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초록
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최근 컴퓨터시스템으로 전환되고 있는 철도시스템에서 소프트웨어에의 의존성이 급격히 증가함에 따라 임베디드화된 철도시스템 소프트웨어 신뢰성과 안전성의 검증이 중요한 문제로 대두되기 시작했다. 이에 따라 철도 소프트웨어 관련 국제표준에서도 각종 소프트웨어 테스트 및 검증활동을 요구하고 있으며, 이에 대응하여 본 논문에서는 철도시스템 소프트웨어 테스트 커버리지 자동화 도구 및 기준 분석과 개발 결과에 대해 제시하고 있다. 본 논문에서는 철도시스템 소프트웨어 안전성 검증을 위한 정량적인 항목으로 매우 중요한 테스트 커버리지를 자동으로 측정할 수 있는 제어흐름 분석도구를 개발하였으며, 본 도구의 결과를 실제 철도 산업 현장에서 활용하기 위해 타분야 제시기준 등을 분석하여 철도 소프트웨어 안전무결성레벨(SWSIL)에 따른 판단 기준을 제시하였다. 개발한 도구는 기존 해외 도구에 비해서 여러 테스트 커버리지를 효과적으로 측정할 수 있는 강점이 있으며, 실제 철도 현장에서 활용성이 높아 철도 소프트웨어의 개발 및 테스트 기술 발전을 기대할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recent advances in computer technology have brought more dependence on software to railway systems and changed to computer systems. Hence, the reliability and safety assurance of the vital software running on the embedded railway system is going to tend toward very critical task. Accordingly, variou...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 물론 최종적으로 코드기반 테스트 커버리지 측정 결과가 사용자가 원하는 소프트웨어 안전무결성레벨(SWSIL) 등급에 맞춰질 수 있는 판단 기준을 제시해야만 비로소 실제 철도분야 산업현장에서의 효율성을 최대화시킬 수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 실제 철도 산업현장에서 활용 가능하도록 커버리지 측정 결과에 대한 각각의 평가기준을 제시하였다. 본 도구를 소프트웨어 검증 및 개발 단계에서 널리 이용한다면, 이를 통해 바이탈한 철도 소프트웨어의 오류를 미연에 방지하여 안전성과 신뢰성을 확보하는데 크게 기여할 수 있을 것이다.
  • 따라서 본 논문에서는 철도 산업분야에서 활용할 수 있도록 소프트웨어 분야에서 필요로 하는 검증 항목들(코딩 룰 검사, 메트릭 지원, 제어흐름 분석, 데이터흐름 분석, 경계값 분석 등) 중에 테스트 커버리지를 정량적으로 측정해 주는 주요 항목인 제어흐름 분석모듈을 자체적으로 개발하여 커스터마이징 기술지원이 가능하도록 하였으며, 다른 검증 항목들을 측정하는 도구와도 호환성을 지닐 수 있도록 제작하였다. 또한 무엇보다 여러 커버리지를 본 도구만을 사용하여 한꺼번에 효과적으로 측정할 수 있다는 강점을 갖고 있으므로 높은 실용성을 기대할 수 있다.
  • 변경조건/결정 커버리지는 분기문의 결정 조건뿐만 아니라, 분기문을 구성하는 각 조건문에 대해서 다양하게 수행되었는지를 평가한다. 그림 2의 프로그램 코드를 보면 3번 줄에 분기문이 존재한다.
  • 최근 들어 컴퓨터 기술의 발달에 따라 철도시스템들이 컴퓨터 소프트웨어에의 의존성이 급격하게 증가하고 있으며, 이러한 기술발전에 따라 바이탈한 철도 소프트웨어에 높은 신뢰성과 안전성이 요구되고 있다. 이에 따라 철도시스템 소프트웨어관련 국제표준에서 소프트웨어의 테스트 및 검증을 의무사항으로 요구하고 있고, 이러한 국제표준에서 요구하고 있는 소프트웨어 검증 항목 중 정량적인 테스트 커버리지 결과를 도출할 수 있는 제어흐름 분석에 대한 정확한 분석을 위해 본 논문에서 개발한 자동화 도구를 제시하였다. 이러한 제어흐름 분석은 코드 기반의 테스트 커버리지인 문장 커버리지, 분기 커버리지, 변경조건/결정 커버리지 등의 결과를 도출해주며, 바이탈한 항공 및 원전분야 등에서는 이미 이러한 테스트 커버리지를 소프트웨어 안전성 등급에 따르는 소프트웨어 검증을 위해 적용하고 있는 매우 중요한 검증 항목이다.
  • 이에 따라 정량적인 기준을 구체적으로 제시하고자 타분야의 테스트 커버리지 적용 현황 조사 및 관련 국제 표준들을 분석하였고, 이를 근거로 철도 분야의 소프트웨어 검증을 위해 산업현장에서 활용할 수 있는 판단 기준을 제시하기 위해 기술지침(안) 형태를 작성 중에 있다. 이와 같이 개발한 도구의 실용화를 높이기 위해서 본 논문에서는 표 3과 같은 철도시스템 소프트웨어 테스트 커버리지의 정량적 기준을 제시하고자 하며, 기술지침(안)에 포함시켜 운영기관 및 관련 산업체에서도 유용하게 활용될 수 있도록 추진할 계획이다.
  • 제어흐름 분석모듈에서는 그림 1과 같이 소스 코드의 영역 및 분기, 조건문 등의 실행 여부에 따라 커버리지를 측정하여 보고한다. 커버리지는 타산업분야에서도 정량적으로 소프트웨어를 검증할 수 있는 대표적인 척도로써 사용되고 있으며, 나아가 소프트웨어 품질까지도 가늠하게 해준다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철도시스템 소프트웨어 안전성 검증을 위해 개발한 것은? 이에 따라 철도 소프트웨어 관련 국제표준에서도 각종 소프트웨어 테스트 및 검증활동을 요구하고 있으며, 이에 대응하여 본 논문에서는 철도시스템 소프트웨어 테스트 커버리지 자동화 도구 및 기준 분석과 개발 결과에 대해 제시하고 있다. 본 논문에서는 철도시스템 소프트웨어 안전성 검증을 위한 정량적인 항목으로 매우 중요한 테스트 커버리지를 자동으로 측정할 수 있는 제어흐름 분석도구를 개발하였으며, 본 도구의 결과를 실제 철도 산업 현장에서 활용하기 위해 타분야 제시기준 등을 분석하여 철도 소프트웨어 안전무결성레벨(SWSIL)에 따른 판단 기준을 제시하였다. 개발한 도구는 기존 해외 도구에 비해서 여러 테스트 커버리지를 효과적으로 측정할 수 있는 강점이 있으며, 실제 철도 현장에서 활용성이 높아 철도 소프트웨어의 개발 및 테스트 기술 발전을 기대할 수 있다.
임베디드화된 철도시스템 소프트웨어 신뢰성과 안전성의 검증이 중요한 문제로 대두되기 시작한 이유는? 최근 컴퓨터시스템으로 전환되고 있는 철도시스템에서 소프트웨어에의 의존성이 급격히 증가함에 따라 임베디드화된 철도시스템 소프트웨어 신뢰성과 안전성의 검증이 중요한 문제로 대두되기 시작했다. 이에 따라 철도 소프트웨어 관련 국제표준에서도 각종 소프트웨어 테스트 및 검증활동을 요구하고 있으며, 이에 대응하여 본 논문에서는 철도시스템 소프트웨어 테스트 커버리지 자동화 도구 및 기준 분석과 개발 결과에 대해 제시하고 있다.
철도시스템 소프트웨어 안전성 검증을 위한 정량적인 항목으로 매우 중요한 테스트 커버리지를 자동으로 측정할 수 있는 제어흐름 분석도구의 강점은? 본 논문에서는 철도시스템 소프트웨어 안전성 검증을 위한 정량적인 항목으로 매우 중요한 테스트 커버리지를 자동으로 측정할 수 있는 제어흐름 분석도구를 개발하였으며, 본 도구의 결과를 실제 철도 산업 현장에서 활용하기 위해 타분야 제시기준 등을 분석하여 철도 소프트웨어 안전무결성레벨(SWSIL)에 따른 판단 기준을 제시하였다. 개발한 도구는 기존 해외 도구에 비해서 여러 테스트 커버리지를 효과적으로 측정할 수 있는 강점이 있으며, 실제 철도 현장에서 활용성이 높아 철도 소프트웨어의 개발 및 테스트 기술 발전을 기대할 수 있다.
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참고문헌 (14)

  1. IEC 61508, "Railway Applications - The specification and demonstration of RAMS", 1998. 

  2. IEC 62279, "Railway Applications - Software for railway control and protection systems", 2002. 

  3. 철도안전법[법률 8852호], 일부개정 2008. 02. 

  4. M. Fewstar, D. Graham, "Software Testing Automation: Effective use of test execution tools", ACM Press, Addison Wesley, 1999. 

  5. J.D. Lawrence, "Software qualification in safety applications", Reliability Engineering & System Safety, Vol. 70, No. 2., pp. 167-184, 2000. 

  6. 황종규, 조현정, 김형신, "열차제어시스템 소프트웨어 안전성 평가도구의 설계", 한국철도학회 논문집, 제11권 제2호, pp. 139-144, 2008. 4. 

  7. IEEE Std. 1008-1997, "Software Unit Testing", 1997. 

  8. IEEE Std. 829-1998, "Software Test Documentation", 1998. 

  9. IEEE Std. 1012-2004, "Software Verification and Validation", 2004. 

  10. IEC std. 60880-2006, "Software aspects for computer-based systems performing category A functions", 2006. 

  11. RTCA/DO-178B, "Software considerations in airborne systems and equipment certification", 1992. 

  12. Arnaud Dupuy and Nancy Leveson, "An Empirical Evaluation of the MC/DC Coverage Criterion on the HETE-2 Satellite Software", Proceedings of DASC (Digital Aviation Systems Conference), Phildelphia, 2000. 10. 

  13. Peter G Bishop, "MC/DC based estimation and detection of residual faults in PLC logic networks", 14th IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering(ISSRE), Denver, Colorado, 2003. 11. 

  14. 박무혁. "항공용 S/W 개발 및 인증 기술동향", 항공우주산업기술동향 5권1호, pp. 15-24, 2007. 

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