Общие положения обоснования функциональной безопасности интеллектуальных систем на железнодорожном транспорте

Цель. Материал статьи направлен на решение задачи объективной и уверенной оценки состояния функциональной безопасности (ФБ) интеллектуальных систем управления (ИСУ). Традиционные методы применительно к ИСУ не позволяют достаточно уверенно оценить реальное состояние ФБ вследствие их специфических особенностей. К этим особенностям относятся, в первую очередь, нечеткая архитектура ИСУ и изменяющиеся связи между элементами системы.

Методы. Для обоснования ФБ ИСУ необходимо применять весь арсенал известных методов и средств, рекомендованных ГОСТ 33432-2015 [1], включая организационные меры, определяемые требованиями к политике, программе обеспечения безопасности и к доказательству безопасности. Проанализированы возможности доказательства ФБ ИСУ с помощью экспериментальных, экспертных, аналитических и технологических методов, методов имитационного моделирования. Установлены ограничения ряда методов применительно к обоснованию ФБ ИСУ.

Результаты. Предложен эвристический графовый полумарковский (Марковский) метод для доказательства ФБ системы. Рекомендовано для обоснования ФБ ИСУ применять эвристический графовый метод в сочетании с технологическим методом, который определен стандартами ГОСТ Р МЭК 61508 [2–4] С их помощью возможно не только с уверенностью оценить состояние ФБ интеллектуальных систем, но и вырабатывать рекомендации по достижению приемлемых уровней безопасности таких систем.

1. ГОСТ 33432 2015. Безопасность функциональная. Политика, Программа обеспечения безопасности. Доказательство безопасности объектов железнодорожного транспорта. М.: Стандартинформ, 2019. IV, 23 с.

2. ГОСТ Р / МЭК 61508 1 2012. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 1. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2014. V, 52 с.

3. ГОСТ Р МЭК 61508 2 2012. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2. Требования к системам. М.: Стандартинформ, 2014. IV, 80 с.

4. ГОСТ IEC 61508 3 2018. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 3. Требования к программному обеспечению. М.: Стандартинформ, 2018. V, 107 с.

5. Santur Y. Random forest based diagnosis approach for rail fault inspection in railways / Santur Y., Karakose M., Akin E. // National Conference on Electrical, Electronics and Biomedical Engineering. 2016. Pp. 714-719.

6. Famurewa S.M. Maintenance analytics for railway infrastructure decision support / Famurewa S.M., Zhang L., Asplund M. // Journal Qual. Maint. Eng. 2017. Vol. 23. Pp. 310–325.

7. Nakhaee M.C. The Recent Applications of Machine Learning in Rail Track Maintenance: A Survey / Nakhaee M.C., Hiemstra D., Stoelinga M., van Noort M. // Lecture Notes in Computer Science. 2019. Pp. 91–105.

8. Шубинский И.Б., Замышляев А.М., Проневич О.Б. и др. Применение методов машинного обучения для прогнозирования опасных отказов объектов железнодорожного пути // Надежность. 2020. № 20(2). С. 43-53.

9. СТО РЖД 1 19.009 2009 . Системы и устройства железнодорожной автоматики и телемеханики Доказательство безопасности.

10. ГОСТ Р /МЭК 62279 2016 Железные дороги. Системы связи, сигнализации и обработки данных. Программное обеспечение систем управления и защиты на железных дорогах. М.: Стандартинформ, 2017. V, 95 с.

11. Braband J, Shabe H. Risk analysis for automated driving – validation and findings // Signal+ Draht. 2023. Vol. 115(4).

12. Шубинский И.Б. Надежные отказоустойчивые информационные системы. Методы синтеза. М.: «Журнал Надежность» , 2016. 546 с, ил.

13. Розенберг Е.Н. Многоуровневая система управления и обеспечения безопасности движения поездов : Дис. … д-ра техн. наук : 05.13.06, 05.22.08 : Москва, 2004. 317 с.

14. Шубинский И.Б. Структурная надежность информационных систем. Методы анализа. М.: «Журнал Надежность» , 2012. 216 с, ил.

15. Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н. Функциональная безопасность систем управления на железнодорожном транспорте. Вологда: «Инфра-Инженерия», 2023, 360 с.

16. Шубинский И.Б., Шебе Х., Розенберг Е.Н. О функциональной безопасности сложной технической системы управления с цифровыми двойниками // Надежность. 2021. № 1. С. 38-44.

17. Розенберг Е.Н., Ольшанский А.М., Озеров А.В., Сафронов Р.А. Об использовании методов Big Data в области обеспечения функциональной безопасности // Надежность. 2022. № 22(2). С. 38-46.

18. Шубинский И.Б., Шебе Х., Розенберг Е.Н. К оценке безопасности системы автоведения поездов // Надежность. 2021. № 21(4). С. 31-37.

19. Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н., Коровин А.С. и др. О методе обеспечения функциональной безопасности системы с одноканальной обработкой информации // Надежность. 2022. № 22(3). С. 44-52.

20. Шубинский И.Б., Розенберг Е.Н., Панферов И.А. и др. Оценка безопасности и бесперебойности работы системы управления маневровым локомотивом с техническим зрением // Надежность. 2023. № 23(1). С. 30-37.