航空機載軟件安全性測試技術研究

杜小陽　龔川森　劉建輝　周強

摘 要：對航空機載軟件安全性測試技術的研究，其主要目的在于通過對航空機載軟件的各種安全性測試，從而有效促進航空領域的不斷進步與發(fā)展。但是近年來出現(xiàn)的多起飛機失事現(xiàn)象，表明了航空機載軟件的安全性問題日趨加重，因此對航空機載軟件安全性的測試技術的研究刻不容緩。本篇文章簡要概括了針對航空機載軟件進行的安全性測試技術，同時對航空機載軟件關于安全性的指標進行深入研究，并且對航空機載軟件關于關聯(lián)航空風險的安全性進行測試，文章對于航空機載軟件安全性測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。

關鍵詞：航空機載軟件；軟件安全性；安全性指標

前言

隨著科學技術的不斷更新與進步，我國航空領域也在不斷的發(fā)展，尤其近年來開始加大力度研究航空機載軟件安全性測試技術。航空機載軟件主要是指飛機上的信息管理和指令控制等系統(tǒng)，近年來，航空事故的日漸增多導致人民的生命和財產(chǎn)安全受到較為嚴重的威脅，由此更多的人開始關注航空機載軟件的安全性問題，機載軟件安全問題在航空事業(yè)中也日漸成為其安全、健康發(fā)展的制約性因素。飛機應用的重要因素，因此科研人員開始對航空機載軟件安全性測試技術進行研究，文章將通過對航空機載軟件安全性測試技術的一系列研究提高航空機載軟件的安全性能。

1 航空機載軟件安全性測試技術

1.1 航空機載軟件安全性的概括

航空機載軟件安全性是指航空機載軟件在運行過程中保障系統(tǒng)安全的能力，航空機載的安全性與其可靠性緊密相連。航空機載軟件安全性的分析需要航空檢測人員對航空機載軟件進行多次和詳細的技術分析和檢測，另外對于航空機載系統(tǒng)軟件本身所存在的問題，可以通過現(xiàn)有的先進的能夠測試航空機載軟件安全性的科學技術方法對其進行檢測和加以解決。

1.2 對航空機載軟件的安全性進行測試的價值和意義

航空航天領域中，機載軟件對于飛機的安全起行與降落是十分重要的。隨著航空行業(yè)的不斷進步，我國對于航空機載軟件有了重新的認識，并將安全性測試作為研究航空機載軟件質量與價值的重要工作環(huán)節(jié)，對航空機載軟件安全性測試技術的研究，將有效提高航空機載軟件的可靠性和安全性，促進航空領域事業(yè)的不斷進步與發(fā)展，對各國人民之間的友好交流以及各國之間的文化交流具有十分重要的意義。

2 航空機載軟件的安全性指標

2.1 機載軟件的安全性指標

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

2.2 機載軟件的安全性和可靠性

航空機載軟件的安全性與可靠性的關系極為密切，并且二者都是飛機軟件系統(tǒng)中的重要屬性，因此航空機載軟件對于軟件的可靠性和安全性的要求是極為嚴格的。航空機載軟件的安全性與可靠性雖關系密切，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。機載軟件安全性強調(diào)的是在軟件運行的過程中能夠持續(xù)避免因服務而發(fā)生危險的能力，而機載軟件的可靠性則強調(diào)其軟件的持續(xù)服務能力。另一方面是安全性與可靠性的關注點不同。機載軟件的安全性所重點關注的是在軟件運行發(fā)生危險后，產(chǎn)生后果最嚴重的失效問題，而機載軟件的可靠性則是關注機載軟件系統(tǒng)的整體失效性，在航空領域中對于發(fā)生頻率次數(shù)比較高的失效是極為關注的。由于在機載軟件中，其安全性與可靠性并不存在嚴格的包含關系，因此對于航空領域中現(xiàn)存的機載軟件安全性分析，以此來尋求航空機載軟件在對其安全性測試過程中較為實際的需要[2]。

3 有關風險剖析的航空安全性測試研究

3.1 軟件安全測試過程中應遵循的原則

在對航空機載軟件系統(tǒng)進行測試時，較為關鍵的是要特別注意對軟件安全性能的測試，注意軟件安全性能的測試目的是通過對機載軟件的安全測試發(fā)現(xiàn)機載軟件在運行過程中存在的障礙和缺陷，從而能夠對其障礙和缺陷進行整改來提高機載軟件的安全性水平。因此航空機載軟件安全性測試中應遵循以下幾點原則，首先在對機載軟件進行安全測試之前，應該對機載軟件的安全性問題進行深入分析，看其安全性是否存在風險。其次，對于航空機載軟件安全測試，測試過程中其測試的比例必須要將重點面向事故風險較高的機載軟件層面。最后，要多次進行飛機運行過程中由于機載軟件安全性不足，而產(chǎn)生的可能性災難事故，必要時對航空機載軟件進行整體性測試分析。

3.2 風險運行剖面的生成

軟件的運行剖面是指軟件在運行過程中所處的相關環(huán)境，是機載軟件在執(zhí)行有關任務時的基本性操作和由于機載軟件安全性問題可能發(fā)生事故的概率所組合而成的具體范圍。因此軟件安全性測試能夠通過風險運行剖面生成后進行較為嚴格的測試，但是就時間而言，對航空機載軟件的安全性測試應該安排在對可靠性測試之后，如此便加大了運行剖面的開發(fā)代價，所以為了能夠將運行剖面開發(fā)的代價有效降低，有關風險剖析運行剖面的創(chuàng)立開發(fā)需要在機載安全軟件剖面運行的前提上[3]。

3.3 安全性測試覆蓋率的分析

航空機載軟件安全性測試覆蓋率主要是指通過覆蓋式的分析對機載軟件安全性進行測試，并且可以簡要將其分為基于需求的覆蓋性分析和基于結構的覆蓋性分析。一方面，覆蓋分析的重點是主要將與機載軟件安全息息相關的系統(tǒng)和程序進行分析，通過分析結果有效證實基于需求的覆蓋性分析能夠滿足機載軟件制定的測試準則。另一方面，通過對基于需求的覆蓋性測試程序的代碼進行證實，需求覆蓋性分析主要是對有需求的軟件進行安全性測試并根據(jù)測試情況進行確定。安全性測試覆蓋率的分析對有關風險剖析航空機載軟件安全性測試具有十分重要的價值。

4 結束語

對于航空機載軟件安全性測試技術的研究，是為了探討系統(tǒng)安全性評估技術在航空機載軟件領域中的應用，在對航空機載軟件的安全性指標分析及測試中不斷提高航空機載軟件的安全性。文章首先對航空機載軟件的安全性測試技術進行概括，同時從機載軟件的安全性指標以及機載軟件的安全性和可靠性兩方面對航空機載軟件的安全性指標進行分析，并且對關聯(lián)風險剖面的航空機載軟件安全性測試進行深入研究，對航空機載軟件安全性測試技術的發(fā)展具有積極意義，并具有實際參考價值。

參考文獻

[1]萬鵬，李利.航空系統(tǒng)機載軟件全數(shù)字仿真測試平臺技術研究[J].教練機，2014，8（1）：20-23.

[2]姜磊，張?zhí)旌?基于全數(shù)字仿真的航空機載軟件驗證技術研究[J].航空制造技術，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].電腦知識與技術，2015，2（11）：51-52.