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随着国民经济的快速发展,高速铁路因具有高舒适度、高出行效率、高安全系数等特点而备受大家的青睐。同时,根据国家关于综合立体交通网的规划纲要,预计将于2035年建成总计约七万公里的高速铁路网。因此,我国铁路正朝着高速度、高质量的智能化目标迈进。在中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System,CTCS-3）基础上,我国自主研发的拥有自动驾驶（Automatic Train Operation,ATO）功能的高速铁路列车控制系统CTCS-3+ATO系统（简称C3+ATO系统）,其具有安全要求高、运行速度高、自动化程度高的特点,将是智能化高速铁路的重要应用发展方向。因此,验证测试C3+ATO系统功能对于保障列车安全运行具有重要的意义。而测试序列作为列控系统功能测试的指导性文件,其生成质量关乎最终测试结果,但是目前列控系统测试序列主要依赖测试人员编制,不仅测试效率低,而且有效性不高。因此,开展C3+ATO系统测试序列生成及优化相关研究与保障系统功能安全及提升系统测试效率密切相关。本文以C3+ATO系统典型功能场景为研究对象,利用基于形式化模型的测试方法建立场景模型并仿真验证模型功能属性,通过解析模型文件生成测试序列,并利用萤火虫（Firefly Algorithm,FA）及其改进算法对测试序列进行优化研究,主要研究内容包括:（1）分析C3+ATO系统场景功能,基于时间自动机理论建立C3+ATO系统始发站自动发车、车载设备模式转换场景功能模型,通过生成相应功能描述的消息顺序图以及验证模型功能属性对模型进行仿真和验证。通过与C3+ATO系统相关技术规范对比可知,所建立模型满足对应场景应具备的功能属性。（2）利用Tiny XML解析库解析生成的模型文件,得到测试案例集。设置测试序列生成原则,将满足测试需求的测试案例顺序连接得到测试序列。为提升测试效率,利用VS 2015设计一款测试案例集、测试序列自动生成工具。当设置生成测试序列的主要状态并且选择测试覆盖标准后,可自动生成满足测试需求的测试序列。（3）将关乎测试效率提升的测试序列重复率和算法收敛速度作为优化标准,提出利用萤火虫算法优化生成的测试序列,萤火虫算法可降低始发站自动发车场景测试序列15.4%的重复率。此外,通过改进步长因子来改进萤火虫算法,仿真优化结果表明改进的萤火虫算法可有效提升算法的收敛速度。