<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sustain</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Надежность</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dependability</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1729-2646</issn><issn pub-type="epub">2500-3909</issn><publisher><publisher-name>RAMS Journal Limited liability company</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21683/1729-2646-2017-17-2-36-40</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sustain-212</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>FUNCTIONAL RELIABILITY. THE THEORY AND PRACTICE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Функциональная надежность программного обеспечения блока индикации комплекса БЛОК</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Functional dependability of the display unit software of the BLOK system</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Розенберг</surname><given-names>Е. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rozenberg</surname><given-names>E. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>профессор, доктор технических наук, первый заместитель Генерального директора,</p><p>109029, Москва, ул. Нижегородская, д. 27, стр. 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Professor, Doctor of Engineering, First Deputy Director General, </p><p>27, bldg 1 Nizhegorodskaya St., 109029 Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">info@vniias.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пенькова</surname><given-names>Н. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Penkova</surname><given-names>N. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>заместитель начальника центра безопасности и алгоритмической поддержки,</p><p>109029, Москва, ул. Нижегородская, д. 27, стр. 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Deputy Head of Safety and Algorithmic Support, </p><p>27, bldg 1 Nizhegorodskaya St., 109029 Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">N.Penkova@vniias.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Коровин</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Korovin</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>главный специалист сектора разработки микропроцессорных устройств,</p><p>109029, Москва, ул. Нижегородская, д. 27, стр. 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Chief Specialist of Computer-Based Devices Development, </p><p>27, bldg 1 Nizhegorodskaya St., 109029 Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">A.Korovin@vniias.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ОАО «НИИАС»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>JSC NIIAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>06</month><year>2017</year></pub-date><volume>17</volume><issue>2</issue><fpage>36</fpage><lpage>40</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Розенберг Е.Н., Пенькова Н.Г., Коровин А.С., 2017</copyright-statement><copyright-year>2017</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Розенберг Е.Н., Пенькова Н.Г., Коровин А.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Rozenberg E.N., Penkova N.G., Korovin A.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.dependability.ru/jour/article/view/212">https://www.dependability.ru/jour/article/view/212</self-uri><abstract><sec><title>Цель</title><p>Цель. Статья посвящена решению задачи оценки функциональной надежности программного обеспечения (ПО) блока индикации, входящего в состав безопасного локомотивного объединенного комплекса БЛОК, связанной с ошибками программы при заданном времени работы системы 24 часа. Одной из центральных задач является расчет значений таких атрибутов функциональной надежности ПО, как безошибочность, правильность, защищенность, контролируемость, безотказность, устойчивость ПО к ошибкам и готовность, которые являются ключевыми показателями для оценки работоспособности устройств безопасности. При этом ставится задача оценки целесообразности проведения проверки программного обеспечения блока индикации перед каждой поездкой с помощью предрейсового тестирования.</p></sec><sec><title>Методика</title><p>Методика. В исходных условиях задачи отсутствуют статистические данные о реализациях программы в процессе ее сопровождения. Также отсутствуют сведения о структурных характеристиках программы (количестве операторов, операндов, циклов и др.), что не позволяет использовать статические модели надежности типа модели Холстеда или модели IBM и им подобные. Поэтому в качестве аппарата определения исходных данных для решения задачи выбрана модель Шумана. Методика оценки функциональной надежности блока индикации основывается на результатах работы [<xref ref-type="bibr" rid="cit1">1</xref>].</p></sec><sec><title>Результаты</title><p>Результаты. На первом этапе решения задачи были определены значения следующих исходных данных: первоначальное количество дефектов в программе, интенсивность ошибок программы и вероятность правильного однократного выполнения программы. С использованием найденных значений на следующем этапе получены значения таких параметров надежности, как вероятность отсутствия ошибки в результате выполнения программы в течение заданного времени, вероятность отсутствия отказов в работе блока индикации при выполнении программы в течение заданного времени и среднее время до ошибки программы. Рассчитав вероятность Рпо(t) отсутствия ошибки в результате выполнения программы в течение заданного времени, оценили такие атрибуты функциональной надежности ПО, как безошибочность, правильность, защищенность и контролируемость. Рассчитав вероятность отсутствия отказов в работе блока индикации РБ(t) при выполнении программы в течение заданного времени, дали оценку таким атрибутам, как безотказность и устойчивость ПО к ошибкам, а рассчитав среднее время до ошибки программы Тср.по и зная среднее время простоя, вызванного необходимостью устранения ошибки программы τпп, определили атрибут готовности блока индикации в произвольный момент времени безошибочно выполнять определенный информационный процесс кфг. Полученные значения коэффициента частичной функциональной готовности блока индикации показали, что проведение проверки блока индикации перед каждой поездкой и, в случае обнаружения ошибок, оперативное их устранение позволит существенно повысить пользовательские характеристики блока индикации локомотивного (БИЛ) в рамках своевременного информирования машиниста об актуальной поездной обстановке с целью своевременного принятия им решения по управлению движением поезда. </p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Aim</title><p>Aim. The article is dedicated to the challenges of evaluating the functional dependability of the display unit software (SW) that is part of the BLOK vital integrated onboard system as attributed to program errors within a 24-hour target time. One of the key tasks is the calculation of the values of such SW functional dependability characteristics as accuracy, correctness, security, controllability, reliability, fault tolerance and availability, which are the primary indicators for evaluating the health of safety devices. With all this taken into account, it is to be evaluated whether the checking of the software of the display unit before each trip with a departure test is required.</p></sec><sec><title>Method</title><p>Method. The reference conditions do not contain statistical data of program executions over the course of its maintenance. There is also no information on the structural characteristics of the program (number of operators, operands, cycles, etc.) which prevents the use of statistical models of dependability, such as the Halstead metrics, IBM model or similar ones. That is why the Schumann model was chosen as the initial data definition apparatus. The method of evaluation of the display unit’s functional dependability is based on the findings of [<xref ref-type="bibr" rid="cit1">1</xref>].</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. At the first stage, the following initial data values were defined: initial number of defects in the program, program failure rate and probability of correct run. At the subsequent stage, the identified values were used to define such dependability parameters as probability of no-error as the result of program run within a given time, probability of no-failure of display unit as the result of program run within a given time and mean time to program failure. After the probability РSW (t) of no-error as the result of program run within a given time was calculated, such SW dependability attributes as accuracy, correctness, security and controllability were evaluated. After the probability of no-failure of the display unit РR (t) as the result of program run within a given time was calculated, an evaluation was given to such attributes as SW reliability and fault tolerance, while after the mean time to program failure TavSW was calculated, knowing the mean downtime due to elimination of the program error τpdt, the display unit availability for faultless execution of an information process at an arbitrary point in time Cfa was defined. The calculated partial functional availability coefficients for the display unit have shown that pre-trip checking of the unit and immediate elimination of errors, should such be identified, will enable a significant improvement of user performance of the onboard display unit (BIL) in terms of timely notification of the driver on the current operational situation to enable timely train control decision-making. </p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>безопасный локомотивный объединенный комплекс БЛОК</kwd><kwd>блок индикации</kwd><kwd>функциональная надежность</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>BLOK Vital Integrated Onboard System</kwd><kwd>display unit</kwd><kwd>functional dependability</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шубинский И.Б. Функциональная надежность информационных систем. Методы анализа. ООО «Журнал Надежность» 2012 г. – 296 с.;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shubinsky IB. Funktsionalnaia nadiozhnost informatsionnykh system. Metody analiza [Functional reliability of information systems. Analysis methods]. Dependability Journal LLC 2012 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шухина Е.Е., Астрахан В.И. Безопасный локомотивный объединенный комплекс БЛОК. Москва 2013г. – 103 с.;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shukhina EE, Astrakhan VI. Bezopasni lokomotivni obiedinenni kompleks BLOK [BLOK Vital Integrated Onboard System]. Moscow; 2013 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р МЭК 61508-7-2012 «Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 7. Методы и средства»;</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST R IEC 61508–7–2012. Functional safety of electrical, electronic, programmable electronic safetyrelated systems. Part 7: Overview of techniques and measures.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пояснительная записка с расчетом надежности для блока индикации.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Explanatory note with the display unit dependability calculation.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
