核电厂仪控系统软件质量评价管理系统

向嫄+徐展+王冬+蔺淑倩

摘要：作者基于标准GB/T 18905-2002和开源代码设计开发出了一种核电厂仪控系统软件质量评价过程的管理系统。通过该系统用户可以依据核电厂仪控系统软件不同的质量目标，自定义或裁剪适用的评价标准集来量化并且客观地对软件进行质量评价。

关键词：核电厂仪控系统软件；软件质量评价

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）06-0125-02

Abstract： The design and development of software quality evaluation management system which used in instrument and control （I&C） system of nuclear power plant is based on the GB/T 18905-2002 and open-source code. User can customize and select proper set of evaluation standard according to the different quality objectives to evaluate and quantify the quality of I&C system software in nuclear power plant objectively.

Key words： I&C software of nuclear power plant； software quality evaluation

軟件产品在工控领域内的地位变得越来越重要，作为核电厂控制核心的集散控制系统（Distributed Control System，以下简称DCS）更是发挥着十分重要的作用。特别是在核电厂DCS国产化进程中，DCS软件产品的研制普遍存在任务重、质量要求和可靠性要求高的特点。如何对自主研发的核电厂仪控系统软件的质量进行高效、客观的评价也变得十分迫切。随着核电厂仪控系统软件产品日趋复杂和庞大，相应的软件产品质量评价工作包含着更多的数据信息，如果仅靠手工或word、excel工具来管理这些数据，工作量巨大而且容易出现错误，数据信息不能及时得到更新，导致评价过程难以执行和评价效率低下。

作者以GB/T 18905-2002 软件工程 产品评价系列标准的思想为依托设计出一种对软件质量的评价过程进行管理的系统，具体业务流程完全符合GB/T 18905-2002中对软件质量评价过程的定义。

作者基于开源代码开发出的该评价管理系统，采用B/S架构，客户端（通过浏览器）和服务器建立TCP连接，主要负责软件质量评价流程业务处理；服务器端（Web服务器）使用Apache+PHP+MySQL配置，服务器端对客户端发出的请求按照HTTP协议进行解码，主要负责项目数据处理，包括数据库操作、数据统计、软件质量评价过程文档生成等。

由于核电厂仪控系统软件的特殊性，不同安全级别的软件必须符合国家、国际标准规定。尤其是其安全性和可靠性必须严格遵照IEC 60880-2006、IEC 62138-2004、IEC 61513-2011和NUREG/CR 6101-1993中的要求，该评价管理系统提供符合核电厂仪控系统软件评价标准的软件质量模型库，同时具备良好的可扩展性，用户可以根据不同软件质量目的进行自定义和裁剪。

1 软件的主要功能

该系统的主要功能如下：

根据GB/T 18905-2002建立一个软件质量评价流程体系，支持软件质量和软件过程的持续改进

提供核电厂仪控软件专属的质量属性和度量标准（即质量模型），帮助评价者根据不同的项目进行裁剪：

1） 基于GB/T 16260-2006提供软件的内部质量度量、外部质量度量、使用质量度量模型库；

2） 基于IEC 62645-2014、IEC 6244-2013 提供核电厂仪控系统软件信息安全相关的质量度量模型库；

3） 基于GB/T 7826-2012、GB/T 2817-2011提供核电厂仪控软件可靠性相关的质量度量模型库；

对所收集的数据进行分析统计，帮助用户有效地了解软件质量评价结果，分析软件开发中发现的问题和风险；

提供报表生成功能，生成评价需求规格说明书、评价计划、评价报告等过程文档。

2 软件用户设置

在系统中，每个用户都可以维护自己的私有信息。admin可以创建用户，但不能看到其它用户的密码。

该系统提供了六种角色，分别是V&V engineer、guest、V&V designer 、senior V&V engineer、V&V leader、admin。相对应的功能权限可以通过角色管理进行自定义。

3 软件操作流程

3.1创建软件评价项目

通过主页左边的列表栏的【评价项目管理】菜单，进入创建页面中有【创建】按钮创建新的待评价的软件项目，本系统可以对多项目进行管理，而且各个项目之间是独立的，不能分享数据，但只有admin级的用户可以设置项目。Admin进行项目设置后，V&V人员就可以进行项目评价需求、项目评价规定、评价计划以及评价执行等相关工作。

3.2创建评价需求

评价需求规格说明书应该由GB/T 16260-2006中定义的称为【质量特性】的一系列质量需求点组成。

评价需求规格说明书是开展评价工作的依据。首先，对软件的需求规格书进行分析和整理，将其拆分为多个评价需求点。

创建评价需求规格说明书

創建评价需求点

3.2.1创建评价需求规格说明书

主页左边的列表栏中有 【评价需求管理】的菜单，子菜单中有【评价需求规格说明书】，可以添加编辑评价需求规格说明书。

3.2.2创建评价需求点

选择需要编辑的评价需求规格说明书，选择该页面上的【创建评价需求点】按钮新建评价需求点。

评价需求点内容包含：需求点的标识、名称、概述、需求的状态，需求的类型，以及对应的评价方法数。

该管理系统提供了两种状态来管理评价需求点：有效的、不可评价的。

另外，管理系统提供了从文件导入需求点的功能，支持的文件类型有csv和xml、DocBook三种。同时系统也提供了将需求导出的功能，支持的文件类型有xml一种。 管理系统还提供上传文件的功能，可以在创建评价需求点的时候，为该需求点附上相关的文档。

3.3评价规定

评价规定的目的是定义评价的范围和定义对供评价的产品及各种部件执行的测量，按照评价需求进行评价设计。评价规定宜详细到在它的基础上能确保评价的可重复性和可再现性。规定评价的活动主要有：

质量模型的导入和裁剪；

评价方法的设计；

3.3.1质量模型的导入和裁剪

选择主页横向导航栏中的【评价质量模型裁剪/评价设计】出现评价质量模型操作界面，选择【导入评价质量模型】 将本管理系统适用的评价质量模型导入待评价的项目中。选择评价的质量模型文件（.xml格式）进行上传。

3.3.2评价方法设计

选择【评价方法设计】，进入评价方法设计页面进行设计。评价方法设计的要素包括：方法设计、期望结果。

3.4评价计划

在本管理系统系统中，评价者应制定一个评价计划来描述执行指定评价时所需要的资源和执行各种动作时对这些资源的分配，一个完整的评价计划包括：

创建评价计划

评价版本管理

指派评价计划角色

添加/删除评价标准到评价计划

分配执行评价任务

3.4.1创建评价计划

选中主页右上【评价计划管理】模块下的【评价计划管理】菜单。通过【增加】按钮，进入评价计划创建页面。评价计划的内容包括：计划名称，计划描述，以及是否从已有的评价计划创建，如果选择从已有的评价计划中创建，则新创建的评价计划包含选择的已有评价计划的所有相关联的信息，比如已有评价计划分配的评价方法。

3.4.2评价版本管理

选中主页右上方【评价计划管理】模块下的【评价版本管理】菜单，创建一个新的评价版本。评价版本的内容包括：输入版本的标识，版本的说明。

3.4.3指派评价计划角色

选择主页【评价计划管理】模块下的【分配评价计划角色】菜单，为评价计划指派用户。

在分配评价计划角色页面，可以将该评价计划以不同的角色分配给不同的用户，通过角色列表，可以选择用户对该评价计划的操作角色。

3.4.4添加/删除评价标准到评价计划

在主页通过评价计划下拉列表，先选择一个评价计划，选择【评价计划管理】下的【添加评价标准到评价计划】按钮，进入向评价计划中筛选评价标准的界面。

将已经导入好的评价标准加入到该评价计划。选择一个评价标准集，可以看到该评价标准及下的所有评价标准。

选择该评价计划中要执行的评价标准，根据版本下拉列表来选择该评价计划下需要执行的评价标准的版本。选择好后，选择【增加选择的评价标准】按钮，可以将选择好的评价标准分配给该评价计划。选择【添加/删除选择的评价标准】按钮，可以将选择好的评价标准移除该评价计划。

3.4.5分配执行评价任务

选择主页【评价计划管理】模块下的【分配执行评价任务】菜单，进入分配执行评价任务页面，可以为当前评价计划中所包含的每个评价标准指定一个具体的执行人员。

3.5执行评价

执行评价的目的是根据评价需求，按照评价规定中的评价规定和评价计划中的计划，对软件产品的测量和验证中获得结果。

选择主页横向导航栏中的【执行评价】进入执行页面。

执行完评价方法后，在【说明/描述】输入框中输入在执行评价过程中的一些说明性情况，在【结果】栏选择评价执行的结果。

其中评价结果分四种情况：

未执行：该评价标准没有执行

通过：该评价标准通过

失败：该评价标准没有执行成功

中断：由于其他评价标准失败，导致该评价标准无法执行，被中断。

3.6评价结果分析

本管理系统根据评价过程中记录的数据，提供了多种度量统计功能，可以直观的得到评价管理过程中需要进行分析和总结的数据。选择主页横向导航栏中的【评价报告和度量】或者评价执行模块中的【评价报告和度量】，即可进入评价结果报告页面。

4 结论

本系统可以指导评价者更加高效地进行软件质量评价。它可以保证过程数据得以及时和准确地收集，通过软件的监督使整个评价过程符合标准，并得以实施和贯彻，为持续改进核电厂仪控系统软件质量和软件过程改进提供基础。旨在为评价过程提供系统化的指导，减少评价过程的成本和时间，提高对整个软件产品评价管理过程的可控性。

参考文献：

[1] GB/T 18905-2002 《软件工程 产品评价系列》 [S].

[2] GB/T 16260-2006 软件工程 产品质量 质量模型系列标准[S].