ГОСТ 33897—2016
Приложение А
(рекомендуемое)
Метод ускоренных натурных испытаний
А.1 Общие положения
К средствам и системам железнодорожной электросвязи, являющимся одними из основных компонентов
систем управления контролем и безопасностью железнодорожного подвижного состава, предъявляют повышен
ные требования по функциональной безопасности. Вероятность опасного отказа за один час работы для систем
управления контролем и безопасностью железнодорожного подвижного состава принимают от 0(1) = Q = 10 в до О =
10’9 (12]. Для получения вероятности О необходимо провести более чем I/O испытаний, что на практике не
возможно. так как в этом случае время тестирования соизмеримо со временем всего жизненного цикла системы.
Для преодоления проблемы малых вероятностей, а также возможности испытания самой системы, а не ее
математической модели используют метод ускоренных натурных испытаний.
А.2 Описание метода
Каждая система управления, контроля и безопасности железнодорожного подвижного состава состоит
из множества цифровых устройств (микропроцессоров, устройств памяти, контроллеров, мультиплексоров и
др.) и совокупности линий передачи данных (внутренние шины передачи данных устройств, поездные
меж модульные шины, цифровые линии интеллектуальных датчиков, линии передачи данных по
радиоканалу
и ДР-)-
Пусть число устройств в системе равно л. а число линий передачи —
к
. Командно-информационный поток
данных в виде кадров данных циркулирует в аппаратно-информационной структуре в соответствии с заданной
программой. Обозначим реальные вероятности сбойной ошибки на одной операции в каждом устройстве как х, (/ =
1... п). Для внесения искусственных сбоев в каждое устройство формируется программа — генератор сбойных
ошибок (t-генератор), генерирующая через случайные промежутки времени в соответствии с заданным распреде
лением сбойные ошибки в результатах выполнения операций при помощи датчика случайных чисел. Программа
выполняется в фоновом режиме. Обозначим вероятность искусственно внесенной сбойной ошибки на одной опе
рации в каждом устройстве при воздействии t-генераторов как у, (/ =1... л).
Пусть времена обработки кадра данных на каждом устройстве
1Г
где
i
— номер устройства. При обработке
данных на некотором устройстве выполняется заданная последовательность операций, на каждой из которых мо
жет произойти сбойная ошибка. Для большинства микропроцессорных систем количество операций т до сбойной
ошибки имеет геометрическое распределение Р[т) = р(1 - р)т ” \ где р — вероятность ошибки (реальной или ис
кусственно внесенной) на одной операции.
Математическое ожидание числа операций до ошибки равно1/р. Если среднее время выполнения одной опе
рации At а время обработки кадра данных на (-устройстве 1, то среднее число операций па на один кадр данных na
= //At Среднее время до ошибки равно
Л
//р.
После начала обработки кадра на /-устройстве до ошибки на m-операции проходит среднее время год/. Ве
роятность того, что через время т,-после начала обработки кадра данных произойдет реальная и искусственная
сбойная ошибка, равна соответственно:
1 - х , ^=(А.1)
Таким образом, вероятность того, что в устройствах /. г = 1(1)го. на каждом кадре обрабатываемых данных
была сбойная ошибка в момент времени/= 1(1)го, равна соответственно:
/п
m
Ро{1
......
* т ) = П P M
(
-
1
" и К
.....
- и = П М.(*
Л
(А-2)
Г
-1
Геометрический закон достаточно точно можно аппроксимировать экспоненциальным распределением с ма
тематическим ожиданием Д
Их
или А//у. Поэтому непрерывный поток сбойных ошибок можно рассматривать как
26