航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)研究

杜小陽(yáng)　龔川森　劉建輝　周強(qiáng)

摘 要：對(duì)航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)的研究，其主要目的在于通過(guò)對(duì)航空機(jī)載軟件的各種安全性測(cè)試，從而有效促進(jìn)航空領(lǐng)域的不斷進(jìn)步與發(fā)展。但是近年來(lái)出現(xiàn)的多起飛機(jī)失事現(xiàn)象，表明了航空機(jī)載軟件的安全性問(wèn)題日趨加重，因此對(duì)航空機(jī)載軟件安全性的測(cè)試技術(shù)的研究刻不容緩。本篇文章簡(jiǎn)要概括了針對(duì)航空機(jī)載軟件進(jìn)行的安全性測(cè)試技術(shù)，同時(shí)對(duì)航空機(jī)載軟件關(guān)于安全性的指標(biāo)進(jìn)行深入研究，并且對(duì)航空機(jī)載軟件關(guān)于關(guān)聯(lián)航空風(fēng)險(xiǎn)的安全性進(jìn)行測(cè)試，文章對(duì)于航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試的研究為航天航空事業(yè)的安全發(fā)展具有寶貴的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：航空機(jī)載軟件；軟件安全性；安全性指標(biāo)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，我國(guó)航空領(lǐng)域也在不斷的發(fā)展，尤其近年來(lái)開(kāi)始加大力度研究航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)。航空機(jī)載軟件主要是指飛機(jī)上的信息管理和指令控制等系統(tǒng)，近年來(lái)，航空事故的日漸增多導(dǎo)致人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全受到較為嚴(yán)重的威脅，由此更多的人開(kāi)始關(guān)注航空機(jī)載軟件的安全性問(wèn)題，機(jī)載軟件安全問(wèn)題在航空事業(yè)中也日漸成為其安全、健康發(fā)展的制約性因素。飛機(jī)應(yīng)用的重要因素，因此科研人員開(kāi)始對(duì)航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)進(jìn)行研究，文章將通過(guò)對(duì)航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)的一系列研究提高航空機(jī)載軟件的安全性能。

1 航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)

1.1 航空機(jī)載軟件安全性的概括

航空機(jī)載軟件安全性是指航空機(jī)載軟件在運(yùn)行過(guò)程中保障系統(tǒng)安全的能力，航空機(jī)載的安全性與其可靠性緊密相連。航空機(jī)載軟件安全性的分析需要航空檢測(cè)人員對(duì)航空機(jī)載軟件進(jìn)行多次和詳細(xì)的技術(shù)分析和檢測(cè)，另外對(duì)于航空機(jī)載系統(tǒng)軟件本身所存在的問(wèn)題，可以通過(guò)現(xiàn)有的先進(jìn)的能夠測(cè)試航空機(jī)載軟件安全性的科學(xué)技術(shù)方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和加以解決。

1.2 對(duì)航空機(jī)載軟件的安全性進(jìn)行測(cè)試的價(jià)值和意義

航空航天領(lǐng)域中，機(jī)載軟件對(duì)于飛機(jī)的安全起行與降落是十分重要的。隨著航空行業(yè)的不斷進(jìn)步，我國(guó)對(duì)于航空機(jī)載軟件有了重新的認(rèn)識(shí)，并將安全性測(cè)試作為研究航空機(jī)載軟件質(zhì)量與價(jià)值的重要工作環(huán)節(jié)，對(duì)航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)的研究，將有效提高航空機(jī)載軟件的可靠性和安全性，促進(jìn)航空領(lǐng)域事業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)各國(guó)人民之間的友好交流以及各國(guó)之間的文化交流具有十分重要的意義。

2 航空機(jī)載軟件的安全性指標(biāo)

2.1 機(jī)載軟件的安全性指標(biāo)

在航空領(lǐng)域中，航空機(jī)載軟件可靠性指標(biāo)主要包括平均失效時(shí)間和平均失效間隔時(shí)間等，但其平均失效時(shí)間和平均失效間隔時(shí)間都不適用于航空機(jī)載軟件的安全性。目前我國(guó)在航空領(lǐng)域方面的機(jī)載軟件安全性具體指標(biāo)主要有以下幾方面，首先是機(jī)載軟件針對(duì)飛機(jī)平均發(fā)生危險(xiǎn)且軟件失效的時(shí)間，換句話而言，就是機(jī)載軟件在空中發(fā)生第一次事故后，危險(xiǎn)中帶著不安全的時(shí)間。其次是航空機(jī)載軟件的在使用過(guò)程中的危險(xiǎn)系數(shù)，也就是在一定的時(shí)間和空間下，機(jī)載軟件在航空領(lǐng)域中發(fā)生事故的整體次數(shù)與航空機(jī)載軟件系統(tǒng)的壽命單位之間的比率，稱之為危險(xiǎn)率。最后是航空機(jī)載軟件的安全性與可靠性，同樣是在一定的時(shí)間和空間情況下，機(jī)載軟件對(duì)于飛機(jī)飛行過(guò)程中避免發(fā)生安全性事故的最大概率，而不同的安全性指標(biāo)在各自的領(lǐng)域內(nèi)都有其自身的特點(diǎn)，但是無(wú)論應(yīng)用哪種指標(biāo)，只要確定就應(yīng)該對(duì)航空機(jī)載軟件安全性的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳程度[1]。

2.2 機(jī)載軟件的安全性和可靠性

航空機(jī)載軟件的安全性與可靠性的關(guān)系極為密切，并且二者都是飛機(jī)軟件系統(tǒng)中的重要屬性，因此航空機(jī)載軟件對(duì)于軟件的可靠性和安全性的要求是極為嚴(yán)格的。航空機(jī)載軟件的安全性與可靠性雖關(guān)系密切，但仍有一定的區(qū)別，一方面是安全性與可靠性的內(nèi)涵不同。機(jī)載軟件安全性強(qiáng)調(diào)的是在軟件運(yùn)行的過(guò)程中能夠持續(xù)避免因服務(wù)而發(fā)生危險(xiǎn)的能力，而機(jī)載軟件的可靠性則強(qiáng)調(diào)其軟件的持續(xù)服務(wù)能力。另一方面是安全性與可靠性的關(guān)注點(diǎn)不同。機(jī)載軟件的安全性所重點(diǎn)關(guān)注的是在軟件運(yùn)行發(fā)生危險(xiǎn)后，產(chǎn)生后果最嚴(yán)重的失效問(wèn)題，而機(jī)載軟件的可靠性則是關(guān)注機(jī)載軟件系統(tǒng)的整體失效性，在航空領(lǐng)域中對(duì)于發(fā)生頻率次數(shù)比較高的失效是極為關(guān)注的。由于在機(jī)載軟件中，其安全性與可靠性并不存在嚴(yán)格的包含關(guān)系，因此對(duì)于航空領(lǐng)域中現(xiàn)存的機(jī)載軟件安全性分析，以此來(lái)尋求航空機(jī)載軟件在對(duì)其安全性測(cè)試過(guò)程中較為實(shí)際的需要[2]。

3 有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)剖析的航空安全性測(cè)試研究

3.1 軟件安全測(cè)試過(guò)程中應(yīng)遵循的原則

在對(duì)航空機(jī)載軟件系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，較為關(guān)鍵的是要特別注意對(duì)軟件安全性能的測(cè)試，注意軟件安全性能的測(cè)試目的是通過(guò)對(duì)機(jī)載軟件的安全測(cè)試發(fā)現(xiàn)機(jī)載軟件在運(yùn)行過(guò)程中存在的障礙和缺陷，從而能夠?qū)ζ湔系K和缺陷進(jìn)行整改來(lái)提高機(jī)載軟件的安全性水平。因此航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試中應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則，首先在對(duì)機(jī)載軟件進(jìn)行安全測(cè)試之前，應(yīng)該對(duì)機(jī)載軟件的安全性問(wèn)題進(jìn)行深入分析，看其安全性是否存在風(fēng)險(xiǎn)。其次，對(duì)于航空機(jī)載軟件安全測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中其測(cè)試的比例必須要將重點(diǎn)面向事故風(fēng)險(xiǎn)較高的機(jī)載軟件層面。最后，要多次進(jìn)行飛機(jī)運(yùn)行過(guò)程中由于機(jī)載軟件安全性不足，而產(chǎn)生的可能性災(zāi)難事故，必要時(shí)對(duì)航空機(jī)載軟件進(jìn)行整體性測(cè)試分析。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行剖面的生成

軟件的運(yùn)行剖面是指軟件在運(yùn)行過(guò)程中所處的相關(guān)環(huán)境，是機(jī)載軟件在執(zhí)行有關(guān)任務(wù)時(shí)的基本性操作和由于機(jī)載軟件安全性問(wèn)題可能發(fā)生事故的概率所組合而成的具體范圍。因此軟件安全性測(cè)試能夠通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行剖面生成后進(jìn)行較為嚴(yán)格的測(cè)試，但是就時(shí)間而言，對(duì)航空機(jī)載軟件的安全性測(cè)試應(yīng)該安排在對(duì)可靠性測(cè)試之后，如此便加大了運(yùn)行剖面的開(kāi)發(fā)代價(jià)，所以為了能夠?qū)⑦\(yùn)行剖面開(kāi)發(fā)的代價(jià)有效降低，有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)剖析運(yùn)行剖面的創(chuàng)立開(kāi)發(fā)需要在機(jī)載安全軟件剖面運(yùn)行的前提上[3]。

3.3 安全性測(cè)試覆蓋率的分析

航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試覆蓋率主要是指通過(guò)覆蓋式的分析對(duì)機(jī)載軟件安全性進(jìn)行測(cè)試，并且可以簡(jiǎn)要將其分為基于需求的覆蓋性分析和基于結(jié)構(gòu)的覆蓋性分析。一方面，覆蓋分析的重點(diǎn)是主要將與機(jī)載軟件安全息息相關(guān)的系統(tǒng)和程序進(jìn)行分析，通過(guò)分析結(jié)果有效證實(shí)基于需求的覆蓋性分析能夠滿足機(jī)載軟件制定的測(cè)試準(zhǔn)則。另一方面，通過(guò)對(duì)基于需求的覆蓋性測(cè)試程序的代碼進(jìn)行證實(shí)，需求覆蓋性分析主要是對(duì)有需求的軟件進(jìn)行安全性測(cè)試并根據(jù)測(cè)試情況進(jìn)行確定。安全性測(cè)試覆蓋率的分析對(duì)有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)剖析航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試具有十分重要的價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)的研究，是為了探討系統(tǒng)安全性評(píng)估技術(shù)在航空機(jī)載軟件領(lǐng)域中的應(yīng)用，在對(duì)航空機(jī)載軟件的安全性指標(biāo)分析及測(cè)試中不斷提高航空機(jī)載軟件的安全性。文章首先對(duì)航空機(jī)載軟件的安全性測(cè)試技術(shù)進(jìn)行概括，同時(shí)從機(jī)載軟件的安全性指標(biāo)以及機(jī)載軟件的安全性和可靠性兩方面對(duì)航空機(jī)載軟件的安全性指標(biāo)進(jìn)行分析，并且對(duì)關(guān)聯(lián)風(fēng)險(xiǎn)剖面的航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試進(jìn)行深入研究，對(duì)航空機(jī)載軟件安全性測(cè)試技術(shù)的發(fā)展具有積極意義，并具有實(shí)際參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)鵬，李利.航空系統(tǒng)機(jī)載軟件全數(shù)字仿真測(cè)試平臺(tái)技術(shù)研究[J].教練機(jī)，2014，8（1）：20-23.

[2]姜磊，張?zhí)旌?基于全數(shù)字仿真的航空機(jī)載軟件驗(yàn)證技術(shù)研究[J].航空制造技術(shù)，2014，5（16）：109-113.

[3]史亭文，王偉，張成.航空系統(tǒng)中的軟件安全性研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2015，2（11）：51-52.