航空机载软件安全性测试技术研究

杜小阳　龚川森　刘建辉　周强

摘 要：对航空机载软件安全性测试技术的研究，其主要目的在于通过对航空机载软件的各种安全性测试，从而有效促进航空领域的不断进步与发展。但是近年来出现的多起飞机失事现象，表明了航空机载软件的安全性问题日趋加重，因此对航空机载软件安全性的测试技术的研究刻不容缓。本篇文章简要概括了针对航空机载软件進行的安全性测试技术，同时对航空机载软件关于安全性的指标进行深入研究，并且对航空机载软件关于关联航空风险的安全性进行测试，文章对于航空机载软件安全性测试的研究为航天航空事业的安全发展具有宝贵的借鉴意义。

关键词：航空机载软件；软件安全性；安全性指标

前言

随着科学技术的不断更新与进步，我国航空领域也在不断的发展，尤其近年来开始加大力度研究航空机载软件安全性测试技术。航空机载软件主要是指飞机上的信息管理和指令控制等系统，近年来，航空事故的日渐增多导致人民的生命和财产安全受到较为严重的威胁，由此更多的人开始关注航空机载软件的安全性问题，机载软件安全问题在航空事业中也日渐成为其安全、健康发展的制约性因素。飞机应用的重要因素，因此科研人员开始对航空机载软件安全性测试技术进行研究，文章将通过对航空机载软件安全性测试技术的一系列研究提高航空机载软件的安全性能。

1 航空机载软件安全性测试技术

1.1 航空机载软件安全性的概括

航空机载软件安全性是指航空机载软件在运行过程中保障系统安全的能力，航空机载的安全性与其可靠性紧密相连。航空机载软件安全性的分析需要航空检测人员对航空机载软件进行多次和详细的技术分析和检测，另外对于航空机载系统软件本身所存在的问题，可以通过现有的先进的能够测试航空机载软件安全性的科学技术方法对其进行检测和加以解决。

1.2 对航空机载软件的安全性进行测试的价值和意义

航空航天领域中，机载软件对于飞机的安全起行与降落是十分重要的。随着航空行业的不断进步，我国对于航空机载软件有了重新的认识，并将安全性测试作为研究航空机载软件质量与价值的重要工作环节，对航空机载软件安全性测试技术的研究，将有效提高航空机载软件的可靠性和安全性，促进航空领域事业的不断进步与发展，对各国人民之间的友好交流以及各国之间的文化交流具有十分重要的意义。

2 航空机载软件的安全性指标

2.1 机载软件的安全性指标

在航空领域中，航空机载软件可靠性指标主要包括平均失效时间和平均失效间隔时间等，但其平均失效时间和平均失效间隔时间都不适用于航空机载软件的安全性。目前我国在航空领域方面的机载软件安全性具体指标主要有以下几方面，首先是机载软件针对飞机平均发生危险且软件失效的时间，换句话而言，就是机载软件在空中发生第一次事故后，危险中带着不安全的时间。其次是航空机载软件的在使用过程中的危险系数，也就是在一定的时间和空间下，机载软件在航空领域中发生事故的整体次数与航空机载软件系统的寿命单位之间的比率，称之为危险率。最后是航空机载软件的安全性与可靠性，同样是在一定的时间和空间情况下，机载软件对于飞机飞行过程中避免发生安全性事故的最大概率，而不同的安全性指标在各自的领域内都有其自身的特点，但是无论应用哪种指标，只要确定就应该对航空机载软件安全性的设计达到最佳程度[1]。

2.2 机载软件的安全性和可靠性

航空机载软件的安全性与可靠性的关系极为密切，并且二者都是飞机软件系统中的重要属性，因此航空机载软件对于软件的可靠性和安全性的要求是极为严格的。航空机载软件的安全性与可靠性虽关系密切，但仍有一定的区别，一方面是安全性与可靠性的内涵不同。机载软件安全性强调的是在软件运行的过程中能够持续避免因服务而发生危险的能力，而机载软件的可靠性则强调其软件的持续服务能力。另一方面是安全性与可靠性的关注点不同。机载软件的安全性所重点关注的是在软件运行发生危险后，产生后果最严重的失效问题，而机载软件的可靠性则是关注机载软件系统的整体失效性，在航空领域中对于发生频率次数比较高的失效是极为关注的。由于在机载软件中，其安全性与可靠性并不存在严格的包含关系，因此对于航空领域中现存的机载软件安全性分析，以此来寻求航空机载软件在对其安全性测试过程中较为实际的需要[2]。

3 有关风险剖析的航空安全性测试研究

3.1 软件安全测试过程中应遵循的原则

在对航空机载软件系统进行测试时，较为关键的是要特别注意对软件安全性能的测试，注意软件安全性能的测试目的是通过对机载软件的安全测试发现机载软件在运行过程中存在的障碍和缺陷，从而能够对其障碍和缺陷进行整改来提高机载软件的安全性水平。因此航空机载软件安全性测试中应遵循以下几点原则，首先在对机载软件进行安全测试之前，应该对机载软件的安全性问题进行深入分析，看其安全性是否存在风险。其次，对于航空机载软件安全测试，测试过程中其测试的比例必须要将重点面向事故风险较高的机载软件层面。最后，要多次进行飞机运行过程中由于机载软件安全性不足，而产生的可能性灾难事故，必要时对航空机载软件进行整体性测试分析。

3.2 风险运行剖面的生成

软件的运行剖面是指软件在运行过程中所处的相关环境，是机载软件在执行有关任务时的基本性操作和由于机载软件安全性问题可能发生事故的概率所组合而成的具体范围。因此软件安全性测试能够通过风险运行剖面生成后进行较为严格的测试，但是就时间而言，对航空机载软件的安全性测试应该安排在对可靠性测试之后，如此便加大了运行剖面的开发代价，所以为了能够将运行剖面开发的代价有效降低，有关风险剖析运行剖面的创立开发需要在机载安全软件剖面运行的前提上[3]。

3.3 安全性测试覆盖率的分析

航空机载软件安全性测试覆盖率主要是指通过覆盖式的分析对机载软件安全性进行测试，并且可以简要将其分为基于需求的覆盖性分析和基于结构的覆盖性分析。一方面，覆盖分析的重点是主要将与机载软件安全息息相关的系统和程序进行分析，通过分析结果有效证实基于需求的覆盖性分析能够满足机载软件制定的测试准则。另一方面，通过对基于需求的覆盖性测试程序的代码进行证实，需求覆盖性分析主要是对有需求的软件进行安全性测试并根据测试情况进行确定。安全性测试覆盖率的分析对有关风险剖析航空机载软件安全性测试具有十分重要的价值。

4 结束语

对于航空机载软件安全性测试技术的研究，是为了探讨系统安全性评估技术在航空机载软件领域中的应用，在对航空机载软件的安全性指标分析及测试中不断提高航空机载软件的安全性。文章首先对航空机载软件的安全性测试技术进行概括，同时从机载软件的安全性指标以及机载软件的安全性和可靠性两方面对航空机载软件的安全性指标进行分析，并且对关联风险剖面的航空机载软件安全性测试进行深入研究，对航空机载软件安全性测试技术的发展具有积极意义，并具有实际参考价值。

参考文献

[1]万鹏，李利.航空系统机载软件全数字仿真测试平台技术研究[J].教练机，2014，8（1）：20-23.

[2]姜磊，张天宏.基于全数字仿真的航空机载软件验证技术研究[J].航空制造技术，2014，5（16）：109-113.

[3]史亭文，王伟，张成.航空系统中的软件安全性研究[J].电脑知识与技术，2015，2（11）：51-52.