面向通信协议故障的分布式软件可靠性测试技术研究

分析了分布式软件系统中的典型通信协议故障,研究了基于API Hook的分布式软件可靠性测试方法,提出了基于通信协议故障注入的应用软件可靠性测试方法,并设计、实现了工具原型,为基于故障注入的分布式软件可靠性测试提供了技术手段.     

智能仪表对安全联锁系统可靠性影响的评估

仪表作为石化装置中安全联锁系统的基本组成元素,其可靠性对装置安全稳定运行具有重要影响。本文以某仪表的选型为例,采用蒙特卡洛仿真方法对普通仪表与智能仪表在安全性、可靠性方面进行定量分析与比较,评估了智能仪表对安全联锁系统的影响。分析表明,使用智能仪表可以有效提高安全联锁系统的安全水平,并显著降低联锁的误跳车。本文最后对智能仪表选型中需考虑的因素进行了探讨,对指导石化装置安全联锁系统中仪表的选型具有一定的借鉴作用。     

通信芯片电压故障注入测试与功能安全评估方法

芯片是现代信息技术的核心和基础,芯片的功能安全在确保电子技术的可靠性方面发挥着重要作用。本研究以CAN通信芯片为对象,提出了一种基于电压故障注入的芯片功能安全评估方法。通过基于原型系统的自动化硬件故障注入测试,并结合自动触发信号与控制模块的设计,完善了目前CAN芯片安全性测试技术和功能实现上的不足。另外,基于该CAN芯片测试结果,提出了芯片对故障因素敏感的功能安全评估依据。结果表明,该电路通信芯片的某些管脚对标准工作电压范围下输入电压的幅值、脉宽和延迟毛刺较敏感。测试电路系统能够自动实现1.5~5.5 V大范围工作电压下的随机错误注入,以及错误要素敏感度分析,为提高通信芯片安全性提供更高效的评估依据。     

工业控制系统可靠性设计与测试评估技术研究

目前我国的工业控制系统发展迅速,但其可信性较低,为解决这一问题,我们开展了工业控制系统的可靠性设计和测试评估技术研究。研究形成了工业控制系统可靠性设计规范和工业控制系统可靠性测试评估规范,另外还生成了工业控制系统可靠性设计和测试评估的软件操作平台。     

嵌入式软件的可靠性测试及评估

软件可靠性是衡量软件质量的重要指标之一,软件可靠性测试和评估是提高软件可靠性的有效手段。针对嵌入式软件,研究了软件可靠性测试关键技术及统计方案,并将软件可靠性测试评估技术首次应用在某产品的嵌入式软件中,通过验证软件是否满足可靠性指标要求,为评价软件可靠性提供依据。     

安全关键软件的防危性测评技术研究

为了评估安全关键软件的防危性,该文在分析软件可靠性与防危性异同的基础上,建立了相应的防危性评估指标,同时研究了传统统计测试方法确定所需防危性测试用例数的局限性。紧接着,使用贝叶斯函数动态地表示软件失效率的密度函数,提出了一种增量记忆型的防危性测试方法,该方法可根据软件出现失效时间的早晚及次数动态地确定所需测试用例数的增量,达到了改进传统测试方法局限性的目的,使安全关键软件测试失效后可经受更严格的测试,同时减小了测试工作量,为证明该方法的合理性、有效性,使用了大量例证。最后,就该领域内的相关工作及发展方向进行了展望。     

容错计算机系统可靠性评估中的覆盖率问题

覆盖率是容错系统设计和评估中的重要概念。该文介绍了采用行为分解技术建立和求解覆盖率模型的方法,总结了用故障注入技术估计覆盖率需要考虑的几个问题。以一个双机容错系统的评估为例,说明了这些方法在容错系统可靠性评估中的应用。     

形式化方法与安全关键系统

本文从分析ＳＣＳ这类重要的实时控制系统的故障新特点出发,讨论了ＳＣＳ中形式化方法的作用、研究应用现状、存在的问题及未来的发展。     

基于故障确认的一体化测试性试验验证平台

针对目前测试性试验中缺乏有效的试验验证平台的现状, 创新性地提出了基于故障确认的一体化平台,具备装备功能性能测试、故障注入、测试性评估等功能。通过对测试性试验验证流程及步骤的论述,结合直接故障注入、等效故障注入、实际故障统计、测试性仿真分析等进行测试性综合评估,对一体化平台的硬件组成和软件框架进行了详细论述。最终将一体化平台应用于某型相控阵雷达的测试性评估试验,具有很强的工程推广价值。     

考虑测试剖面时随机测试与划分测试的比较

随机测试与划分测试的有效性问题一直是人们争论的焦点，人们从不同的角度和标准出发，对二者的有效性以及决定各自有效性的条件进行了分析和比较，并得出不同的结论，该文与他们不同，在无失效发生时，考虑了测试剖面，即在测试剖面与操作剖面不完全一致的情况下，提出分别以失效概率的置信上限，置信度和测试用例总数为标准，评价这两种测试策略的有效性。     

黑箱条件下基于测试的安全软件风险度量

文章在简述一般风险概念的基础上,提出安全系统软件的风险概念及度量定义,并对安全软件风险的分析计算方法作了讨论。对于黑箱条件下的安全软件,在不改变安全软件风险概念及度量定义实质的基础上,文章定义了基于测试的安全软件风险度量定义,讨论了相应的分析计算方法,并引出了基于测试及风险度量的软件安全性等概念。     

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。     

基于故障等级分析的软件可靠性评估方法研究

介绍了一种基于故障等级分析的软件可靠性评估方法,这种方法利用了软件系统测试后得到的缺陷数据,对每一个缺陷导致失效的内外因进行分析,算出每个缺陷的失效率。将失效数据进行分级,在失效率小的等级中进行故障注入,试验结果表明,该方法将软件可信性定位在正确性、可靠性、容错性、安全性、隐私性,通过这五个要素的评估。评估的有效性和合理性不亚于传统的方法,大大提高了软件开发的质量和效率。     

基于故障树-贝叶斯网络的受电弓系统可靠性评估

受电弓是城市轨道交通车辆重要电气设备,其稳定性直接影响车辆受流稳定性,受电弓的良好性能是车辆安全运营的保证之一.针对受电弓系统可靠性评估故障树分析法的局限性,将故障树分析法与贝叶斯网络相结合进行受电弓系统可靠性的分析研究.该方法不但能计算出受电弓系统可靠性指标,还可以对系统失效时各部件失效的条件概率进行求解,进而得到各个部件对系统的可靠性影响程度,进行正反推理诊断,找出受电弓系统可靠性的薄弱环节,提高了其可靠性分析的效率.为地铁车辆受电弓系统的可靠性评估及其故障检修提供理论依据.     

高速列车牵引传动系统故障测试与验证仿真平台研究

牵引传动系统作为高速列车能量传递与转换的核心部分, 是保障高铁安全稳定运行的关键系统之一. 故障测试与验证平台是确保实时故障诊断技术在高速列车上有效应用的重要手段和途径. 围绕高速列车牵引传动系统故障测试与验证平台中面临的挑战性问题和关键技术, 本文从故障注入、仿真可信度评估、算法性能评估和仿真平台实现等方法和技术方面进行分析, 并针对上述难题概述了一些解决方案, 提出并构建了一种集高速列车实时仿真、故障运行行为逼真模拟以及随机故障测试和故障诊断算法评估于一体的牵引传动系统故障测试与验证实时仿真平台. 最后, 总结展望了高速列车安全监测验证平台未来研究方向.     

软件可靠性分析、测试与评估工具--SRATE介绍

软件可靠性分析、测试及评估工具(SRATE)是一个集软件可靠性分析、测试及评估于一体的软件工具。该工具支持多种测试策略下的软件自动化测试及评估试验,包括随机测试策略、自适应测试策略等。该工具还集成了包括欧洲航天局的space软件、浙大CAD&CG国家重点实验室的Intra3D构件库在内的多个典型被测对象。根据工具接口要求可以方便的添加新的测试策略和测试对象。具有自动化程度高、通用性强、配置灵活、易于扩展的特点,是进行软件可靠性分析研究工作的有力工具。     

软件错误注入测试技术研究

论文主要介绍了一种在高可靠性系统中常用的错误注入测试技术,讨论该技术的原理与方法,以及在提高软件质量、增加系统健壮性等方面所发挥的作用.针对系统运行过程中常见的环境异常、外部攻击等问题,通过函数封装和虚拟输入的形式模拟各种错误和异常,用来验证系统的可靠性与健壮性,从而提高系统测试的效果和覆盖.     

安全关键系统的软件可靠性评估方法

基于统计测试的Markov使用链模型对安全关键系统的可靠性估计提出了一种有效的方法。该方法利用重要抽样技术在保证佑计的无偏性条件下,以可靠性估计的方差最小为目的,通过Ali-Silvey距离度量两个分布之间的差异,调整各个状态之间的转移概率分布,修正测试剖面,增加关键操作的遍历概率。最后给出了软件可靠性估计的最优测试剖面生成迭代算法。仿真结果表明,该方法能明显降低估计方差,在提高估计精度的同时能有效地加速统计测试。     

基于组合输入数据情况的测试用例生成算法

在软件测试中,测试用例的设计是最关键、耗时最多的环节。单个值情况下的测试用例相对比较简单。当输入数据为组合数据时,为了获取更加全面的测试用例以提高软件测试的准确性,提出一种将判定表设计及人工代码、计算机测试相结合的测试用例设计机制。通过两种算法得出最有效测试用例,该机制能生成比基于状态的完全路径覆盖准则及其搜索算法更优的测试用例集,能更好地覆盖各种组合条件情况,也更适合实际测试时需要连续对软件进行测试的客观情况。实验证明,该方法确实能够提高测试用例设计的全面性及有效性。     

模型驱动的VxWorks操作系统故障注入与鲁棒性测试研究

VxWorks 是目前广泛应用于机载、车载等复杂嵌入式系统的操作系统,它为应用程序提供了强大的故障捕捉和缺省的故障处理服务,并提供应用程序可挂载的故障处理接口。由于故障产生的时机和机理复杂,因此如何控制操作系统使其按照应用程序的测试需求抛出相应的故障,从而触发应用程序的故障处理,是对应用程序开展鲁棒性测试时需要解决的一个关键问题。本文以 VxWorks 嵌入式实时操作系统中捕捉的故障作为研究对象,提出了由故障建模、故障注入、测试控制和鲁棒性判定组成的故障设计与测试方法,以支持对基于 VxWorks 的应用程序开展鲁棒性测试。该测试方法将模型驱动测试与故障注入技术相结合,在平台无关层次描述故障,针对操作系统中对相应故障处理方式的不同,本文设计了函数替换和变量修改两种故障注入方法,并在VxWorks 5.5 上进行了实验,确认了相应方法和技术的有效性。