性能测试方法

性能测试方法（共12篇）

性能测试方法篇1

2015年, “双十一”当天天猫总成交金额达到912亿元, 从11月11日零点开始, 天猫的交易额就在不断上涨, 1分钟破10亿, 3分钟破30亿, 12分钟破100亿, 10个小时破500亿。这些数据背后支付宝系统承受着巨大压力, 最高时交易峰值达到8.59万笔/ 秒, 是2014年“双十一”峰值3.85万笔/ 秒的2.23倍。反观2008年的奥运会订票系统瘫痪, 2009年的淘宝“双十一”导致多家银行网银系统宕机, 再到12306购票难。根据Google的统计显示, 如果网站打开每慢500毫秒, 用户访问量将下降20%, 根据Amazon统计显示, 每慢100毫秒, 交易额下降1%。这些事件和统计数据让企业越来越重视性能测试, 会要求上线前对系统进行性能测试, 科学评价系统性能, 从而降低系统上线后的性能风险。

如何确定软件测试性能需求的正确性是整个性能测试工作的基本前提。若不能保证性能测试需求的正确性, 即使性能测试工具选择正确, 性能测试执行顺利, 也无法保证性能测试达到预期效果, 无法对系统性能进行有效评估, 发现不了实际情况中系统出现的弱点或瓶颈。下面从性能测试目的出发, 然后再对如何确定性能测试性能需求进行分析。

1性能测试的目的

“很多人都在使用系统时, 响应时间太慢了”“完成一笔交易要花多少时间”“系统能在无错的情况下承担多大及多长的时间的负载”“哪些因素降低交易响应时间”等, 这样直观的问题描述反映了测试需求, 也由此决定了测试目的。软件性能测试目的包括以下几个方面。

1.1评估系统能力

根据已确定的环境下测试得到的负载和响应时间等指标数据, 来验证已部署的系统能否在A条件下具备B能力, 从而能准确评估系统能力。

1.2查找系统中的瓶颈或弱点

通过测试发现系统中导致系统性能大幅下降的原因, 找到系统的瓶颈或弱点, 但在测试过程中并没有可以参照的性能指标或者是需要达到的性能目标。

1.3系统性能调优

重复进行运行测试、结果分析, 验证调整系统的活动是否达到了预期性能调优目标, 从而改进性能。

1.4验证系统稳定性、可靠性

采用系统稳定运行情况下能够支持的最大用户数, 或者日常运行用户数, 持续执行一段时间测试, 验证系统稳定性、可靠性。

2性能需求要求

2.1系统容量要求

系统容量一般包括并发用户数、系统用户数、同时在线用户数、数据量等。

如测试系统在1 000个系统在线用户、2.0GB业务数据下, 连续运行24小时过程中, 业务动作是否稳定、有无业务处理失败;测试系统在500个并发用户的负载下, 接收邮件、发送邮件、保存邮件等业务动作是否可行及稳定。

2.2时间特性要求

时间特性分为呈现时间和系统响应时间。呈现时间是指数据在被客户端收到的响应数据后呈现页面所消耗的时间; 系统响应时间是指应用系统从请求发出开始到客户端收到数据所消耗的时间。如系统登陆的响应时间小于3秒, 搜索页面呈现的时间平均在1 ~ 3秒。

2.3资源利用率要求

操作系统、数据库以及中间件等资源使用情况。如WEB应用服务器的CPU使用率不超过75%, 网络带宽是否满载等。

因此, 性能测试需求必须要包含在多少负载下, 进行了什么业务, 持续了多长时间, 最终需要关注怎样的指标 (交易处理性能指标、服务器操作系统资源、数据库资源、中间件服务器资源) 。了解性能需求包含哪些要求, 通过这些要求如何确定性能测试的需求。下面将介绍一些常用的性能测试需求获取方法。

3性能测试需求分析

性能测试和其他类型的测试一样, 都需要先进行测试需求分析, 进行相应的测试设计工作, 否则测试工作就没有目标。那么性能测试需求从哪里来?怎么判断出用户提出的性能测试需求是否过于理想化?

答案也和其他类型测试一样, 性能测试需求从需求文档、各种招标文档中来, 从和项目组人员、客户交流的信息中获取。对于无法和用户直接沟通的测试人员来说, 建议先从需求、招标等文档中获得一些明确的信息点 (包括用户情况和系统运行环境情况、各个系统的运行场景) , 通过这些信息点挖掘出隐含的性能测试需求。挖掘的角度可以按照性能测试侧重的角度分析, 如:系统的用户访问量、系统的处理能力 (响应时间) 、系统的数据量、网络要求等方面。下面介绍一些理论知识及经验方法。

(1) 测试需求分析原理

80/20原理测试强度估算

80/20原理:每个工作日中80%的业务在20%的时间内完成。

举例:每年业务量集中在8个月, 每个月20个工作日, 每个工作日8小时, 即每天80% 的业务在1.6个小时内完成。 2015年全年处理业务约100万笔, 其中15%的业务处理中每笔业务需对应用服务器提交7次请求;其中70%的业务处理中每笔业务需对应用服务器提交5次请求;其余15%的业务处理中每笔业务需对应用服务器提交3次请求。根据以往统计结果显示, 每年的业务增量为15%。考虑到今后3年业务发展的需要, 测试需按现有业务量的两倍进行。

每年总的请求数为:

每天请求数为:1000/ (20x8) =6.25万次/天

每秒请求数为: (62500x80%) / (8x20%x3600) =8.68次/秒

即服务器处理请求的能力应达到9次/秒。

(2) 需求分析方法

任务分布图方法

使用任务分布图方法应关注两点:

第一, 有哪些交易任务;

第二, 在一天的某些特定时刻系统都有哪些主要操作。

交易混合图方法

使用交易混合图方法应关注三点:

第一, 系统日常业务主要有哪些操作, 高峰期主要有哪些操作;

第二, 数据库操作有多少;

第三, 如果任务失败, 商业风险有多少。

用户概况图方法

使用用户概况图方法应关注两点:

第一, 哪些任务是每个用户都要执行的;

第二, 针对每个用户, 不同任务的比例如何, 根据不同的部门用户进行模拟角色的负载压力。

4结语

性能需求分析是整个性能测试工作开展的基础, 一个准确、良好的系统性能需求能够制定出性能测试策略、内容以及环境的搭建和测试工具的选用, 以保证测试达到预期效果或者发现系统瓶颈。通过对系统功能模块进行调研与分析, 再根据需求测试分析原理和需求分析方法, 最终能得到准确有效的性能需求分析。

摘要：性能需求分析是整个性能测试工作开展的基础, 如果不清楚性能需求, 就无法进行后面的性能测试。测试需求分析阶段是通过对系统功能模块进行调研与分析, 根据需求测试分析原理和需求分析方法, 最终确认明确的性能需求。

关键词：软件性能测试,性能需求,任务分布图方法,用户概况图方法

参考文献

[1]柳纯录, 黄子河, 陈渌萍.软件评测师教程[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[2]段念.软件性能测试过程详解与案例剖析[M].北京:清华大学出版社, 2006.

性能测试方法篇2

徐绵起王斌徐瀚智

（94981部队南昌市330200）

和平时期，对雷达装备及其使用保障人员来说，最大的安全威胁来自于雷电的袭击。雷达站大多部署在高山、海岛等地区，易遭受雷击伤害。在雷达防雷措施中，装备的良好接地是最重要、最经济有效的手段之一。

本文详细分析防雷接地措施和要求，介绍几种接地电阻的测量方法和步骤，提出雷达装备防雷接地性能改进措施。

一、防雷接地措施分析及接地电阻要求

雷电对雷达装备的威胁分为直击雷威胁和感应雷威胁。直击雷主要通过雷达天线对雷达装备造成伤害，感应雷主要通过电源线和信号线对雷达装备造成伤害。防直击雷也称为外部防雷，防感应雷也称为内部防雷。防直击雷和防感应雷两道防线，互相配合，各尽其职，缺一不可。所以说防雷工程是一项系统工程。

（一）外部防雷

外部防雷的目的是将绝大部分雷电流直接引入地下泄散，所以对地泄放电阻越小越好。

1、雷达站外部防雷

雷达天线架设在阵地上，易遭受直击雷伤害，通常采用避雷针将雷电流引入地下，从而保护雷达天线不受雷击伤害。

2、避雷针防雷接地技术措施

避雷针防雷技术措施可分接闪器（避雷针是接闪器之一种）、引下线、接地体。

接闪器——根据建筑物的地理位臵、现有结构、重要程度等情况，决定是否采用避雷针、避雷带、避雷网联合接闪方式。

引下线——断面积足够大，连接牢固。

接地体——防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装臵，并宜与埋地金属管道相连接；天线阵地避雷针，可以采用独立接地。

3、避雷针防雷接地电阻要求

避雷针防雷设施接地电阻要求小于10Ω。

（二）内部防雷

内部防雷的目的是快速泄放沿着电源或信号线路侵入的雷电波或各种危险过电压。

内部防雷系统主要针对库房内易受过电压破坏的雷达电子设备加装过压保护装臵，在设备受到过电压侵袭时，防雷保护装臵能快速动作泄放能量，从而保护设备免受损坏。内部防雷又可分为电源线路防雷和信号线路防雷。

1、电源线路防雷

电源防雷系统主要是为了防止雷电波通过电源线路而对雷达电子设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大，或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，应采取分级保护、逐级泄流原则。

2、信号线路防雷

由于雷电波在信号线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，而目前大部分雷达电子设备由于电子元器件的高度集成化而致耐过压、耐过流水平下降，设备在雷电波冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多，因此必须加装必要的防雷保护装臵。

3、线路防雷接地电阻要求

无论是电源线防雷装臵还是信号线防雷装臵，都必须有良好的接地，接地电阻要求小于1Ω。

4、雷达工作车、收发车等防雷接地电阻要求

无论是针对防雷、抗电磁干扰还是其它电磁兼容性要求，雷达工作车、收发车等雷达装备车辆都必须有良好的接地，接地电阻要求小于4Ω。

二、防雷接地电阻测量方法

影响接地电阻的因素很多：接地桩的大小（长度、粗细）、形状、数量、埋设深度、周围地理环境（如平地、沟渠、坡地是不同的）、土壤湿度、质地等等。为了保证设备的良好接地，利用仪表对接地电阻进行测量是必不可少的，常用的测量仪器是手摇式地阻表和钳形地阻表。特殊情况下，也可用普通万用表测接地电阻。

（一）手摇式地阻表测量接地电阻

手摇式地阻表是一种较为传统的测量仪表，它的基本原理是采用三点式电压落差法。其测量手段是在被测地线接地桩一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本在一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩距离被测地桩20米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩距离被测地桩40米左右。测试时，按要求的转速转动摇把，测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩和较远的辅助测试桩之间“灌入”电流，此时在被测地 2 桩和辅助地桩之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。

（二）钳形地阻表测量接地电阻

钳形地阻表是一种新颖的测量工具，它方便、快捷，外形酷似钳形电流表，测试时不需辅助测试桩，只需往被测地线上一夹，几秒钟即可获得测量结果，极大地方便了地阻测量工作。钳形地阻表还有一个很大的优点是可以对在用设备的地阻进行在线测量，而不需切断设备电源或断开地线。

测量时，钳形地阻表利用电磁感应原理通过其前端环形卡口（内有电磁线圈）所构成的环向被测线缆送入一恒定电压E，该电压被施加在回路中，地阻表可同时通过其前端卡口测出回路中的电流I，根据E和I，即可计算出回路中的总电阻，即：被测地阻Rx=E/I。

事实上，钳形地阻表通过其前端卡环这一特殊的电磁变换器送入线缆的是1.7kHz的交流恒定电压，在电流检测电路中，经过滤波、放大、A/D转换，只有1.7kHz的电压所产生的电流被检测出来。正因这样，钳形地阻表才排除了商用交流电和设备本身产生的高频噪声所带来的地线上的微小电流，以获得准确的测量结果，也正因为如此，钳形地阻表才具有了在线测量这一优势。实际上，该表测出的是整个回路的阻抗，而不是电阻，不过在通常情况下他们相差极小。钳形地阻表可即刻将结果显示在LCD显示屏上，当卡口没有卡好时，它可在LCD上显示“open jaw”或类似符号。

由于钳形地阻表的特殊结构，使它可以很方便地作为电流表使用，很多这类仪表同时具有钳形电流表的功能。另一方面，虽然钳形地阻表测试时使用一定频率的信号以排除干扰，但在被测线缆上有很大电流存在的情况下，测量也会受到干扰，导致结果不准确。所以，按照要求，在使用时应先测线缆上的电流，只有在电流不是非常大时才可进一步测量地阻。有些仪表在测量地阻时自动进行噪声干扰检测，当干扰太大以致测量不能进行时会给出提示。

（三）用普通万用表测试接地电阻

用普通万用表测试接地电阻具体测量方法如下：

找两根8mm粗、1m长的圆钢，将其一端磨尖作为辅助测试棒，分别插入待测接地体A两侧5m远（B、C两处）的地下，深度应在0.6m以上，并使三者保持一条直线。在这里，B、C用做辅助测试棒。

然后用万用表（R×1挡）测量A与B、A与C、B与C之间的电阻值，分别记作RAB、RAC、RBC，再经计算就可求出接地体A的接地电阻值。

由于接地电阻指的是接地体与土壤间的接触电阻。设A、B、C三者的接地电阻分别为RA、RB、RC。再设A与B之间土壤的电阻为RX，因为AC、AB距离相等，3 可以认为A与C之间的土壤电阻也为RX；又因为LBC=2LAB，所以B与C间的土壤电阻近似为2RX，于是：

RAB=RA+RB+RX（1）

RAC=RA+RC+RX（2）RBC=RB+RC+2RX（3）

综合以上三式，可得：

RA=（RAB+RAC—RBC）/2（4）

（4）式即为接地电阻的计算公式。

例如，今测得某接地体的数据：RAB=8.4Ω，RAC=9.3Ω，RBC=10.5Ω。于是：

RA=（8.4+9.3—10.5）/2=3.6Ω

即被测接地体A的接地电阻值为3.6Ω。

需要注意的是，测量前需要将A、B、C三个接地体用砂纸打磨发亮，并尽量减少表笔与接地体之间的接触电阻，以减少测试误差。

三、防雷接地电阻测试方法评价

以上三种测试方法各有优缺点，什么情况下采用以及测试结果的可信性分析如下：

（一）手摇式地阻表可获得较高的精度，是常用的地阻测量工具

在许多情况下，需要埋设接地体、引出接地级，以便将仪器设备可靠接地。为确保接地电阻符合要求，通常需要专用的接地电阻测试仪进行测量。

手摇式地阻表在使用时，应将接地桩与设备断开，以避免设备自身接地体影响测量的准确性，手摇式地阻表可获得较高的精度，而不管是单点接地和多点接地系统。

（二）万用表和接地电阻测试仪所测数据相近

实际工作中，专用的接地电阻测试仪价格高，有的雷达站没有配备，可用万用表测量接地电阻。作者用万用表在不同土质的土壤对接地电阻进行了实验，并将万用表所测数据和专用接地电阻测试仪所测数据进行了比较，两者十分接近。

（三）钳形地阻表使用最方便，但不能测量开路接地桩

在单点接地系统中应慎用钳形地阻表，对于已埋设好而尚未与设备连接的开路接地桩，其地阻根本不能用该仪表进行测量。地线上较大的回路电流对测量会造成干扰，导致测量结果不准确，甚至使测试不能进行，很多仪表在这种情况下会显示出“Ｎｏｉｓｅ”或类似符号。

对于钳形地阻表，其最理想的应用是用在分布式多点接地系统中，此时应对接地系统的所用接地桩依次进行测量，并记录下测量结果，然后进行对比，对测量结果明显大于其它各点的接地桩，要着重检查，必要时将该地桩与设备断开后用手摇式地阻表进行复测，以暴露出不良的接地桩。

四、防雷接地性能评价及整改措施

评价防雷接地性能的好坏，主要看各类防雷设备和车辆是否接地以及接地电阻是否符合要求。当接地性能达不到要求时，应该进行整改。下面主要探讨降低接地电阻的方法。

在确定降低接地电阻的具体措施时，应根据阵地原有状态、气候条件、地形地貌特点和土壤电阻率的高低等条件进行全面、综合分析，通过技术经济比较来确定，因地制宜地选择合理的方法。

降低接地电阻可采取以下几种方法：

（一）更换土壤

采用电阻率较低的土壤(如：粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，臵换范围在接地体周围0.5m以内和接地体的1/3深处。这种方法人力和工时耗费都较大。

（二）改良土壤

在接地体周围土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体周围土壤的导电性。加入食盐，对于不同的土壤其效果也不同，如粘土用食盐处理后，土壤电阻率可减小1/3～1/2，砂土的电阻率可减小3/5～3/4，砂的电阻率可减小7/9～7/8；对于多岩土壤，用1%食盐溶液浸渍后，其导电率可增加70%。这种方法虽然工程造价较低且效果明显，但土壤经人工处理后，会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。因此，一般是在应急时才采用。

（三）深埋接地极

当地下深处土壤的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。这种方法对含砂土壤最有效果。据有关资料记载，设3m深处的土壤电阻系数为100%，则4m深处为75%，5m深处为60%，6m深处为60%，6.5m深处为50%，9m深处为20%，这种方法可以不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数，但施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。

（四）利用接地电阻降阻剂

在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低其与周围大地介质之间的接触电阻的作用，因而能在一定程度上降低接地极的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地网时，其降阻效果较为显著。

降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。

（五）采取伸长水平接地体或布置地网

一般说来，水平接地体的有效长度不应大于接地体的有效长度。布臵地网则工程量极大，一般在阵地建设时便设计施工完成。

（六）采取深井接地

有条件时还可采用深井接地。用钻机钻孔(也可利用勘探钻孔)，把钢管接地极打入井孔内，并向钢管内和井内灌注泥浆。

（七）采取污水引入

为了降低接地体周围土壤的电阻率，可将污水引到埋设接地体处。接地体采用钢管，在钢管上每隔20cm钻一个直径5mm的小孔，使水渗入土壤中。

（八）多支外引式接地装置

如接地装臵附近有导电良好的河流湖泊，可采用此法。但在设计、安装时，必须考虑到连接接地极干线自身电阻所带来的影响，因此，外引式接地极长度不宜超过100m。

（九）利用水井、水池等水工建筑物

充分利用水工建筑物(水井、水池等)以及其它与水接触的混凝土内的金属体作为自然接地体，可在水下钢筋混凝土结构物内梆扎成的许多钢筋网中，选择一些纵横交叉点加以焊接，与接地网连接起来。

五、结束语

本文介绍了雷达站防雷接地措施和要求，较为详细地分析了几种接地电阻的测量方法和性能评价，提出了雷达装备防雷接地性能改进措施。对于指导雷达站装备防雷工作具有现实意义，对于上级机关对基层雷达站进行防雷工作检查考评也有较好的参考意义。

作者简介：

徐绵起，94981部队装备处高工，65年11月生，硕士，空军高层次人才。研究方向：雷达装备原理与维修。

王斌，94981部队装备处处长，74年5月生。研究方向：雷达装备原理与维修。徐瀚智，94981部队装备处雷修所雷达师，大学专科。研究方向：雷达装备原理与维修。

联系方式：

通信地址：江西省南昌县94981部队高工办

邮政编码：330200 联系人：徐绵起

企业无线网性能测试篇3

相对于传统的802.11 a/b/g产品, 支持802.11n规格的无线设备能够获得更高的传输速率和更为宽广的信号覆盖范围,已成为无线部署的主流之选。因此,我们在性能测试中使用了两台支持双基站模式的MSM 422智能接入点,考察HP ProCurve企业级无线解决方案在802.11n部署模式下的性能表现。这两个接入点均连接至一台8端口交换机,使用PoE供电的方式进行驱动。根据日常应用的实际情况,测试用例分为“无线-有线”、“无线-无线”两种方式,分别测试1台无线终端(Laptop1)与1台服务器(Server)之间和两台关联到不同接入点的无线终端(Laptop1、Laptop2)之间的性能。

现实生活中存在着大量工作在2.4GHz频段的无线设备,为了减小信号干扰给传输性能带来的影响,802.11n无线标准也允许设备工作在5.8GHz频段。而在政策层面,我国已开放5.8GHz频段用于高速无线局域网等数据业务。鉴于此,我们将MSM 422智能接入点的无线电模组配置为802.11n模式,使其工作在5.8GHz频段(3x3 MIMO Radio)。测试用笔记本电脑内置了Intel Wireless WiFi Link 4965AGN无线网卡,支持同样的连接规格。在整个测试过程中,笔记本电脑与MSM 422之间协商的通信速率基本保持在300Mbps,并能长期保持稳定。

吞吐量是网络性能评估中最关键的指标,无线领域尤为如此。在“无线-有线”测试用例中,无线终端单线程上/下行吞吐量分别达到120Mbps/98Mbps;当采用10个线程进行测试时,上/下行吞吐量更是达到157Mbps/111Mbps。而在“无线-无线”测试用例中,由于两个节点都采用无线接入的方式,我们实测得的单线程/10线程下行传输速率分别为56Mbps和73Mbps。总体看来,这三组成绩不但大幅度超越了传统的802.11 a/b/g产品,也显著高于我们测试过的所有消费级802.11n产品,很好地体现了企业级801.11n无线解决方案的性能优势。

人们希望802.11n带来应用体验的全面提升,而愈发复杂的业务势必要对无线传输质量提出更高的要求。以基于无线网络的高清视频播放为例,除了要有充足的带宽,网络延迟与抖动也必须足够小才行。本次测试我们就模拟了这种应用,对HP ProCurve企业级无线解决方案进行了全面考察。我们使用思博伦通信提供的Spirent Warrior解决方案,通过Central Warrior控制部署在两台笔记本电脑和服务器上的Edge Warrior,先后单向传输10Mbps和40Mbps的UDP数据流(模拟高清码流,帧长1518byte),时间为30分钟。在10Mbps负载下,无论是无线端从有线端下载,还是无线端之间的传输,传输质量都非常稳定,丢包率均为0;而使用40Mbps流量进行测试时,无线端从有线端下载丢包率仍然为0,无线端之间传输则出现0.14%的丢包。通过分析实时延迟曲线,我们判断这与无线传输方式本身的不确定性导致的速率波动有关。在真实的使用环境中,只要传输时延与抖动在合理范围内,这个数量级的丢包率还是无伤大雅的。

软件性能测试方法研究篇4

关键词：性能测试,性能调优,测试

0 引言

2006年, 国家电网公司提出了在全系统实施SG186工程的规划, 对大量的软件产品进行开发、升级。为了保证开发、升级的软件产品在性能方面满足实际的业务需求, 国家电网公司委托中国电科院软件工程实验室作为第三方测试机构对即将上线的软件产品进行性能测试。为了保证测试的质量, 软件工程实验室对性能测试技术展开了深入的研究, 并通过大量的工作实践, 总结出一套行之有效的软件性能测试方法。

1 技术基础

性能测试是通过模拟实际业务操作的方式对应用系统施压, 从而检测系统在承受压力情况下的性能能力并确定性能瓶颈的一种手段。性能测试主要包括负载测试、压力测试、并发测试、大数据量测试、稳定性测试和系统容量测试等技术。

(1) 负载测试。负载测试是通过逐步增加系统负载的方式来测试系统性能的变化, 最终确定在满足性能指标的情况下系统所能承受的最大负载量的测试。

(2) 压力测试。压力测试是通过逐步增加系统负载的方式来测试系统性能的变化, 最终确定在什么负载条件下系统性能处于失效状态, 并以此来获得系统能提供的最大服务级别的测试。

(3) 并发测试。并发测试的过程是负载测试和压力测试相结合的过程, 通过逐渐增加并发用户数负载来确定系统的瓶颈或者不能接受的性能点的测试。

(4) 大数据量测试。大数据量测试是为了检验系统存在较大数据量时, 系统的性能是否有明显的下降。大数据量测试包括独立的数据量测试和综合数据量测试2类, 主要针对系统存储、数据传输、统计查询等业务进行测试。

(5) 稳定性测试。稳定性测试是检验系统长时间稳定运行能力的测试。通过对系统加载一定的压力并持续运行一段时间, 考查系统各性能指标在这种压力下是否能保持正常数值, 事务响应时间是否会出现波动或随测试时间增涨而增加, 以及系统的资源占用情况是否合理来判断系统的稳定性。

(6) 系统容量测试。容量测试是检验软件系统在极限值状态下是否出现任何软件故障或能否保持主要功能正常运行的测试。通过容量测试, 可以确定测试对象在给定时间内能够持续处理的最大负载或工作量。

2 方法研究

从软件工程学的角度出发, 依据软件工程理论对性能测试技术进行研究, 提出了性能测试方法模型。该模型把性能测试过程划分为4个阶段, 并为每个阶段提供相应的测试方法, 如图1所示。

2.1 需求分析阶段

需求分析阶段的工作是收集测试信息并确定测试目标。该阶段采用需求分析方法对测试信息进行收集并确定测试需求。

信息的收集包括“向开发方索要技术文档 (如系统需求文档、用户手册等) 、向用户了解当前及预期的业务压力状况、对用户进行提问”等方法。实验室对收集到的需求按照重点选择、重复排除的策略进行筛选, 然后将不规范的测试需求转换成按照中国电科院软件工程实验室的标准制定的性能测试需求文档。

2.2 场景设计阶段

本阶段的工作是按照测试需求设计相应的测试场景。该阶段采用场景设计方法对场景信息进行收集并确定测试场景。

根据不同的测试需求, 选取相应的业务应用作为测试业务, 并按照实际的业务场景进行场景设计。场景设计主要包括并发性、稳定性、执行效率等技术指标, 同时场景中还包括需要监控的各项软硬件资源。

2.3 测试实施阶段

测试实施阶段的主要工作是执行性能测试并确定性能瓶颈。该阶段采用测试实施方法进行性能测试, 包括性能测试和性能瓶颈分析两部分。

(1) 性能测试。按照不同的性能需求, 分别选用相应的测试场景对系统进行性能测试, 主要包括负载测试、压力测试、稳定性测试等场景。在测试过程中, 同时关注业务的前、后台执行情况, 并对整个系统的性能资源占用情况进行监控。监控的内容包括操作系统级的资源、业务应用中间件的资源以及数据库的资源等。

(2) 瓶颈分析。将获取的性能结果数据与标准的性能指标进行对比分析, 确定系统是否存在性能瓶颈。系统的性能瓶颈主要分为3个级别, 操作系统级、软件配置级和代码级。操作系统级瓶颈, 主要体现在服务器的CPU、内存、硬盘IO、网络吞吐量等方面;软件配置级瓶颈, 一般包括应用中间件的内存分配大小、JDBC连接池数量、数据库的内存分配等性能指标;代码级瓶颈, 主要包括应用中间件的堆栈信息、数据库的死锁信息等。

2.4 性能调优阶段

本阶段的工作是采用性能调优方法对系统进行性能调优工作, 通过调优测试消除系统的性能瓶颈, 排除系统的性能隐患。性能调优的内容按照性能瓶颈来划分, 主要包括3个方面, 分别是操作系统级调优、软件配置级调优和代码级调优。

操作系统级调优。操作系统的性能参数主要包括CPU、内存、硬盘IO、网络吞吐量等, 当某些性能指标达到瓶颈时, 检查操作系统的相关参数配置是否配置合理, 并通过联调的方式进行性能调优。当联调无法提升系统的性能能力时, 通过增加硬件资源来解决性能瓶颈。

软件配置级调优。软件配置的性能参数主要包括应用中间件和数据库的配置参数。通过对性能瓶颈的分析, 检查关联的配置参数, 对不合理的参数进行调优。

代码级调优。代码的性能瓶颈主要反映在系统代码的执行效率低下、SQL语句执行过慢及内存泄露等方面。对代码进行调优, 主要从提高程序代码的执行效率、优化SQL语句和修补内存泄露代码等方面进行。

调优的原则。进行性能调优时, 一般按照软件配置级、代码级、操作系统级的顺序进行调优, 且应遵循每次调优只修改一处配置的原则。

3 方法应用

2008年, 国家电网公司某大型业务系统开发完成, 即将正式上线运行。为了保证该产品的性能质量, 聘请中国电科院软件工程实验室进行第三方性能测试工作。中国电科院软件工程实验室按照上述性能测试方法, 对该业务系统进行了性能测试。

3.1 测试准备阶段

系统开发项目组向实验室提交性能测试需求说明书, 确定性能测试目标。实验室性能测试人员与项目组充分沟通后, 确定性能测试方案, 方案的内容包括测试目标、内容、测试方法、人员及工作的进度安排等。

测试环境部署完毕后, 性能测试人员开展测试准备工作, 包括录制并优化测试脚本、设计测试场景并配置测试参数等。

3.2 性能确认阶段

本阶段的目标是检验系统目前所具有的性能能力, 并确定系统的性能瓶颈。测试人员调用测试场景, 对系统实施了负载测试、压力测试、并发测试、大数据量测试、稳定性测试和系统容量测试, 获取了大量测试结果数据。

对测试结果进行性能瓶颈分析, 发现系统的某典型业务应用存在严重的性能缺陷, 该业务的最大并发负载压力承受能力不超过40人, 且当40人并发进行业务操作时, 业务的平均响应时间超过85s。

3.3 性能调优阶段

本阶段的重点是发掘性能问题的根源, 对系统进行性能调优。性能测试工程师按照性能调优方法对系统展开了深入的性能调优测试工作, 通过不断的测试分析, 确定了系统性能瓶颈的根源。性能测试工程师与项目组开发人员共同努力, 对系统进行了充分的性能调优, 提升了系统性能、排除了性能隐患。

3.4 性能验证阶段

为了检验性能调优的成果, 中国电力科学研究院软件工程实验室的性能测试人员对该系统进行了性能验证测试。测试结果表明, 系统的性能能力得到明显提升, 满足业务系统的实际性能需求。下面以实际数据说明性能调优的成果。

3.4.1 调优前后, 业务性能能力的对比

性能调优后, 系统的最大并发用户数达到400人以上, 是调优前的1 0倍;最大吞吐量达到1 689 231 752bytes, 是原来的9倍以上;平均吞吐量达到1 646 425bytes, 是原来的3倍以上;平均点击数达到105.159, 是原来的2.5倍左右 (见表1) 。

3.4.2 调优前后, 业务性能的发展趋势对比

由图2和图3可以看出, 性能调优前系统的性能表现较差, 并发用户数不足50人, 且性能曲线呈现不规则变化趋势, 表明系统运行不够稳定;调优后的性能表现比调优前有大幅提升, 并发用户数达到400人以上, 且性能曲线变化平稳, 表明系统处于稳定性能状态、性能良好。

以上数据表明, 该项目的性能测试达到了预期目的, 发现并解决了性能瓶颈, 提升了软件质量。

4 应用展望

上述案例表明, 软件工程实验室对性能测试方法的研究取得了成功, 测试能力得到了增强。国家电网公司的信息化建设不是一朝一夕的事, 它是一个持续化的过程。在这个过程中, 开展专业的、深入的性能测试, 能够最大程度的提升软件产品的性能能力, 有力地保障国网公司信息化建设的软件工程质量。因此, 性能测试将在今后的信息化建设中发挥更大的作用, 性能测试方法也将具有更广阔的应用前景。

参考文献

[1]段念.软件性能测试过程详解与案例剖析[M].北京:清华大学出版社, 2006.

[2]陈绍英, 金成姬, 冯艳硕.LOADRUNNER性能测试实战[M].北京:电子工业出版社, 2007.

[3]JON MOUNTJOY, AVINASH CHUGH。WEBLOGIC权威指南[M].南京:东南大学出版社, 2005.

性能测试方法篇5

用一台实验发动机测试发动机性能参数的方法

通过设计一台专用实验发动机进行试验,并应用参数辩识技术,测量确定发动机动态燃速、平均燃速、比冲等参数.通过理论分析和试验结果表明,该方法能准确测量性能参数,并能有效降低试验费用和缩短试验周期.

作者：陈广南焦少球张为华方丁酉王虎干 CHEN Guang-nan JIAO Shao-qiu ZHANG Wei-hua FANG Ding-you WANG Hu-gan 作者单位：陈广南,焦少球,张为华,方丁酉,CHEN Guang-nan,JIAO Shao-qiu,ZHANG Wei-hua,FANG Ding-you(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙,410073)

王虎干,WANG Hu-gan(中国航空工业总公司第014中心,洛阳,471009)

刊名：固体火箭技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SOLID ROCKET TECHNOLOGY 年，卷(期)：2000 23(4) 分类号：V435 关键词：固体推进剂火箭发动机实验发动机+ 参数识别

不同土沙比壁画地仗性能测试篇6

内容摘要：运用SY5声波仪及微机控制电子万能试验机，对壁画地仗土沙比按4:1、7:3、3:2、1:1、2:3、3:7、1:4之间变动，麻刀含量由1％、1.5％、2％、2.5％、3％之间变动制作的壁画地仗模拟试块进行了测试。结果表明，地仗的抗折、抗压强度与波速、收缩率之间成正比关系。土沙比例由4:1至3:7变化时，其收缩率降低，密度减小，波速减小，而相应的抗折、抗压强度亦随之降低。地仗土沙比为1:4时，干燥时膨胀，密度增大，会导致其波速减小、抗折强度减小，抗压强度增大。在地仗由潮湿变为干燥的过程中，土沙比例不同，会产生收缩应力和膨胀应力两种不同性质的力，从而会对壁画产生不同的影响。

关键词：土沙比；壁画地仗；性能

中图分类号：K854.3文献标识码：A文章编号：1000-4106(2009)06-0036-04

前言

敦煌地处中国西北，位于甘肃省最西端与新疆维吾尔自治区交界处。敦煌地域包括党河及疏勒河流域的广大地区，总面积约168，000平方公里。敦煌石窟包括敦煌莫高窟、西千佛洞、安西榆林窟。

敦煌石窟的营造，大体要经过凿岩镌窟、绘制壁画和塑像、修建窟檐等过程。参与石窟营造的工匠主要有打窟人、石匠、泥匠、木匠、塑匠、画匠等六类，工匠技术级别可分为都料、博士、师、匠、工等。由此可见，制作壁画的工匠的工种、技术级别之间均有严格的分工，壁画地仗由古代泥匠专门制作。

丝绸之路沿线石窟壁画地仗的含沙比约在18～87％之间变动。这说明壁画地仗虽由泥匠专门制作，但其中的土沙比例并不固定，在18～87％区间范围内波动，其配制具有一定的经验性。泥匠更偏重于技术上的区别，其中土、沙比例则因个体不同而存在差异。如泥匠中有“上仰泥博士”等级别，即在石窟壁画地仗的制作中，给窟顶上泥是难度最大的技术活，因而也需要工匠具有过硬的专业本领。

地仗层是壁画的直接载体，壁画的颜料层一般于其上打底色，然后填色。其性能的差异对壁画的保护有重要的作用，也可能与病害的产生有直接的关系。鉴于此，设计本试验，以测定不同土沙比例地仗之间的性能差异。

一试验

1.1试验方法

根据莫高窟地仗的制作材料，按照一定的比例配制壁画地仗。具体实施时，则按照土沙比例由4:1、7:3、3:2、1:1、2:3、3:7、1:4之间变动，麻刀含量由1％、1.5％、2％、2.5％、3％之间变动来制作壁画地仗试块。

采用超声脉冲法对试块进行无损检测，所用超声仪的声频为50kHz。抗折、抗压强度试验机采用应变控制式，抗折试验时的位移速率为3.6mm/s；抗压试验时的位移速率为7.2 mm/s，同时参考《水泥胶砂强度ISO检验方法》(GB/T17671-1999)进行数据分析。

1.2分析仪器

SY5声波仪，武汉岩土力学所(中国科学院武汉岩土力学研究所智能仪器研究室)制造。型号：RSM-SY5；发射频率：50kH；接收频率：50kH；采样间隔：1uS。

微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司制造。型号：RG7-10；规格：10KN；准确度等级：1级。

1.3材料准备、试块制备与测试

(1)材料准备

土：使用敦煌莫高窟大泉河沉积澄板土。

沙：将莫高窟附近细沙过100目筛。

麻：将麻束以敲打的方式分离为麻丝。

(2)试块制备

①闷泥，将一定比例沙土混合，加入麻刀，掺加适量水放置。

②和泥，静置一段时间，待水分充分渗透后，进行搅拌(捶打)。

③制作试块，将和好的泥填入抗折抗压模具，并用修复刀将表面抹平。模具大小为4×4×16cm，每组试块平行制作三组。

④干燥，将制作好的试块放置自然干燥。

(3)收缩率测定

测定试块干燥后的长度，模具长度为16cm，认定试块起始长度即为16cm，将干燥后试块长度的变化量除以起始长度，以求其线性收缩率。

(4)波速测试

将干燥后的试块用声波仪测试其纵波速，以研究其密度变化的情况。

(5)试块抗折、抗压测试

将制备好的试块置于材料试验机下进行抗折、抗压测试。

二结果分析

2.1收缩率

对土、沙、麻不同配比的地仗试块收缩率测定结果表明(图1)，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其收缩率有减小的趋势，即土含量越高，试块的收缩率越大；当土沙比例降至一定程度，试块会膨胀，如土沙比例为1:4时2％、3％的麻刀试块会膨胀。这一结果说明，地仗中土沙比例不同，会导致其力学性能的不同，甚至会完全相反。在地仗由潮湿变为干燥的过程中，高含量土的试块体积会收缩，高含量沙的试块体积会膨胀。

土沙比例相同、不同麻刀含量的地仗试块，其收缩性变化比较复杂。在土沙比例由4:1至1:1变化的过程中，随着麻刀含量的增加，试块收缩率有缩小的趋势，但在麻刀比为1.5％时，地仗收缩率较大。试块土沙比由2:3至3:7变化过程中，试块收缩率先减小后增大。试块土沙比为1:4时，试块收缩率先减少后增大，其变化先收缩然后膨胀。

2.2波速

对土、沙、麻不同配比的地仗试块纵波速测试表明(图2)，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其波速有减小的趋势，即土含量越高，试块的密度越大；反之则越小。这一结果亦表明，地仗中土沙含量的不同会使其密度发生变化，从而导致地仗透气、透水性发生变化。

土沙比例由4:1至3:2变化的过程中，地仗试块的波速随麻刀的增加而增加，即地仗的密度有增大的趋势。地仗中土沙比例为1:1至2:3时，地仗的波速变化不明显。地仗中土沙比例为1:4时，地仗的波速有明显减小的趋势，即地仗的密度减小。

2.3抗折、抗压

图3及图4分别是不同配比地仗试块的抗折、抗压强度折线图。由图可见，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其抗折、抗压强度有减小的趋势，即土含量越高，试块的抗折、抗压强度越大；反之则越小。

在同一组试块中(相同比例的土沙比)，麻刀含量由1.5-3％变化的过程中，地仗土沙比为4:1至7:3的试块，其抗折、抗压强度均有增大的趋势，但土沙比为1:4的试块，其抗压强度增大，抗折强度减小。在每组试块中，随着麻刀含量的增加，其抗折、抗压强度增大的幅度不尽相同。

三结果与讨论

3.1人为因素的影响

地仗试块由多次分批制成，在制作时，人为操作因素可能会导致试验结果出现一定的偏差。

制作试块的过程属人工操作，在试块搅拌的过程中，麻刀是否充分搅拌均匀及其在地仗中分散的程度，会对试验结果产生一定的影响。

另外，在制作试块时，为保证同一组试块中每个试块的相同性及可重复性，一般用天平精确称量，使平行试块的湿重尽量相同。但在填充模具时，试块表面的平整性及涂抹次数会使试块密度发生变化，从而影响试验测定的结果。

3.2波速与收缩率之间的关系

波速反映了试块密度的变化，波速与试块的收缩率成正比关系，即试块的波速越大，其收缩率亦越大。测试结果表明，相同比例的麻刀地仗试块，土沙比例由高降低的过程，其波速、收缩率均有减小的趋势。而影响这些参数变化的原因是地仗中土沙比例的变化，土沙比例不同，会导致试块在干燥过程中收缩率不同，从而影响其密度的变化。

地仗中土沙比例为1:4时，地仗的波速与收缩率亦有较好的对应关系，即试块膨胀，密度减小，波速亦减小。

在地仗中加入麻刀，其比例不同，对地仗的性质亦有不同的影响。

3.3抗折、抗压与波速、收缩率的关系

测试结果表明，地仗的抗折、抗压强度与波速、收缩率之间亦成正比关系。试块干燥时，土沙比例由高降低时，其收缩率降低，密度减小，而相应的抗折、抗压强度亦随之降低。但土沙比降至一定程度(土沙比=1:4)，地仗膨胀，密度增大，会导致其波速减小、抗折强度减小，抗压强度增大。

3.4壁画地仗筛取原则

地仗是壁画颜料依附的载体，其性能的好坏对壁画的稳定性有直接的关系。洞窟壁画环境的特殊性，要求地仗具有一定的强度、收缩率小，同时具备一定的透气、透水性。地仗中土沙比例越高，其抗折、抗压性能越高，但其收缩率、密度较大，透气、透水性较差而限制其使用。

试验结果表明，地仗中土沙比例不同，其性能亦不同，甚至产生完全相反的应力。加入麻刀能显著改善地仗的物理性能。随着麻刀量的增加，其抗折、抗压有明显增大的趋势。

研究地仗中土、沙、麻含量变化与地仗性能之间的关系，可为修复提供最佳的地仗配方，限于地仗性能受多种因素的影响。应对不同配比的地仗进行透气、透水性进行更深入研究，方可确定修复地仗所用的最佳配方，以更好地保护古代壁画。

四结论

1.地仗中土沙比例不同，其力学性能不同。地仗的抗折、抗压强度与波速、收缩率之间成正比关系。土沙比例由4:1至3:7变化时，其收缩率降低，密度减小，波速减小，而相应的抗折、抗压强度亦随之降低。地仗土沙比为1:4时，地仗干燥时膨胀，密度增大，会导致其波速减小、抗折强度减小，抗压强度增大。土沙比一定时，地仗中加入麻刀会显著改善地仗的抗折、抗压性能。

2.在地仗由潮湿变为干燥的过程中，土沙比由4:1至3:7变化时，试块体积会收缩；土沙比为1:4时，试块体积会膨胀。这说明地仗中土沙比例不同，会产生收缩应力和膨胀应力两种不同性质的力，从而会对壁画产生不同的影响。

性能测试方法篇7

依靠建筑外立面进行太阳能转化具有很多优点,如较高的工作高度使得太阳光能够无遮挡地直射至光伏电池板,工作面积大,转化的电能可直接并入建筑内部供电网络使用等。建筑保温光伏构件产品通过整合外墙保温和光伏转化功能于一体,在不明显改变建筑结构和增加承载负担的前提下实现了节能与产能共存。其主要结构及工作方式,如图1所示。

近几年在建筑外保温系统蓬勃发展的同时,高层、超高层建筑的不断出现、有机外保温材料的使用、系统设计或施工管理方面的漏洞,导致由外保温系统引发的重大建筑火灾事故屡次发生。建筑保温光伏构件产品内部包含有机保温材料,同样存在火灾危险性,而产品内部光电转化控制电路的存在,如果由于短路故障形成局部高温,很容易引燃邻近的有机保温材料。因此,建筑保温光伏构件火灾一般具有火情隐蔽、燃烧易形成贯通和火灾原因多样性的特点,必须引起重视。

对于建筑材料燃烧性能的评价过程,必须尽可能按照其真实使用状态进行试验,当前板状建筑材料燃烧性能评价的主要依据是GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》,试验方法采用GB/T 20284-2006《建筑材料或制品单体燃烧试验方法》。但此方法直接应用于建筑保温光伏构件产品具有明显不适宜性,未能反映光伏系统常态下带电工作模式的特点,而实际应用时,工作状态下的光伏保温构件受到外部火源轰击后,可能由于内部形成的高温积聚,使电路导线的绝缘外皮熔融,导致电路绝缘丧失,发生短路现象并形成局部高温,继而引发内部保温材料的有焰或无焰燃烧。因此,必须设计并改进现有方法,实现光电转化模式下的燃烧性能测试,同时也应关注控制电路内部易发短路并形成高温的敏感位置的温度变化。

鉴于此,笔者基于现有单体燃烧试验设计了一种光电转化模式下的建筑保温光伏构件燃烧性能试验装置,增加了敏感位置的温度采集监控装置,并进行了试验验证,所获得的测试结果全面真实地反映了建筑保温光伏构件产品工作状态下的内部火灾风险及整体燃烧特性。

1 试验装置的设计

除采集常规热释放特性参数外,建筑保温光伏构件产品燃烧性能检测装置的设计还应着重考虑两点,即尽可能模拟其真实工作状态和体现由于控制电路故障导致的不正常温升。为此,试验装置主要结构包括测试平台、模拟光源系统、电路控制系统、燃烧系统、温度监测系统和热释放测试系统,如图2所示。

各组成系统功能为:

(1)测试平台用于承载试样,安装方式同普通建筑板材,即两块竖直放置的建筑保温光伏构件依靠夹具相互垂直地放置在一起,长翼尺寸1 500mm×1 000mm,短翼尺寸1 500mm×500mm,光伏电池面为受火面。

(2)模拟光源系统为光伏构件提供光源,包括模拟日光源、滑动升降杆和调压器。模拟日光源高度可调节地设于所述滑动升降杆上,滑动升降杆固定于测试平台上建筑保温光伏构件前方能够满足光伏电池板光源采集要求的位置,调压器调节模拟日光源的光照强度。

(3)燃烧系统为所述建筑保温光伏构件提供火源,主要结构同单体燃烧试验装置。

(4)所述电路控制系统控制建筑保温光伏构件的光伏电池板工作和电能输出,包括控制电路、蓄电池、输出电压监测单元和负载。输出电压监测单元显示光伏电池板的输出电压,蓄电池用于储存光伏电池板的输出电能,负载用于表征蓄电池内部储存的电能。

(5)温度监测系统获取测温点的温升电信号,并对该温升电信号进行转化从而记录温度变化曲线,包括热电偶、二次仪表和温度记录仪,热电偶用于获取测温点温升电信号,二次仪表用于电信号的转换,温度记录仪用于记录温度变化曲线。

(6)燃烧热释放测试系统同单体燃烧试验装置,位于建筑保温光伏构件上方的烟气管道采集燃烧烟气并分析氧含量的变化,计算热释放特性参数。

2 试验装置的工作有效性测试

试验装置模拟建筑保温光伏构件产品正常光电转化工作模式的过程,包括如下步骤:

(1)按照试验位置安装建筑保温光伏构件长短翼试样各一块。

(2)在试样控制电路内部易发短路部位和控制电路周围,接近有机保温材料,可能因高温发生燃烧情况的若干测温点布设热电偶,热电偶输出电信号经二次仪表转换后输入温度记录仪用于温升曲线的记载;先进行1min温度信号的采集记录,确认温度监测系统工作正常。

(3)根据所需要模拟的入射光角度调节模拟日光源在滑动升降杆上的高度位置,依据拟模拟的光照强度调节模拟光源系统的调压器,调压器的输出作为模拟日光源的电源输入,使光源的光照能够稳定在所需要的强度下;选择电灯作为建筑保温光伏构件太阳能转化电能的负载,电池板控制电路输出端先与蓄电池充电端子连接,蓄电池供电输出端子接电灯,并将电灯放置于试样背面,使负载电灯不能照射到电池板工作面。

(4)启动调压器,使模拟日光源正常工作,检查输出电压监测和负载电灯发光情况,确认光伏电池板处于正常光能转化模式下;升高或降低调压器输出电压,调节光源亮度,检查输出电压监测显示是否随光源亮度增大而提高或随光源亮度减小而降低。

上述测试过程顺利完成,说明此测试系统能够依据试验需要模拟某一光电转化模式下的建筑保温光伏构件产品工作状态,并实时反映敏感部位温升情况。

3 燃烧特性试验

3.1 工作状态调试

为进一步验证此方法及试验装置的有效性,笔者进行了建筑保温光伏构件产品实体燃烧试验。测试样品为国内某厂所产建筑保温光伏构件样品,定制尺寸满足试验要求。试样主体构造如图3所示。

模拟日光源采用方形灯箱,安装在长度为1 500mm的DN15镀锌钢滑动升降杆上,滑动升降杆垂直固定在试验平面上,距试样长翼500mm,距试样短翼700mm。灯箱内部安装5 只欧司朗6 W LED球形灯泡,色温为6 500K。调压器输入为AC 220V,输出为0~220V连续调节,调节调压器电压输出可实现光源亮度调节。

通过调压器调节光源供电电压,可在光伏电池板某一位置获得如表1所示系列可调光照强度。此外,对应的输出负载蓄电池充电电压,如表1所示。

由表1可见,建筑保温光伏构件样品在笔者设计的试验装置中能够稳定处于正常工作状态,所获得的试验结果真实反映了试样光电转化模式下的燃烧性能。

3.2 燃烧性能试验

燃烧试验前,依据建筑保温光伏构件产品控制电路温升特性选择若干敏感位置,布设铂电阻持续监控试验过程温升实时信号,输送至八通道无纸记录仪显示并记录。采集位置及热电偶布设情况,如图4所示。

单体燃烧试验的过程同普通建筑板材燃烧测试,获得温升数据、热释放速率及总热释放量特性曲线,如图5~图7所示。

根据以上结果,可对试验装置及试验对象正常光电转换模式下的燃烧性能做出如下评价:

(1)试验装置最大程度地保持了样品的真实工作状态,试验系统的设计较传统建筑用板材燃烧性能所普遍采用的SBI单体燃烧试验装置来讲对建筑保温光伏构件产品更具针对性,试验过程充分考虑了建筑保温光伏构件产品独特的可能火灾引发来源,所获得的试验结果全面、准确,更具价值,且试验过程灵活度高。

(2)试验过程对敏感温度点的监控可依据样品电路结构的不同调整,全部温度曲线连续实时记录,温度数据对于改善电路系统工作可靠性、优化易升温电子元件布局方案都有重要的指导意义。

(3)电路板内部敏感位置试验过程中持续温升,最高温度约75 ℃。造成这种温升的热量主要来自电路板正常工作时元器件的自身发热和外部火焰燃烧形成的热传导。聚氨酯保温材料长期使用时耐热温度约80 ℃,而短时间内若达到极限温度120 ℃,即可使其表面产生炭化,而试验中长达1 260s的持续火焰轰击过程中,并未达到使聚氨酯材料损坏的温度,试样尚未发生内部燃烧或阴燃。此外,依赖于外部无机板材的防护作用,试样热释放速率和总放热量积累也都处于较低状态。整体而言,该样品在该试验体系下进行的能量转换模式下的燃烧特性试验获得比较满意结果。但若试样电路板内部设计欠合理,则很有可能在受到持续外部火焰轰击时在狭小的电路板仓内部形成瞬时高温聚积,一旦熔融电路绝缘层造成短路则极易产生明焰燃烧,并引燃有机保温材料,因此必须引起重视。

Building insulation photovoltaic component is a mod-ularization envelope structure on the surface of building.It has the basic function of exterior insulation and thefunction of solar energy conversion of photovoltaic batteryboard.Now,along with the energy problems and thechange of economic growth mode,the high energy con-sumption industry changes its economic growth mode tobe low energy consumption industry.The discovery andresearch on the alternative energy which can be used sus-tainably is rapid up.Solar energy is green energy,and ismost persistent,stable and efficient energy by nature.The exterior insulation is the important way to actualizethe energy saving and emission reducing,but the passivemode of saving but not producing by reducing the heattransfer between inside and outside of building by insula-tion materials or system cannot fit the requirement of effi-ciency of saving energy in building by the country any-more.The double initiative way of energy saving by insu-lation and energy conversion will become the further de-velopment direction of energy saving of building.

There are many advantages of conversing solar ener-gy by exterior surface of building,like the sunlight can il-luminate the photovoltaic board directly without shelter athigh place,the working area is big,and the electric pow-er conversed by solar can join the inner electric supply netin building directly,etc.The building insulation photo-voltaic component can save and produce energy withoutenhancing the load and changing the structure obviouslyby combining the function of insulation and photovoltaicconversion.The main structure and working mode isshown in Fig.1.

Recently,with the booming development of exteriorinsulation system,the constantly appearance of high-riseand super high-rise building,the usage of organic exteriorinsulation materials,and the omissions of system designand construction management lead to the frequent occur-rence of serious fire on building caused by exterior insula-tion system.There is organic insulation material in theproduction of insulation photovoltaic component,whichhas the risk of fire.The organic insulation material iseasy to be ignited if it's near to the local high temperaturecaused by short circuit of inner control electric circuit ofphotoelectric conversion.So,the fire of insulation photo-voltaic component of building has the features of conceal-ment,easy to have penetrating fire and various cause,should be noticed.

The experiment of evaluation of combustion perform-ance of building materials must be done according to thereal usage condition.Now,the main basis of evaluationof combustion of board building materials is GB 8624-2012 Classification for burning behavior of buildingmaterials and products.The experiments use the methodin GB/T 20284-2006 Single burning item test forbuilding materials and products.This method cannot beused on the insulation photovoltaic component of buildingdirectly,and cannot reflect the characteristics of insula-tion photovoltaic component with electric under normalcondition.The insulation surface of wire in the insulationphotovoltaic component may melt by the high temperatureinside caused by scorching of flame outside under workingcondition in application.This can lead to the failure of in-sulation and the short circuit and the local high tempera-ture,then cause the flame and flameless combustion ofinner insulation materials.So,the test of combustionperformance under the photoelectric conversion modemust be actualized by improvement of existing test meth-od.The temperature change at sensitive location insidethe control electric circuit where the short circuit and hightemperature appears easily should be paid attention to.

According to these,the authors designed the experi-ment equipment for combustion performance of insulationphotovoltaic component under the mode of photoelectricconversion based on the existing single burning experi-ment,which has collect and control facility of tempera-ture at sensitive location in addition.The equipment wasverified by experiments.The test results can reflect theinner fire risk and total combustion performance of insula-tion photovoltaic component of building under workingcondition fully and accurately.

1 Design of experiment equipment

Except collection of thermal parameter of normalheat release,the design of test equipment of combustionperformance of insulation photovoltaic component inbuilding must focus on two things,namely simulating theworking state as real as possible,and reflecting the ab-normal temperature rise caused by accident of control e-lectric circuit.For these,the experiment equipment in-cludes test platform,simulative light source system,elec-tric circuit control system,combustion system,tempera-ture monitor system and heat release test system.The e-quipment is shown in Fig.2.

The function of equipment is as follows.

(1)The test platform bears the samples.The sampleis installed as same as common building board,as twovertical insulation photovoltaic component are pressed to-gether perpendicularly by clips.The size of long board is1 500mm×1 000mm and the size of short board is 1 500mm×500mm.The photovoltaic battery of sample facesthe fire.

(2)The simulative light source system provides thelight for this insulation photovoltaic component of build-ing.This system includes the simulative sunlight source,sliding lift rod and voltage regulator.The simulative sun-light source is installed on the adjustable sliding lift rod.The sliding lift rod is fixed on the test platform in front ofinsulation photovoltaic component where the requirementof light collection of photovoltaic battery board can be fit-ted.The voltage regulator can adjust the illumination in-tensity of simulative sunlight source.

(3)The combustion system has the same structurewith that of single burning test equipment to provide fireto insulation photovoltaic component of building.

(4)The working and electric output of photovoltaicbattery board in insulation photovoltaic component ofbuilding is controlled by electric circuit control system.The system includes the control electric circuit,accumu-lator,monitor unit of output voltage and load.The out-put voltage of photovoltaic battery board is displayed byoutput voltage monitor unit.The output electric is kept inaccumulator.The electric kept in accumulator is indicatedby load.

(5)The temperature monitor system gets the signalof temperature rise and records the curve of temperaturechange by converting the signal.The system includes thethermocouple,secondary instrument and temperature re-corder.The thermocouple is used to catch the electric sig-nal of temperature rise at temperature measuring point.The secondary instrument is used to convert electric sig-nal.The temperature recorder is used to record the curveof temperature change.

(6)The test system of heat release of combustion issimilar to that of single burning testing equipment.It col-lects the smoke of combustion and analyzes the change ofO２concentration in the pipeline above the insulation pho-tovoltaic component of building,to calculate the charac-teristics parameters of heat release.

2 Test of validity of experiment equipment

The process of simulation about photoelectric conver-sion of insulation photovoltaic component of building un-der normal mode by experiment equipment includes stepsas follows:

(1)Installation of a long sample and a short sampleof insulation photovoltaic component according to the ex-periment location.

(2)Set thermocouples at temperature measuringpoint inside the control electric circuit,where is easy tocatch fire,and where may burn out because of high tem-perature near the organic insulation materials around thecontrol electric circuit.The electric signal output fromthe thermocouples flows to the temperature recorder afterconversion by secondary instrument for recording thetemperature rise curve.The normal operation of tempera-ture monitor system must be ensured by collection and re-cord of temperature signal for 1min.

(3)Adjust the height of simulative solar light sourceon the sliding lift rod according to the angle of incidentlight required by simulation.The voltage regulator ofsimulative light source system is adjusted according to theillumination intensity about to simulate.The illuminationof light source can be stable at the required intensity bytaking the output of voltage regulator as the power inputof simulative sunlight source.The load of insulation pho-tovoltaic component after conversion from solar energy toelectric energy is electric lamp.The output of control e-lectric circuit is connected to the charging terminal of ac-cumulator.The electric lamp is connected to the powersupply output terminal of accumulator and is put behindthe sample to avoid the illumination to the working sur-face of battery board.

(4)Start the voltage regulator to make the simulativesolar source working normally.Check the monitoring ofoutput voltage and the luminescence of electric lamp asload to make sure the photovoltaic battery board is in thenormal mode of light conversion.Rise or reduce the out-put voltage of voltage regulator to adjust the luminance oflight source.Check the display of monitor to make sure ifthe output voltage rises or drops with the rise or drop ofluminance of light source.

The success of the test process above means the sys-tem can simulate the working state of insulation photovol-taic component under photoelectric conversion mode ac-cording to the requirement of experiment,and can reflectthe temperature rise of sensitive part in real time.

3 Experiment under working condition

3.1 Adjust of working state

For further verification of the validity of test methodand the experiment equipment,the practical combustionexperiments of insulation photovoltaic component werecarried out.The sample of insulation photovoltaic compo-nent from a manufactory fitted the requirement of size forexperiment.The main structure of sample is shown inFig.3.

The simulative sunlight source was square light boxlocated on the sliding lift rod made by DN15galvanizedsteel which is 1 500 mm in length.The sliding lift rodwas located on the experiment platform perpendicularly500mm away from the long sample and 700 mm awayfrom the short sample.There were 5 LED ball lamps.The power of lamp was 6 W,the color temperature oflamp was 6 500K.The input of voltage regulator was AC220Vand the output of it could be adjusted from 0to 220V continuously.The luminance of light source could beadjusted by changing the output voltage of voltage regula-tor.

The series luminance on some location of photovolta-ic board can be obtained by adjusting the input voltage oflight source by voltage regulator.The correspondingcharging voltage of loading accumulator used for output isshown in Table 1.

Seen from Table 1,the sample of insulation photo-voltaic component can stay in the normal working condi-tion stably in the designed experiment equipment.Theexperiment results can reflect the combustion perform-ance of sample under the photoelectric conversion modeaccurately.

3.2 Experiment of combustion performance

Before the combustion experiment,the Platinum re-sistance was set at sensitive location to monitor the realtime signal of temperature rise constantly according to theformer research on the temperature rise characteristics ofcontrol electric circuit of insulation photovoltaic compo-nent for building.The signal was transferred to paperlessrecorder with 8channels and was displayed and recordedon it.The layout of thermocouples and location to collectsignal are shown in Fig.4.

The procedure of single burning test was similar toburning test of ordinary building board materials.Thecurves of temperature rise data,heat release rate and to-tal heat release are shown in Fig.5to Fig.7.

The evaluation on the combustion performance of ex-periment object under the normal photoelectric conversionmode and the experiment equipment can be summarized asfollows based on the results.

(1)The experiment equipment maintained the realworking state of sample as most as possible.The experi-ment system is more pertinent to the insulation photovol-taic component of building than the SBI single burningtest device which is commonly used on the test of combus-tion performance of traditional board materials for build-ing.The experiment fully considered the unique possiblefire cause of insulation photovoltaic component in theprocess.It has fully,accurate and more valuable results,and has good flexibility during the process.

(2)The monitor on sensitive point of temperature canbe adjusted according to the different circuit structure ofsamples during the experiment. All the temperaturecurves can be recorded constantly in real time.The tem-perature data is important guidance to the modification ofreliability of electric circuit,and the optimization of layoutof electric component which is easy to rise in tempera-ture.

(3)The temperature of sensitive location in the cir-cuit board rose constantly during the experiment,and hadthe maximum temperature of 75℃.The heat for temper-ature rise came from the circuit board caused by self-heat-ing in normal work,and from the outside flame by heatconduction.The heat resistance temperature of polyure-thane insulation materials was about 80 ℃ during longtime working.It might has carbonization at surface undershort time heating at 120 ℃.The sample didn't burn outor smolder during the roast for 1 260sin experimentsince the temperature didn't reach the damage point ofpolyurethane.Depend on the protection of inorganicboard,the accumulation of heat release rate and total heatrelease of sample was in low level.Generally,the com-bustion performance test of this sample under the energyconversion mode by this experiment system has relativelysatisfging results.But,the instantaneous high tempera-ture may appear in the narrow circuit board cabin underthe constantly roast of outside flame if the design insidethe circuit board is not rational.It can ignite the organicinsulation materials by flaming combustion once the insu-lation material melts and leads to short circuit.It must bepaid attention to.

摘要：设计建筑保温光伏构件材料燃烧特性试验装置,介绍系统的组成及功能。模拟建筑保温光伏构件光能转换模式,对样品进行燃烧性能试验,获得光电转化模式下的温升、热释放速率、总热量等特性参数。根据试验结果分析建筑保温光伏构件的防火安全性能。

传输网络QoS性能的测试方法篇8

关键词：延时,抖动,丢包率

QoS (Quality of Service, 服务质量) 指一个网络能够利用各种基础技术, 为指定的网络通信提供更好的服务能力, 是网络的一种安全机制。确保传输网络QoS需要从网络延迟、抖动、丢包率三方面来保障, 如何确定它们是否满足要求呢?本文将依据实际经验给出评估以上三方面因素的具体方法。

1网络延时的测量方法

1.1基于ICMP协议的测量方法

ICMP (Internet Control Message Protocol, 互联网控制报文协议) 是一种面向无连接的协议, 主要用于在主机与路由器之间传输出错报告控制信息。PING (Packet Internet Groper互联网包探索器) , 是基于ICMP请求应答报文开发的软件, 用来诊断网络故障, 也是用来测量往返时延最常用的工具。但由于ICMP报文也是进行DOS攻击的主要方式, 许多ICMP报文被过滤或完全阻塞, 于是路由器以限制ICMP回复速率来避免被消耗过多网络带宽和路由资源, 这意味着利用ICMP协议测量时延的结果或许是不可靠的。

1.2基于UDP协议的测量方法基于TCP协议的测量方法

鉴于ICMP存在的问题, 可以改用UDP报文网络的测量往返时延。UDP (User Datagram Protocol, 用户数据报协议) 是OSI (Open System Interconnection, 开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

需要注意的有, 一是UDP报文要指定端口, 在实际使用时, 可以任选一个即可;二是当测量时发送的UDP报文, 回复的不一定也是UDP报文, 也有可能是ICMP报文;三是UDP报文最大长度通常应小于500Byte;四是UDP报文没有固定的拥塞控制算法, 所以在使用高峰阶段, 其报文速率有可能被限制。

1.3基于TCP协议的测量方法

TCP (Transmission Control Protocol, 传输控制协议) 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。基于TCP协议的测量方法, 可以用于前2种方法不能工作的特定环境。

由于TCP发送机制本身的原因, 其测量结果可能远大于实际值, 这就要求发送方在承载TCP报文时加入PSH- 标志, 此时将立即发送此数据报文而无需等待, 所以, 在主动或被动测量时, 发送方和接收方都需要加入PSH标志, 才能确保测量数据的准确度。

2网络抖动的测试方法

2.1浴缸曲线法

衡量传输网络性能的最终指标是BER (Bit Error Ratio, 误码率) , BER是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。网络抖动分析的目的是确定抖动对BER的影响, 系统要求BER低于某个最大值, 通常是10 ~ 12。

BER的测试设备是BERT (Bit Error Ratio Tester, 误码率测试仪) , 是由码型发生器、误码分析仪和系统时钟组成。数据发生器把码型传送到系统的器件上进行处理后, 把结果传输到误码分析仪, 误码分析仪在已经码型上进行同步, 计算收到的码数, 并确定哪些码接收错误, 根据公式计算BER值:

误码率= 传输中的误码/ 所传输的总码数

2.2相噪分析法

测试数据信号的相位噪声也是抖动测试的一种方法。结合使用抖动频率带宽高达100MHz的相位检测器, 和具有覆盖最高时钟频率一半的相噪专用功能的频谱分析仪, 可以实现较好的网络抖动的测试效果。

2.3鉴相法

鉴相法是分析抖动最直接的方法。即比较参考时钟和数据恢复时钟的时间间隔误差, 解调出数据抖动随时间分布的曲线, 通过标准规定的带通滤波器滤波, 可以得到特定带宽内的抖动幅度。鉴相法的测试设备是传输分析仪。

3网络丢包率的测试方法

网络丢包率的测试可以采用网络性能工具Smart Bits。Smartbits依据数据收、发、分析机制实现测试目的。Smartbits各种插卡模块的接口均能发送和接收数据。根据测试需要, 测试集程序指令某个或多个插卡模块的接口产生数据流量并发送, 另一个或多个插卡模块的接口负责接收数据, 从而这个封闭环体系实际模拟了一个通信过程, 该过程就是通信数据流量的一次性循环。丢包率的具体测试方法的流程是连接Smart Bits机箱并占用测试端口、设置丢包率测试参数、运行测试、查看和分析测试结果。

4利用ping命令进行快速网络性能测试

Ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令, 也是TCP/IP协议的一部分。ping命令是一种简单又快速的分析和判定网络通断及网络性能的方法。

应用方法是在DOS或者Windows系统的“运行”里, 输入Ping空格IP地址, 即可以查看当次数据发送情况、丢包率、延时等具体参数信息。该命令还可以加许多参数使用, 具体是键入Ping按回车即可看到详细说明。

5结语

性能测试方法篇9

软件测试是在规定的条件下对程序进行操作,以发现程序错误,衡量软件质量,并对其是否能满足设计要求进行评估的过程。其中性能测试是软件测试中性能级的测试,是保证软件质量的重要过程,目的在于尽量早地确定和消除软件中有关的性能瓶颈问题 , 基本方法就是进行自动负载测试。Load TRunner是一个工业级别的负载测试的工具,可以对企业架构进行测试。

Load Runner适用于自动负载检测,从用户关注的响应时间、并发用户、吞吐量和性能计数器等方面来衡量系统的性能表现,辅助用户进行系统性能的优化,通过模拟上千万用户实施并发负载及实时性性能检测的方式来确认和查找问题,最大限度地缩短测试时间,加速应用系统的发布周期,能预测系统行为并评估系统性能[1]。

1 Load Runner的四大组件

Load Runner是一种具备高度适应性的自动负载测试工具,能够预测系统行为及验证系统性能。Load Runner强调的是整个企业系统,它通过模拟实际用户的操作行为和实施实时性能检测,来帮助用户更快地确认和查找问题的所在,Load Runner是一个庞大的系统测试工具,功能非常复杂,软件功能模块较多,其中最为核心的功能组件是Virtual UserGenerator、Controller、Analysis、Load Generator。

1.1 Virtual User Generator:

使用Load Runner的Virtual User Generator,您能很简便地创立起系统负载。该引擎能够生成虚拟用户,以虚拟用户的方式模拟真实用户的业务操作行为。

1.2 Controller:

Controller是执行负载测试管理和监控的中心。在这里制定具体的性能测试方案,执行性能测试,收集测试数据,监控测试指标。在负载测试过程的任何时候,您都可以观察到应用系统的运行性能。这些性能监测器为您实时显示交易性能数据(如响应时间)和其它系统组件包括application server,web server,网路设备和数据库等的实时性能。这样,您就可以在测试过程中从客户和服务器的双方面评估这些系统组件的运行性能,从而更快地发现问题。

1.3 Analysis:

一旦测试完毕后,Load Runner收集汇总所有的测试数据,并提供高级的分析和报告工具,以便迅速查找到性能问题并追溯原由。使用Load Runner的Web交易细节监测器,您可以了解到将所有的图象、框架和文本下载到每一网页上所需的时间。

1.4 Load Generator:

负载发生器是一个可以独立部署并运行脚本的负载引擎。场景中设置的虚拟用户在默认情况下使用本地的负载发生器来执行,但是模拟用户行为也需要消耗一定的系统资源,如CPU,内存、磁盘空间等,模拟的虚拟用户越多,就意味着需要更多的资源,所以在一台电脑上无法模拟大量的虚拟用户。如果测试过程中需要大量的虚拟用户,就需要为运行这些虚拟用户配置多台负载发生器,由controller控制多个负载发生器来共同完成测试任务[2]。

2 Load Runner的工作流程

2.1 协议选择

Load Runner脚本开发过程中的协议选择作为脚本开发的第一个步骤,相当重要,只有选择合适的正确的协议才能开发出好的测试脚本。在协议选择过程中需要注意选择与被测系统对应的协议,比如Web系统一般选择HTTP/HTML协议,FTP服务器一般选择FTP协议等。Load Runner即支持单协议又支持多种协议,当测试对象只使用一种协议时,选择单协议。如图1所示:

Load Runner还支持多种协议并存,如果录制对象使用的不止一种协议,可以使用多种协议,如图2所示

2.2 创建脚本

脚本是并发负载测试执行的对象,是性能测试开展的基础。测试方案中需要针对每个性能指标,设计要录制脚本的业务流程。在Load Runner中进行脚本创建时,基本过程如下:

1) 创建一个新的脚本打开Virtual User Generator,单击File|New Script and Solution或使用快捷键Ctrl+N打开创建脚本窗口,在创建脚本窗口中设定相关的字段内容,单击Create按钮,即可创建一个新的脚本。

2) 设置录制系统信息在弹出的开始录制窗口中,可以设置被测试系统的相关信息,如图3所示:

3) 录制脚本当被测试系统准备就绪后,执行图四的Start Recording按钮,系统就开始脚本的自动录制工作。如果各项设置正确,当录制开始后,Load Runner会自动打开指定的浏览器,自动访问被测试系统的URL地址,打开系统页面,同时将会打开浮动的“正在录制”工具栏,如图4所示。用户根据测试方案的内容,执行系统操作。在Vu Gen中能看到系统捕获的脚本信息。在录制过程中可以通过Recording Bar添加一些命令,如可以切分脚本,将录制的内容存放在不同的脚本块中,也可以添加事务的开始点和结束点,还可以添加集合点和注释等。

4) 修改脚本内容在停止录制后,Vu Gen会对协议交互进行分析,最终生成脚本,可以通过Vu Gen在脚本中编写自己的函数,如图5所示,也可以使用Vuser API或标准编程函数,使用Vuser API函数可以收集有关Vuser的信息,也可以在脚本中添加注释以及添加事务和检查点,例如,使用Vuser函数度量服务器性能、控制服务器负载、添加调试代码、检索有关参与测试或监控的Vuser的运行时信息等。

5) 脚本回放完成录制修改脚本后 , 单击Replay|Run或使用快捷键F5,就可以回放脚本,以便验证它是否准确地模拟了用户操作。脚本停止运行后,用户可以单击Replay|Summary,在向导中查看回放概要。至此,脚本基本制作完毕。下面要测试了。

3 创建测试场景

场景主要是用来模拟真实用户向被测试系统产生压力,是一种用来模拟大量用户操作的技术手段。通过配置和执行场景向服务器产生负载,验证系统各项性能指标是否达到用户要求。

在Vu Gen中完成的虚拟用户脚本调试后,就可以将其添加到Controller中来创建场景。在Controller中完成虚拟用户的数量与行为等场景设置后,就可以运行场景来执行系统的性能测试。

一组测试场景需要对虚拟用户脚本、运行虚拟用户的负载生成器、虚拟用户行为进行配置设定。执行场景时,Controller会将该场景中的每个Vuser分配给一个负载生成器,通过这些虚拟用户并发执行以及长时间运行,来模拟真实情况下的服务器承受的压力[3]。

在Design视图中我们可以设置场景脚本以及选择负载生成器,同时需要设置场景计划和定义目标值或服务水平协议,Design视图如图6所示:

图6手工场景模式的Design视图 (参见右栏)

4 执行性能测试

在对场景设置完成后,点击scenario|start即可执行性能测试。Run视图是在场景运行后,Countroller会在不同的负载生成器上根据用户的设定进行性能指标的收集与处理,对服务器资源、虚拟用户执行情况、事务响应时间等方面进行实时监控,帮助测试人员分析系统状态,并在运行完毕给出结果以便进一步分析,如图7所示

5 进行结果分析

Load Runner Analysis是测试结果分析组件,提供了丰富的图标信息,可以帮助测试人员准确地确定系统性能并提供有关事务及Vuser的相关信息。Analysis应用提供图数据和原始数据视图以电子表格的格式显示用于生产图的实际数据,也可以将这些数据复制到外部电子表格应用程序中做进一步处理。同时也提供了报告的导出功能,可以根据需要导出相关数据。如图8为Analysis界面:

图8 Analysis界面 (参见下页)

Analysis集成了数据统计分析功能,允许测试人员对图标进行比较和合并等多种操作,同时可以将数据转化为曲线图,方便测试人员了解这些数据的当前状态,Vuser用户状态计数器组提供了产生负载的虚拟用户运行状态的相关信息,可以帮助我们了解负载生成的过程,图9反应了系统形成负载的过程,随着时间的推移,虚拟用户是如何变化的,在图十中可以看到用户在1分左右达到峰值10个虚拟用户,负载生成约每15秒增加2个用户,峰值负载持续3分钟。

此外还可以通过其他指标查看软件性能,如每秒点击数,每秒点击数提供了当前负载中对系统所产生的点击量的记录。每一次点击相当于对服务器发出一次请求,一般点击数会随着负载的增加而增加,该数据越大越好,如图10所示:

有时候分析单个要素并不能反映存在的问题,需要多个要素联系起来进行分析。比如,可以把用户数的变化图和吞吐量图联系起来进行分析。Load Runner的分析工具支持把两个表合并进行分析,把用户数变化图和吞吐量变化图合并,就可以观察吞吐量是否随着用户数的变化而相应变化。如果随着用户数的增加,吞吐量持平或者下降,说明此时系统吞吐量达到了最大值,系统达到了瓶颈。

结束语:

性能测试方法篇10

·插入损耗和带内波动;

·电压驻波比;

·端口 (系统) 隔离度;

·功率容限;

· 无源互调抑制。

其中互调抑制包括无源三阶互调、无源二阶互调和无源组合互调。下面对这些指标一一探讨。

1 插入损耗和带内波动

插入损耗和带内波动是所有室分器件的基本指标之一, 测试方法比较简单。把这两个指标放在一起的原因是这两个指标通常情况下是一同测试出来的。

插入损耗是指在器件输出端接收到的功率与输入端输入功率的比值, 计算公式为Li=- 10lg (Po/Pi) , Li为插入损耗, Po为输出功率, Pi为输入功率。

带内波动R是指器件该通路在其工作频段内信号上下起伏的范围, 由工作频带内插入损耗的最大最小值相减得到, 计算公式为R=Li, max-Li, min。插入损耗和带内波动的测试方法见图1。

网络分析仪校准完毕后将仪表1 口接待测通路的输入端, 2 口接待测通路的输出端, 其余端口均接标准负载。设置仪表频率范围为该通路的频率范围, 读取参数为S12 或S21 分别测试该通路的上下行插入损耗。通过仪表的marker功能可以在插损曲线上添加标记来读取最大插损值。同时打开statistic可以读取插损曲线的峰峰值p-p, 该值即为带内波动。

2 电压驻波比

电压驻波比也可叫做驻波比, 同样也是室分器件的基本指标之一。

POI的输出口和下一级设备连接时, 由于两级设备阻抗不能完全匹配, 电磁波在通过这一端面时会发生反射, 反射波与入射波叠加之后就会形成驻波, 驻波电压峰值与谷值之比就是电压驻波比。电压驻波比与回波损耗意义相近, 只是电压驻波比是从电压角度考量的指标, 而回波损耗是从功率角度考量的指标。电压驻波比的计算公式略微复杂, 可记为RVSWR= (1 +|Г|) / (1 - |Г|) , Г 为反射系数, Г = (Z - Z0) / (Z + Z0) 其中Z为传输线阻抗, 而Z0为测试频点的阻抗。移动通信系统中传输线阻抗一般为50 Ω, 若某一频点阻抗正好为50 Ω, 则此频点阻抗完全匹配, 通过公式计算可得反射系数 Г = 0, 功率无反射, 驻波比RVSWR= 1。根据公式我们可以计算一下Z0= 0 和Z0=∞两种情况:Z0=0时, Г=1, 能量全反射;而Z0=∞时, Г=-1, 能量同样全反射。这两种情况下RVSWR=∞。上面计算的三种情况是非常重要的三种状态:完全匹配、短路和开路。

电压驻波比的测试方法如图2 所示。

网络分析仪校准完毕后将仪表1 口接待测通路的输入端, 其余端口均接标准负载。设置仪表频率范围为该通路的频率范围, 读取参数为S11, format调为SWR (驻波比) , 同样也可以通过仪表的marker功能读取曲线上的最大值。

3 端口 (系统) 隔离度

端口 (系统) 隔离度测试方法、原理和插入损耗相似, 是指在器件某一输入端口接收到的功率与另一输入端口输入功率的比值, 计算公式为Iso= P - Po。

端口 (系统) 隔离度测试方法如图3 所示。

测试方法和插入损耗相似不再赘述。需要注意的一点是, 一般隔离度指标都很高 (大于80 d B) , 而网络分析仪的默认设置状态下, 仪表底噪可能不到80 d B, 此时需要把仪表的中频带宽IF降低, 根据仪表性能调到合适值 (如1 k Hz) , 这样才能读取到正确的测试值。

4 功率容限

功率容限指标是近几年室分器件中新提出的指标, 该指标主要考察室分器件承受大功率的能力。功率容限的测试方法很多包括平均功率容限和峰值功率容限, 而平均功率容限又分为连续波测试和调制波测试。测试环境又分为常温测试和高温测试。对于生产企业来说, 严格的检测方法可以筛选出质量最好的产品, 在此, 本实验室通过大量测试数据给出一个较为严格的测试方法。

1) 环境温度:建议在50 ℃或更高的温度下进行测试, 高温环境更能模拟出线网中的实际环境也更容易造成器件内部打火等现象。

2) 波形:实际线网线路中传输的都是调制波, 所以建议使用载波测试。载波的数量越多则载波的联合峰均比越高, 测试条件越严酷;每个载波的带宽越窄, 该载波的功率谱密度就越高, 测试条件越严酷。考虑到3G和4G的调制波形带宽都很宽, 并不能提供较高的功率谱密度, 所以建议测试波形选用4 个频率连续的EDGE (增强型数据速率) 信号, 每个载波1/4 额定功率 (详见中国移动无源器件测试规范) 。

3) 测试频点:建议选择最大插损所在频点附近。

功率容限测试方法如图4所示。

信号源输出相应系统的调制波形, 经功率平台放大至要求功率并输入POI的相应待测端口。POI的输出端口接通过式功率计并接大功率负载, 加电加信号测试30 min, 通过式功率计检测系统电压驻波比的变化或者是否出现驻波告警 (门限1.5) 来判断是否有打火、烧毁等情况。

5 无源互调抑制

无源互调抑制指标是POI标准中最重要的指标, 该指标不仅包括了传统无源三阶互调的测试更是创新性的提出了无源二阶互调和无源组合互调两个新指标, 二阶互调和组合互调也可统称为系统间互调。该指标的提出提高了POI产品的准入门槛, 同时也暗示了对产品质量关注的重点所在。

互调的产生主要是因为系统的非线性造成的。当两个或两个以上不同频率的信号通过一个非线性系统时就会产生互调。以两个不同频率的信号f1和f2为例, 当f1和f2同时输入一个非线性系统时会产生互调电平, 如在|f1±f2| 处会产生二阶互调, 在2f1- f2和2f2- f1处会产生三阶互调等。一般情况下, 随着互调阶数的增高, 互调电平会越来越小。互调分为无源互调和有源互调。因为POI是无源器件, 在其内部产生的互调均为无源互调。无源互调是由于材料的非线性和金属件的接触不紧密而产生的, 因而其无法像有源互调一样通过提高系统间隔离度来降低, 这也是为什么需要测试系统间互调的重要原因。下面分类探讨无源互调的测试方法。

5.1 三阶互调

当f1和f2两个频率通过非线性系统则会产生互调电平, 而奇数阶 (如三阶、五阶、七阶) 互调频率很有可能落在本系统频段内, 从而对本系统内部的有用信号造成严重影响。随着阶数增高, 互调电平一般是降低的, 所以三阶互调一直都是无源器件关注的重点。由于三阶互调一般会落在本系统内, 单系统无源器件也是十分关注这个指标的, 所以测试方法相对成熟完善, 可直接通过购买无源三阶互调仪测试, 主流无源三阶互调仪操作也很简单。三阶互调测试方法如图5 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

将互调仪的输出端直接接在POI待测系统的输入端口, 在POI的各输出端口均接入低互调负载, 所有连线连接时均应使用力矩扳手按照N头:10 ~ 15 N;DIN型射频同轴连接器接头:15 ~ 20 N的力矩拧紧从而保证连接可靠, 连接完毕后即可对互调进行测试。互调仪一般提供了点频、扫频等多种测试模式供选择。需要注意的是:在保证各系统隔离度没有问题的情况下, 可以仅在输出端接低互调负载、其余输入端口置空, 否则应在隔离度不够的端口加接大功率负载。

5.2 二阶互调

相比于三阶互调, 大多数生产企业和检验机构对二阶互调的概念要陌生得多。其实早在2G时代, 就有二阶互调的概念。GSM使用900 MHz/1 800 MHz双频段, 当f1、f2均在900 MHz时二阶互调电平f1+ f2有可能落在1 800 MHz造成寄生干扰, 但由于900 MHz处产生的二阶互调并不会落在1 800 MHz的使用频点, 所以二阶互调并没有开展大范围测试。但由于POI包含的通信频段众多, 二阶互调的影响就不可忽略了。某公司POI标准中列出了部分二阶互调干扰如表1 所示。

可见, 在POI系统中若二阶互调抑制无法做好, 会造成严重的系统间干扰。二阶互调的测试方法如图6 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

两个信号源产生对应频段 (CDMA800) 的CW (连续波) 信号经功放放大后合路并输入POI的测试端口, 受干扰频段所在端口 (移动DCS/ 联通SDR) 接频谱仪, 同三阶互调一样, 所有连线均应使用力矩扳手可靠连接, 连接完毕后设置频谱仪Res BW为10 Hz或更低, trace max hold, 根据两个信号源设置的频率计算出相应二阶互调电平所在频率并在频谱仪上读取互调电平。

5.3 组合互调

组合互调和二阶互调一样都属于系统间互调, 但组合互调的组合搭配非常多, 而且互调电平产生端口有可能是输入电平所在端口, 所以测试方法不仅需要类似于二阶互调的传输法测试同样也需要像三阶互调一样的反射法测试。某公司POI标准中列出了部分组合互调干扰如表2 所示。

以联通L1.8 加移动TD-F, 受干扰频段为联通LTE2.1 的组合互调为例, 搭建的传输法测试系统如图7 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

两个信号源产生对应频段 (联通L1.8、移动TD-F) 的CW信号经功放放大后分别输入POI的两测试输入端口, 受干扰频段所在端口 (联通WCDMA、电信LTE2.1 等) 接频谱仪, 所有连线均可靠连接, 连接完毕后设置频谱仪Res BW为10 Hz或更低, trace max hold, 读取相应频点的互调电平。

以联通L1.8 加移动TD-F, 受干扰频段为联通LTE1.8 的组合互调为例, 搭建的反射法测试系统如图8 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

测试方法同传输法, 但需要注意的是, 接联通LTE1.8 端口的功放中间需要串联一个双工器, 频谱仪通过双工器的另一端口读取相应的反射互调电平。

性能测试方法篇11

作为中国教育和科研计算机网络(Cernet)华东南地区网、上海教育与科研计算机网(Shernet)和校园网(SJTUnet)的建设、管理单位，上海交通大学网络信息中心拥有很强的科研实力，长期担负着三大网络运营维护的艰巨任务。在此过程中，该中心充分发挥科研能力上的优势，独立自主地解决了许多难度较大的运维问题。我们在连载中就曾经提到，该校两年前在对校园网出口入侵检测系统的选型中，遇到了市售产品难以满足需求的窘况。在充分分析了业务需求的前提下，网络信息中心的老师带领团队自行研发，以多组x86服务器分布式处理的方式实现了对万兆链路的实时监测。这样的方式不仅构建了一个开放的、可以承载多业务的科研平台，更将科研成果转化为实际的安全服务，为校园网的稳定运行提供了保障。

虽然上海交通大学校园网目前拥有多条出口链路、总计超过10Gbps的链路带宽，但在愈发丰富、模式愈发复杂的网络应用面前，也不是永不拥塞的高速路。目前，流量的可视化与可控性已成为老师们重点关注的问题，他们需要一个强大的应用流量分析管理系统，为运营维护乃至下一步网络建设规划提供准确的参考依据。经过细致地评估，老师们初步选定了连续两年获得计算机世界年度产品奖的Panabit应用层流量管理系统。不过，与大多数同级别通信、安全产品不同，该系统运行在x86而非MultiCore-MIPS或NP平台上，而老师们（或者说是大多数人）对于x86平台在万兆环境中稳定工作都没有太多信心。

来吧，就让测试去证明一切。

规格全面提升的5520平台

上海交通大学网络信息中心的老师们为这次测试准备了一台戴尔PowerEdge R710服务器，它是戴尔为第一代Nehalem-EP处理器平台及其后续Westmere-EP处理器平台设计的2U机架式产品。PowerEdge R710基于英特尔5520 IOH芯片（代号Tylersburg-36D）设计，提供了36个PCIe2.0信道，最多支持两颗英特尔Xeon 5500/5600系列处理器，可以搭配英特尔ICH9或者ICH10使用。在英特尔尚未明确推出Sandy Bridge嵌入式解决方案的今天，基于5520芯片组的产品仍然是目前设备制造商与用户能够获取到的最高端x86平台。

得益于戴尔灵活的定制化销售模式，测试使用的这台PowerEdge R710配置了一颗英特尔Xeon X5690处理器。它支持SMT超线程技术（测试中关闭），具有6个核心、12个硬件线程，主频达到3.46GHz，最大的Turbo Boost频率高达3.73GHz，属于英特尔32nm Westmere-EP处理器家族中的最高端产品。这颗处理器中的每个核心都具有32KB的L1指令缓存和L1数据缓存及256KB的L2缓存，所有核心共享一个12MB的L3缓存。此外，Xeon X5690还通过两个6.4GT/s的QPI总线和另一颗处理器以及5520/5500 IOH芯片通信，QPI总线是一个双向的并行总线，在X5690上，其单向带宽为12.8GB/s。

由于集成了较高规格的内存控制器，单颗Xeon X5690可以支持3通道R-ECC DDR3内存，每通道又支持最多3个R-ECC DDR3 DIMM。在使用能够支持的最高规格的16GB内存条的时候，每颗处理器可拥有144GB的总内存容量，整个系统（双路配置）则可达到288GB的最大容量。X5690支持的最大内存频率规格为DDR3-1333，不过当所有DIMM插槽都插满内存的时候，运行频率将会降低至1066。而本次测试使用的这台PowerEdge R710服务器配置了3条4GB容量的内存，运行在3通道模式。

英特尔Xeon X5690处理器通过6.4GT/s的QPI总线连接到5520 IOH上，而IOH目前主要的功能就是提供更多的PCIe总线连接，这正是网络通信产品所需要的。英特尔5520 IOH提供了36个PCIe 2.0信道和一个连接ICH芯片的ESI总线接口，这个ESI总线就是桌面级IOH芯片常用的DMI总线，其实质是一个x4的PCIe 1.0界面。而36个PCIe 2.0信道则以10个端口的形式提供，分别为8个x4的端口以及两个x2的端口。其中8个x4的端口可以聚合为4个x8或者两个x16端口，另外两个x2的端口则可以聚合为一个x4端口，但是不能与其余8个x4端口进一步聚合。我们知道，PCIe 2.0的每个信道可以提供5.0GT/s的单向传输速率（500MB/s），因此5520 IOH提供了巨大的IO带宽。在不需要这么多带宽的场合，英特尔也推出了一个简化版的5500 IOH产品，将PCIe信道数量减为24个。它的代号是Tylersburg-24，这一命名就体现出了PCIe信道的数目。

与时俱进的网络子系统

和桌面级与嵌入式产品不同，在服务器上，所有的高速设备都直接连接到IOH芯片上，而不是相对低速的ICH芯片，理论上减少了性能瓶颈。测试使用的PowerEdge R710服务器上提供了1条PCIe v2.0 x16插槽和两条PCIe v2.0 x4插槽，分别连接到3组顶级网络控制器。其中一组是一块基于英特尔82599EB芯片的英特尔X520双口万兆网卡，另两组是基于英特尔82576EB芯片的双口千兆网卡，一共提供了两个万兆接口和4个千兆接口。实际上，戴尔PowerEdge R710还板载了4个基于Broadcom网络控制器的千兆接口，但在测试中并未用做业务处理。

英特尔X520双口万兆网卡使用的82599EB是一个强大的网络控制器，是目前英特尔在万兆级产品中最顶级的型号。该芯片原生两个万兆接口，每个接口都可以支持128个TX/RX队列，并可以根据情况最多划分为64个RSS（Receive Side Scaling，接收方扩展）队列。此外，82599EB还支持MSI和MSI-X（Extended Message Signaled Interrupt，扩展消息告知中断)特性和一些与数据中心应用密切相关的高级功能。由于万兆环境下的数据传输需要巨大的带宽，82599EB推荐使用PCIe v2.0 x8或以上规格接口进行连接，否则可能会出现瓶颈。

性能测试方法篇12

随着3G的发展,特别TD-SCDMA在我国大面积的展开,智能天线作为TD-SCDMA的优势之一已经被广泛认可,但是在赋形方式上,如何得到较大的赋形增益一直是人们关心的问题之一。本文通过对同一小区采用特征分解赋性算法(EBB:Eigenvalue Based Beamforming)和固定波束赋形算法(GOB:Grid Of Beam)两种不同的赋形方法进行对比,从而对不同算法下天线的赋形能力有一个对比研究。

TD-SCDMA采用的是TDD时分双工模式,信道互易性较好,比较适合使用智能天线技术。在工程上,主要采用6阵元智能天线,主要原因有:

(1)与8阵元智能天线相比,应用6阵元天线可以降低射频设备的硬件成本,大约20%;

(2)应用6阵元天线有助于设备机械结构的紧凑性,可以采用单个射频处理单元处理6阵元;

(3)应用6阵元天线可以降低对基带处理板的要求,有助于提高设备容量,增加新的功能和算法,改善系统性能。

2. 智能天线的两种赋形算法

目前工程上主要采用两种赋形方式:EBB(特征分解赋性算法)和GOB(固定波束赋形算法)算法。

一般来说,基于功率准则的波束赋形算法得到的加权系数使得接收端的接收功率最大。然而,由于实现算法的不同,可以得到全局的最优解,也可以得到局部的最优解。例如,假设N个天线单元的智能天线:接收的多天线信号矢量是x=[x1,x2,…,xn],波束赋形加权系数矢量是w=[w1,w2,…,wn],则赋形之后接收信号为:

赋形之后接收信号功率

其中,(.)*表示复数(复数矢量)的共轭,(.)H表示矢量(矩阵)的共轭转置,(.)T表示矢量(矩阵)的转置。基于最大功率准则的目标是寻找一个加权矢量使得公式(2)达到最大值:

上式的含义是wopt1是使得取最大值的w。由矩阵的相关知识我们知道,使公式(2)最大的w的解是唯一的,即矩阵Rxx的最大特征值对应的特征向量。这种波束赋形方法一般叫做特征波束赋形方法,该方法可以得到全局最优解。

一种简化的波束赋形方法是在一个预设的加权矢量集合中找一个使公式(2)达到最大值的加权矢量,例如,将间隔一定角度的阵列响应矢量作为预设权矢量集合的方法,将待扫描的空间按一定间隔取角度,Φ={ψ1,ψ2,…,ψL},假设各个方向的阵列响应矢量为a(ψl),l=1,…,L(阵列响应矢量表示某一方向来的电磁信号在天线阵上的相对幅度相位值)。那么用该阵列响应矢量做赋形接收得到的接收信号功率可以表示为:

于是可以找到使上式最大的角度,即

公式(3)和公式(5)是智能天线波束赋形的两种基本方法,分别为特征波束赋形和固定波束赋形,可以称为EBB算法和GOB算法。EBB算法完全根据信道的情况进行波束赋形而不是波束选择,因此其适应信道的能力比较强。

3. 赋形增益计算方法

(1)计算方法1

其中Gbf为赋形增益,X为在打开赋形时专用物理信道的接收信号码功率(DPCH_RSCPbf),Y为在打开赋形时主公共控制信道的接收信号码功率(PCCPCH_RSCP)。

(2)计算方法2

其中Gbf为赋形增益,X为为在打开赋形时专用物理信道的接收信号码功率(DPCH_RSCPbf),Xoff为关闭赋形时专用物理信道的接收信号码功率(DPCH_RSCPbf_off),Y打开赋形时主公共控制信道的接收信号码功率(PCCPCH_RSCP),Yoff为关闭赋形时主公共控制信道的接收信号码功率(PC-CPCH_RSCPoff)。

4. 测试分析

(1)测试场景

本次智能天线能力对比测试选取广州从化市市政府基站第二扇作为测试小区,考虑到在3代网中,仍主要以话音信道业务为主,因此在测试中使用AMR12.2k语音业务进行测试。第二扇区覆盖范围选取4个测试点,如图1所示。

具体测试场景有以下两个场景:

场景1:单用户多点测试,选取主测小区内的4个测试点,PCCPCH_RSCP介于-75d Bm和-95d Bm之间,1部UE分别位于此4个测试点上发起AMR12.2k语音业务,在打开不同智能天线赋形算法时对比测试不同智能天线算法的赋形能力。

场景2:4用户同时保持,选取主测小区内的4个测试点,PCCPCH_RSCP介于-75d Bm和-95d Bm之间,4部UE分别位于此4个测试点上,同时发起AMR12.2k语音业务,在打开不同智能天线赋形算法时对比测试不同智能天线算法的赋形能力。

(2)单用户多点测试(测试场景1)

单用户多点测试时,利用赋形计算方法1计算的业务信道DPCH的赋形增益结果和利用赋形计算方法2计算的业务信道DPCH的赋形增益结果均如图2所示。

(3)多用户定点测试(测试场景2)

4用户同时保持测试时,利用赋形计算方法1计算的业务信道DPCH的赋形增益结果和4用户同时保持测试时,利用赋形计算方法2计算的业务信道DPCH的赋形增益结果均如图3所示。

5. 结论

本次测试的目的是为了验证引入赋形方式是否能提高智能天线的增益,同时通过对两种主流赋形方式的对比测试,找到在工程上适合6阵元智能天线的最佳赋形。