榆济天然气管线次声波管道监测系统软件测试

1、中国石化科技攻关成果榆济天然气管线次声波管道监测系统软件测试报告天然气榆济管道分公司北京科创三思科技发展有限公司2013年3月目录TOCo1-5hz1软件测试内容11.1初期测试11.2中期汇报之后的软件测试11.3后期测试12软件结构22.1主界面控制模块32.2通讯模块42.3用户登录模块42.4数据处理模块42.5软件升级模块52.6数据库模块72.7报警模块82.8通讯数据显示模块82.9辅助定位模块93软件测试103.1初期软件测试103.2中期汇报之后的软件测试143.3后期测试193.4测试结论214测试资源消耗221软件测试内容榆济线次声波管道泄漏检测系统于2012年6月29日

2、正式上线运行，为检测系统运行的准确性和稳定性，我们先后组织了三次大规模的软件测试，分别是：初期测试为检测系统的准确性，我们在系统上线初期对系统整体功能进行了全面细致的测试，测试时间为2012年6月14日，测试地点分别为宋耿落阀室、韩楼阀室、后刘家阀室、郭庄阀室和聊城站，分别进行放气测试三次、三次、七次、三次和四次。中期汇报之后的软件测试中期汇报后，根据汇报要求，我们在聊城站、韩楼阀室、后刘家阀室分别进行了多次放气测试，测试时间为2012年7月25号至2013年2月28日。后期测试为确认系统能够检测的最小孔径，我们对3m的放气孔进行放气测试。测试时间为2013年3月5号，测试地点分别在后刘家阀室

3、、韩楼阀室、宋耿落阀室，共进行放气测试18次。2软件结构主站软件是榆济天然气管线次声波泄漏检测系统的控制中心，负责对各分站进行控制、参数管理和对收到的数据进行分析处理和报警，其具体功能为：能够通过无线和有线网络正确接收分站数据；能够通过无线和有线网络控制分站、远程升级分站软件具有主站软件的远程升级功能；能够在线分析处理数据，给出报警信息；具有记录、查阅和打印操作日志及报警日志的功能；能够在程序异常退出后自动重启；支持现场配套客户端对分站状态参数、报警信息的查询。根据主站软件的功能要求和软件模块化的设计思想，主站软件可以划分为主界面控制模块、通讯模块、用户登录模块、数据处理模块、软件升级模块、数

4、据库模块、报警模块、通讯数据显示模块和波形数据显示模块九个功能模块，如图2.1所示。软件升级模块通讯数据显示模块主界面控制模块数据处理模块数据库模块报警模块辅助定位模块图2.1主站功能模块结构图工作中主站软件的主要功能模块的数据流图如图2.2所示图22工作中的主站软件主要功能模块数据流图2.1主界面控制模块主界面控制模块是主站软件的核心部分，它的主要功能是：（1）为主站软件提供可视化操作接口，如菜单等；（2）解析从通讯模块发送来的分站数据和信息；（3）直接调用其他功能模块实现与分站的数据通讯、参数管理、数据处理、报警等功能；（4）显示实时数据波形。图2.3主站软件的主界面2.2通讯模块主站通讯

5、主要分为Socket通讯和串口通讯两种通讯方式。其中，分站通过有线网络、光纤、GPRSECDM和主站进行通讯时，主站采用Socket的通讯方式接收和发送数据；分站和主站通过无线电台、光纤、GPRS或CDMA进行通讯时，主站通过串口实现数据的接收和发送。针对不同的通讯方式和协议，我们开发了不同的通讯控件，最终打包成具有统一接口的通讯模块，圭寸装为*.ocx文件。在开发过程中，对于协议相近的模块，通过接口参数来减少最终的模块数量。通讯协议的打包和解析由主界面控制模块来完成。这样，当协议发生改变时，通讯模块不需要进行修改，确保了通讯模块的稳定性和通用性。2.3用户登录模块用户登录模块主要是为不同类型

6、的用户登录主站系统提供接口，用户可以通过该模块修改密码。该模块以独立的对话框类的形式被封装成*dll文件，通过包含类的头文件其他模块调用，如图2.4所示。图2.4用户登陆界面2.4数据处理模块数据处理模块主要完成数据处理及数据报警逻辑的实现。该模块被封装为*.dll文件。该模块通过数据指针和消息向主界面控制模块返回数据和报警信息。其中，数据指针主要为波形数据显示模块返回所需即时计算结果；报警信息通过消息的形式向主界面控制模块发送。当分站以原始数据的形式返回现场数据时，数据处理模块定位报警工作流程如图2.5所示；当分站只返回报警信息时，数据处理模块只负责进行多个分站之间的逻辑判定和定位报警。数据

7、=图2.5数据处理模块定位报警工作流程图2.5软件升级模块软件升级模块包括主站软件升级模块和分站软件升级模块两部分：主站软件升级模块主要用于实现主站软件的远程升级功能，被封装为独立的*exe文件，伴随主站软件运行或由主站软件定时启动。软件升级采用C/S模式,主站软件端的升级模块作为客户端，配有专门的软件升级服务器端为其进行升级。另外，考虑到网络连接的不稳定性，升级模块需要实现断点续传功能。分站软件升级模块主要用于对分站程序和通讯模块程序进行远程升级，被封装为*.dll文件。图2.6为主站软件升级模块的工作流程：图2.6主站软件升级模块的工作流程图2.7主站软件升级模块客户端界面启动启动停止当4

8、1主拈IT；DOOQL如长度：oB51主旺寻备中,L成功图2.8软件升级模块服务器端界面远程升披运程升级设置升级模式分站升级DTU升飯打并文件文件路径:开始升级停止升级退出升级状态显不接收的數据:浩空接收境送讲度：图2.9分站远程升级界面2.6数据库模块数据库模块主要是将操作日志、分站数据和报警信息保存到数据库中，具有查阅和打印记录的功能。报警记录查询界面如图2.10所示：图2.10数据库报警记录查询界面2.7报警模块报警模块的功能主要是根据报警位置和报警类型，实现电子地图定位动画报警和短信报警。动画报警界面如图2.11所示:2012-10-182302耿落阀室附近或上游有异常信号2.8通讯数

9、据显示模块通讯数据显示模块是一个可选择的功能模块，主要完成主站发送和接收数据的实时显示。软件界面如图2.12所示：图2.12通讯数据显示界面2.9辅助定位模块辅助定位模块主要用于回读分站数据，便于用户进行离线数据分析和手动定位报警。软件界面如图2.13所示：图2.13辅助定位模块界面3软件测试3.1初期软件测试3.12012年6月14日，在宋耿落阀室共进行放气测试三次，放气统计如下表所示，放气测试信号如图3.1所示。表3.1宋耿落阀室放气测试统计表5000-500-10006200-20rrrrrrtrrrr宋耿落放气三次序号放气地点开始时间放气角度操作持续时间1宋耿落9:231101分20秒

10、2宋耿落9:331301分30秒3宋耿落9:5013040秒x100.511.522.533.544.555.56(c)后刘家阀室次声信号波形图3.1宋耿落阀室放气测试信号图4在韩楼阀室共进行放气测试三次，放气统计如下表3.2所示，放气测试信号如图3.2所示。表3.2韩楼阀室放气统计表10序号放气地点开始时间放气角度操作持续时间1韩楼11:181001分钟2韩楼11:3610040秒3韩楼11:451001分钟10韩楼阀室放气三次TOCo1-5hz-io1ll10123456宋耿落阀室次声信号波形i045000-500-10005000-500-1000123456(b)韩楼阀室次声信号波形4

11、x10123456(b)韩楼阀室次声信号波形4x10200-200.511.522.533.544.5(c)后刘家阀室次声信号波形5.564x10图3.2韩楼阀室放气测试信号图在后刘家阀室共进行放气测试七次，放气统计如下表3.3所示，放气测试信号如图3.3所示。序号放气地点开始时间放气角度操作持续时间1后刘家13:45:101801分钟2后刘家14:00:201601分钟3后刘家14:1821020秒4后刘家14:3421020秒5后刘家14:502401分钟6后刘家15:0324010秒7后刘家15:20:301102分钟表3.3后刘家阀室放气统计表后刘家阀室放气七次后刘家阀室放气七次-10

12、000100.511.5宋耿落阀室次声信号波形22.55X10LULU1FfF1r00.511.5(b)韩楼阀室次声信号波形22.55X101斗一步一亠LAl-k.%rii沪fffrr0-5200-20100000.511.5(c)后刘家阀室次声信号波形2.55X10图3.3后刘家阀室放气测试信号图在郭庄阀室共进行放气测试三次，放气统计如下表3.4所示，放气测试信号如图3.4所示。表3.4郭庄阀室放气统计表序号放气地点开始时间放气角度操作持续时间1郭庄18:04901分钟2郭庄18：12120半分钟3郭庄18：209010S10010011.4161.61.7图3.4郭庄阀室放气测试信号在聊城

13、站共进行放气测试四次，放气统计如下表3.5所示，放气测试信号如图3.5所示。表3.5郭庄阀室放气统计表序号放气地点开始时间放气角度操作持续时间1聊城19：04开角1/310S2聊城19：10开角1/310S3聊城19：15开角1/310S4聊城19：30开角1/310S2002ll215222.25232.95242.45252552.6仆）輕楼阀室庆再信号波总600i”匚IIfll111B-Jl_J.IJU*-.-吕.rmrvf-H1r111IIZ32.3524245253.55聊城站谡声信号泯形图3.5郭庄阀室放气测试信号3.2中期汇报之后的软件测试中期汇报后，根据汇报要求，我们在聊城站、

14、韩楼阀室、后刘家阀室分别进行了多次放气试验。如下表3.1所示，为7月25号至10月16号的放气统计，共报警16次，最大误差为44米，平均误差为23.3米。泄漏检测系统均能准确报警。聊城站放气测试波形如图3.1所示，放气位置如图3.2所示。序号日期时间操作位置操作人员报警内容放气时长12012-7-2513:00聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.014公里可能发生泄漏510秒22012-7-2513:15聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.010公里可能发生泄漏510秒32012-7-2513:20聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.032公里可能发生泄漏510秒42012-8-214:36聊城站内

15、聊城站工作人员距聊城站0.027公里可能发生泄漏510秒52012-8-310:00聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.011公里可能发生泄漏510秒62012-8-69:56聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.037公里可能发生泄漏510秒72012-8-78:40聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.014公里可能发生泄漏510秒82012-8-910:14聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.042公里可能发生泄漏510秒92012-8-139:19聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.044公里可能发生泄漏510秒102012-8-148:30聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.039公里可能发生泄漏5

16、10秒112012-8-158:50聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.013公里可能发生泄漏510秒122012-8-3010:00聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.014公里可能发生泄漏510秒132012-9-310:21聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.014公里可能发生泄漏510秒142012-9-610:04聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.044公里可能发生泄漏510秒152012-10-1517:55聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.011公里可能发生泄漏510秒162012-10-1612:07聊城站内聊城站工作人员距聊城站0.006公里可能发生泄漏510秒表3.1聊城站放气测

17、试统计表南乐站分站1n宋耿落阀室止帀口祁-.奧闰电器耳有瑁:图3.1聊城站放气测试波形图19.4KM分站2韩楼阀室21.6KM分站3后刘家阀室20.0KM分站4聊城站22.9KM分站5郭庄阀室图3.2聊城站放气位置图2012年8月23日在韩楼阀室对系统进行了5次放气泄漏测试，统计如下表3.2所示，报警误差最大为16米，平均误差为8.2米。放气波形如图3.3，放气位置如图3.4南乐站南乐站分站1t分站2宋耿落阀室19.4KM韩楼阀室21.6KM分站3后刘家阀室20.0KMIPIWa.分站4聊城站22.9KM分站5郭庄阀室图3.3韩楼阀室放气测试波形图图3.4韩楼阀室放气位置图表3.2韩楼阀室放气

18、测试统计表序号日期时间操作位置操作人员报警内容放气时长12012-8-2310:51韩楼阀室聊城站工作人员及科创技术人员距韩楼阀室0.001公里可能发生泄漏10秒22012-8-2311:00韩楼阀室聊城站工作人员及科创技术人员距韩楼阀室0.000公里可能发生泄漏10秒32012-8-2311:14韩楼阀室聊城站工作人员及科创技术人员距韩楼阀室0.009公里可能发生泄漏10秒42012-8-2311:26韩楼阀室聊城站工作人员及科创技术人员距韩楼阀室0.016公里可能发生泄漏90秒52012-8-2311:39韩楼阀室聊城站工作人员及科创技术人员距韩楼阀室0.015公里可能发生泄漏60秒201

19、2年8月23日在后刘家阀室对系统进行了5次放气泄漏测试，统计如下表3.3所示，最大误差为47米，平均误差为22.6米。放气波形如图3.5,放气位置如图3.6。序号日期时间操作位置操作人员报警内容放气时长12012-8-2313:53后刘家阀室聊城站工作人员及科创技术人员距后刘家阀室0.012公里可能发生泄漏10秒22012-8-2314:03后刘家阀室聊城站工作人员及科创技术人员距后刘家阀室0.047公里可能发生泄漏10秒32012-8-2314:11后刘家阀室聊城站工作人员及科创技术人员距后刘家阀室0.014公里可能发生泄漏120秒42012-8-2314:27后刘家阀室聊城站工作人员及科创

20、技术人员距后刘家阀室0.017公里可能发生泄漏120秒52012-8-2314:46后刘家阀室聊城站工作人员及科创技术人员距后刘家阀室0.023公里可能发生泄漏20秒表3.3后刘家阀室测试统计表南乐站0分站1分站2后刘家阀室20.0KM宋耿落阀室19.4KM韩楼阀室21.6KMO聊城站22.9KM分站5郭庄阀室图3.5后刘家阀室放气测试波形图图3.6后刘家阀室放气位置图为测试软件的准确性和稳定性，从2012年7月25日开始（数据截止时间为2013年2月28），在聊城站、韩楼和后刘家集中进行了一次中期测试，并在聊城站基本按每周三次的测试频率进行持续性测试，截至2013年2月28日，共进行放气59

21、次，成功报警50次，有9次漏报，漏报率为15.3%;报警平均误差为20.2m，最大误差为47m。下表3.4为试验数据统计。表3.4试验统计表序号日期操作位置测试次数平均误差最大误差17.252.28聊城站内49次20.6m45m28.23韩楼阀室5次8.2m16m38.23后刘家阀室5次21.6m47m合计59次20.2m47m在聊城站的9次漏报案例中，经我们对漏报数据进行分析：其中有4次是因参数设置不当造成，经调整报警参数，问题已经解决；有3次是因受工况影响而漏报，有1次是因软件升级而漏报，有1次是因更改逻辑而漏报，通过信号处理系统的升级，以上问题都得到了解决。下图3.7为工况影响的漏报显示

22、图。图3.7工况影响的漏报显示图3.3后期测试2013年3月5号，分别在后刘家阀室、韩楼阀室、宋耿落阀室进行3mm小孔径放气试验操作，总体上测试结果不理想。下表为18次放气测试统计。表3.5小孔径放气测试统计表地点编号放气时最低压力（Mpa）开始放气时间（小时：分钟：秒）结束放气时间（小时：分钟：秒）持续时间（秒）备注后刘家15.28310：10：44.80010：10：51.9007.1快开快关25.77110：16：48.40010：16：54.6006.2快开快关34.17110：28：27.10010：28：37.80010.7开到最大44.25410：34：28.10010：34：3

23、8.50010.4快开快关54.32510：38：33.00010：38：41.7008.7快开快关韩楼15.31311：35：39.70011：35：43.5003.8快开快关24.88311：37：20.60011：37：32.00011.4快开快关34.67111：41:32.60011：41：43.50010.9快开快关44.45811：46：30.70011：46：54.30023.6快开快关54.42911：55：9.80011：55：29.00019.2开到最大宋耿落14.37513：06：36.50013：06：50.90014.4全开快开10s快关24.37513：15：13

24、.00013：15：30.70017.7全开快开15s快关34.37513：23：31.50013：24：1.70030.2全开慢开10s快关44.38713：33：2.70013：33：28.20025.5全开慢开10s慢关54.42913：40：31.40013：40：49.60018.2半开快开快关64.42913：46：39.10013：47：6.20027.1半开快开10s慢关74.38713：55：18.10013：55：41.50023.4全开快开15s快关84.5514：01:26.40014：01：43.00016.6半开快开15s快关下图3.8为在后刘家阀室放气信号图，图3

25、.9为放气位置示意图。现场主站收到的信号图，放气信号被淹没在本体信号中，看不出明显的异常信号。后刘家阀室放气分站1宋耿落阀室-54678宋耿落阀室信号波形9104x1010-104T分站219.4KM韩楼阀室20-20420678韩楼阀室信号波形104x1021.6KM678后刘家阀室信号波形9104x10分站3后刘家阀室20.0KM-204678聊城站信号波形9104x1020-204678郭庄阀室信号波形，.卜分站4聊城站22.9KM9104x10分站5郭庄阀室图3.8后刘家阀室放气测试波形图图3.9后刘家阀室放气位置示意图下图3.10为在韩楼阀室放气，图3.11为放气位置示意图。现场主站收到的信号图，放气信号被淹没在本体信号中，看不出明显的异常信号。韩楼阀室放气-5L1.4-5L1.4101.5宋耿落阀室信号波形1.925x10W*pwi-冲.斗力*貝忖$哪/匚丹;举岳附丹并齐-10L1.41.5韩楼阀室信号波形1