间的约束关系，以并行度最大为目标。本文基于图论，将任务及其约束关系转化为无向图，把并行任务调度问题转化为图顶点的顺序最小着色问题，结合粒子群和模拟退火方法求解，给出最大并行度的测试任务并行算法，得到并行度最大的测试任务组。
（3） 提出了航天器测试任务在测试设备上的最优调度方法
将可并行的测试任务的多个约束转化为多个目标，把执行时间最短和满足资源约束情况当做并列的多个目标来进行处理。使用基于改进的多目标优化NSGA-II算法求解，根据航天器测试任务特性，给出航天器测试任务并行调度算法，并通过实验，验证了算法的有效性。
（4） 设计并实现了航天器自动化测试原型系统
在航天器自动化测试模型和测试语言的基础上，基于上述调度策略和调度算法，设计并实现了航天器自动化测试测试任务调度原型系统。通过将任务并行调度方法应用于原型系统，验证了方法的实用性。
本文研究成果对于提高航天器自动化测试的并行度、缩短测试周期、提高测试效率具有重要的应用意义。