空中交通预警与防撞系统TCAS对飞行安全非常重要,它能够通过对附近的飞机进行冲突检测,预测未来可能发生的危险,提示飞行员避免危险,帮助机组维持与其他飞机之间的空中交通安全间隔。但由于虚警、飞机性能限制、多架规避潜在危险等因素,TCAS依然存在风险。本文首先介绍了TCAS的组成结构和工作原理,讨论了TCAS的主要风险,并针对这些风险,提出TCAS在算法设计、测试诊断、操作培训方面的对策,从各方面完善TCAS,降低其风险,进一步保障飞行安全。然后根据所提出的对策,重点围绕TCAS测试诊断中的仿真测试和快速故障诊断方面展开研究。在仿真测试方面,主要将基于嵌入式软件的仿真测试框架应用于TCAS系统,研究重点在于TCAS用例模型的设计。首先对TCAS系统的功能需求以及交联环境进行分析,建立了TCAS的功能模型、交联环境模型,并搭建了TCAS仿真测试环境,得出TCAS的测试空间模型,同时提出TCAS的测试策略,最后结合组合覆盖法和林肯实验室的快速遭遇模型,设计了十种遭遇航迹作为用例模型,对TCAS系统进行仿真测试。在故障诊断方面,首先根据TCAS系统风险中分析的TCAS系统故障,建立了TCAS故障树,将TCAS故障总结为16种故障模式。然后在TCAS故障树的基础上,对TCAS的各种故障现象与故障发生原因进行分析,最终与16种故障模式相匹配。将TCAS故障建立故障字典库,并根据故障原因与故障现象的逻辑关系设计推理机,实现了一个简单的TCAS故障诊断专家系统。最后对于TCAS测试与诊断方面的工作进行了总结和展望。