针对运维大数据维度高、形式多样化和变化迅速等特性，为提高数据融合效率以及平台的数据统计和决策分析性能，降低抽取-转换-加载（ETL）执行时间开销和数据中心负担，面向智慧管养需求提出一种多层次任务调度（MTS）ETL框架（MTS-ETL）。首先，将数据仓库分为数据临时区、数据仓储区、数据分类区和数据分析区，并根据所分区域将完整的ETL过程划分为4个层次的ETL任务调度环节，同时设计了多频率ETL运行调度以及顺序和非顺序两种ETL工作模式；接着，基于MTS-ETL框架的非顺序工作模式进行数据融合的概念建模、逻辑建模和物理建模；最后，利用Pentaho Data Integration设计ETL转换模块和工作模块以实现数据融合方法。在交通流量数据融合实验中，该方法融合136754条数据的时间仅为28.4s；在千量级的数据融合实验中比传统ETL方法的总平均执行时间降低了6.51%；报表分析结果表明其在融合400万条数据时依然能保证ETL过程的可靠性。所提方法能够有效融合运维大数据，提高平台统计分析性能，并维持ETL执行时间开销在较低水平。

针对安全苛求系统（SCS）自动化测试中测试脚本规模大、结构复杂、难维护的特点，提出一种基于XML的测试脚本自动生成方法。将XML作为测试脚本语言，使用SED模式设计SCS测试场景，采用FSM对SCS运营场景建模，设计一系列转换生成算法自动生成XML测试脚本，实现了SCS测试脚本自动化生成和验证，并成功应用到高速铁路CTCS-2级列车运行控制系统仿真测试中。

高速铁路CTCS-2列控系统是典型的安全苛求系统。根据安全苛求系统的特点，针对高速铁路CTCS-2列控系统的安全性测试和评估需求，设计了场景—事件驱动的测试脚本语言SED_TSL，提出了高速铁路CTCS-2列控系统测试环境的功能、系统框架、测试策略，实现了基于SED_TSL的CTCS-2列控系统自动化测试环境，并投入到铁道部的CTCS-2列控系统产品制式检测中，有效地实现了列控系统产品的功能与安全性测试。

脚本技术是实现软件测试自动化技术的有效方法。软件测试脚本化可以降低测试成本，提高测试效率。测试脚本语言是脚本技术的核心，但是目前没有专门针对安全苛求软件测试的脚本语言。因此结合安全苛求软件测试的特点，提出了场景—事件驱动的针对安全苛求软件仿真测试的通用测试脚本语言SED_SCS_STL, 对该语言的设计以及在测试环境中的实现机制进行了阐述,并将其应用于高速铁路CTCS-2级车站列控中心的软件仿真测试中。

安全苛求系统仿真测试中，安全通信协议测试是重要的组成部分,而完备有效的测试序列生成是安全通信协议测试中的关键。面向安全需求，提出安全因子的定义，通过建立带安全因子的安全EFSM模型，设计了一种新的基于最小安全因子的协议安全性测试序列生成算法，该算法与传统的算法相比具有较高的安全性测试效率，能确保安全性测试的完备性。此方法已成功应用到高速铁路客运专线列车运行控制系统中的安全通信协议仿真测试中。

构件理论在软件工程领域正扮演着越来越重要的角色。基于传统构件模型的软件开发技术尚不能满足安全苛求软件的开发需求。为了规范化地描述和设计符合安全苛求软件开发需要的构件, 提出了一种形式化的面向安全需求的安全构件(SC)模型框架, 利用故障模式与冗余比较来确保构件模型的安全性, 并将该模型应用于CTCS-2级列车控制中心仿真系统中。