Методы обеспечения и средства доказательства безопасности микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики

• Автор: Ургансков, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 219 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ВОПРОСЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДОКАЗАТЕЛЬСТВА БЕЗОПАСНОСТИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
1.1. Тенденции развития систем управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте

1.2. Проблемы обеспечения и доказательства безопасности МП СЖАТ

1.3. Анализ методов построения безопасных МП СЖАТ

1.4. Инструментальное обеспечение процесса разработки и доказательства безопасности МП СЖАТ.

1.5. Постановка задач диссертации

2. СИНТЕЗ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТРОЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ СИСТЕМ С КОДИРОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИИ САМОПРОВЕРЯЕМЫХ ДВОИЧНЫХ СЧЕТЧИКОВ ЕДИНИЦ

2.1. Анализ известных методов построения двоичных счетчиков единиц

2.2. Синтез оптимальных счетчиков по произвольному модулю счета

2.2.1. Счетчик на базе схемы реализации множества простых симметричных функций
2.2.2. Счетчик с использованием счетчика по модулю 1 и преобразователя.
2.2.3. Оценка сложности синтезированных счетчиков.
2.2.4. Самопроверяемость синтезированных счетчиков
2.3. Блочная структура двоичного счетчика единиц.
2.4. Выводы по второму разделу.
3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА
ЭКСПЕРТИЗЫ И ИСПЫТАНИЙ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА БЕЗОПАСНОСТЬ.
3.1. Цели анализа и испытаний ПО на безопасность
3.2. Методы и средства анализа ПО на безопасность.
3.3. Разработка базовых моделей и общей структуры автоматизированного средства экспертизы и испытаний ПО на безопасность.
3.4. Использование разработанных базовых моделей для автоматизированного решения задач экспертизы и испытаний ПО на безопасность.
3.5. Функциональная модель процессора
3.5.1. Синтез модели.
3.5.2. Испытания с использованием функциональной модели процессора.
3.6. Выводы по третьему разделу
4. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНИВ СРЕДСТВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ МП СЖАТ НА БЕЗОПАСНОСТЬ
4.1. Концепции повышения эффективности инструментальных средств испытаний МП СЖАТ на безопасность.
4.2. Методика выделения совокупности сигналов и диапазонов значений их параметров для имитации.
4.3. Разработка имитаторов входных воздействий МП СЖАТ
4.4. Последовательность применения инструментальных средств в процессе экспертизы и испытаний на безопасность микропроцессорных систем автоблокировки
4.5. Выводы по четвертому разделу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


А безопасность СЖАТ определяется, как свойство системы непрерывно сохранять исправное, работоспособное или защитное состояние в течение заданного времени или наработки . Исключение опасных отказов СЖАТ осуществляется посредством учета на алгоритмическом уровне всего множество условий, определяющих выполнение требований безопасности по регулированию движения поездов функциональные требования безопасности, а также выбором и разработкой технических решений, гарантирующих в заданных условиях применения с заданной вероятностью исключение нарушения выполнения функциональных требований безопасности при возникновении отказов и сбоев аппаратных средств технические требования безопасности. Роль каждой из составляющих в процессе обеспечения безопасности определяется, в общем случае, свойствами используемой элементной базы . Как было показано в п. ЖДТ необходимо при построении СЖАТ использовать компьютер
ную и микропроцессорную элементную базу. Однако при всех данных преимуществах, свойства элементной базы определяют значительное усложнение процесса синтеза безопасных МП СЖАТ, по сравнению с системами предыдущего поколения. Концепция безопасного элемента, т. МП СЖАТ. Широко представленная на рынке номенклатура компонентов микропроцессорной элементной базы характеризуется симметричной характеристикой отказов, а процесс реализация специальных качеств отдельных компонент является нетехнологичным процессом, требующим значительных расходов ресурсов, что делает его неэффективным. Возможность уменьшения вероятности отказов элементов системы физическим путем конструктивными методами в МП СЖАТ сведена до минимума. Природа возможных физических неисправностей и их последствия, в большей степени очевидные для компонентов релейных систем, менее изучены и сложнее диагностируемы для сложных компонентов микропроцессорной и микроэлектронной элементной базы. Увеличение чувствительности компонентов микропроцессорной элементной базы к внешним воздействиям электромагнитным помехам, климатическим и механическим факторам. Увеличение роли систематических ошибок. Анализ и подтверждение качества профаммноаппаратных средств не могут быть осуществлены только посредством тестирования законченного продукта. Данные особенности определяют снижение наглядности принципов обеспечения безопасности МП СЖАТ, требуют применения нетривиальных технических решений и определяют необходимость использования различных аналитических и экспериментальных методов доказательства безопасности МП СЖАТ. Проблема доказательства безопасности практически не ставилась при разработке СЖАТ предыдущих поколений. И это составляет главную трудность и является основным сдерживающим фактором внедрения информационных технологий в СЖАТ. Данная проблема определила необходимость разработки методологии доказательства безопасности. Методология должна включать решение следующих проблем определение набора качественных и количественных показателей безопасности установление предельных значений количественных показателей норм формирование критериев оценки, а также методов использования этих критериев в процессе доказательства безопасности для по
лучения объективной и сопоставимой оценки уровня безопасности конкретной системы ,. Обобщенная методология доказательства безопасности, используемая в отрасли и представляющая собой нормативный базис, на соответствие которому осуществляется сертификация МП СЖАТ, отражена в серии нормативных документов Безопасность железнодорожной автоматики . В качестве примера зарубежного опыта, можно привести ряд нормативных и руководящих документов ,, как используемых в целях анализа МП СЖАТ, так и для систем управления другими ответственными технологическими процессами ,,. СЖАТ как один из определяющих факторов высокого уровня безопасности. Философия обеспечения и доказательства безопасности МП СЖАТ базируется на двух определяющих понятиях процессе и продукте. Специфика МП СЖАТ не позволяет оценить качество системы только путем анализа свойств готового продукта, к чему фактически сводился весь процесс оценки безопасности СЖАТ предыдущих поколений.