空管自動化系統軟件的可靠性探討

摘 要：本文闡述了自動化系統軟件的可靠性模型概念，采用并行和串行系統結構模型對ATCAS軟件進行質量可靠性評估。

關鍵詞：空管自動化系統 可靠性評估

民航使用的空管自動化系統（ATCAS）軟件，其復雜程度更高，尤其對其可靠性要求高。如何科學有效地評估和預測ATCAS軟件是一個難題，具有十分重要的現實意義。首先，ATCAS軟件的可靠性有效評估與預測，可以更好地保障空中交通安全，便于提供連續高效的管制服務，減少故障時間，同時為新引進的空管自動化系統軟件的運行提供有效的數據支持；其次，實現高效的空中管制，提高空中交通管制能力和服務質量，提高飛行安全性能、飛行流量和空中利用率；再次，根據ATCAS軟件的可靠性評估結果，可以有效及時地采取措施，保障ATCAS的可靠性和可用性，此外可對ATCAS進行跟蹤，為以后的空管自動化系統的可靠運行、后續系統升級及繼續建設提供了可靠的科學數據支持。

1.ATCAS軟件可靠性模型

ATCAS軟件可靠性模型目前有數百種，其中較為經典是G-O非齊次泊松過程模型。G-O非齊次泊松過程模型也稱NHPP模型，是由Amirt Goel和Kazu Okumoto在1979年首先提出的，是以單位時間內失效次數為獨立的泊松隨機變量建立的泊松類模型。模型分為：基本假設與模型形式。

（1）基本假設：

假設1：軟件運行于規定的環境條件下；

假設2：在任意時間序列中，構成時間區間內，檢測的軟件錯誤數是相互獨立；

假設3：每次檢測的錯誤嚴重性和被檢測的概率大致相同；

假設4：在t時刻內檢測的錯誤累積次數服從期望次數函數的泊松分布，在時間區間內，檢測的錯誤次數期望值正比t時間剩余錯誤期望值；

2.ATCAS可靠性評估

2.1 失效分級與失效數據采集

空管的管制中心發現故障時，首先需要由技術人員確定故障點，根據相關部門規定初步確定故障的級別。故障的嚴重程度見表一，其劃分是根據故障對運行部門的日常管制工作的影響程度定義的。

失效的數據采集主要是SSF的PCR報告中得到。SSF的技術人員會根據收到的故障報告和相關故障信息進行調查和分析，用于判斷故障是否與空管自動化系統有關，并根據現場的故障給故障定義級別，決定維修故障的優先順序。

2.2 可靠性計算

本文根據上節提出的NHPP可靠性模型進行可靠性計算，測試過程是通過分階段逐次測試完成。對于失效數據也有一定要求：

（1）分段的測試時間內有失效次數；

（2）測試時間為端點時間。