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열차 차상 통신용 소프트웨어의 사전 위험원 분석 연구
Preliminary Hazard Analysis for Communication Software in Train Communication Network 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.66 no.9, 2017년, pp.1379 - 1384  

임현재 (Hunter Technology) ,  차기호 (Hunter Technology) ,  송규연 (Hunter Technology)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To guarantee safety and reliability, RAMS(Reliability Availability Maintainability and Safety) activity for a communication software in train communication network is studied. In this paper, preliminary hazard analysis in RAMS activities is studied for the communication software. Preliminary hazard ...

주제어

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문제 정의

  • 사전 위험원을 분석한 결과 총 36개의 잠재 위험원이 발견되었다. 발견된 사전 위험원을 저감시킬 수 있는 방안으로 시스템 요구 사항을 보완하는 방안을 제시하였다. 시스템 요구 사항을 보완하여 TRDP 소프트웨어가 SIL2 인증을 받을 수 있는 첫 번째 단계를 완료하였다.
  • 본 논문에서는 개발하고 있는 열차용 국제 표준 통신 규격을 만족하는 통신용 소프트웨어에 대한 SIL2 인증을 받기 위해 수행하고 있는 RAMS 단계 중에서, 사전 위험원에 대한 분석 및 저감 방안을 연구하였다.
  • Process Data 및 Message Data 처리 기능에 대한 사전 위험원을 분석한 결과, 표 5와 같이 부적절한(Undesirable) 위험이 4개 존재하고, 허용 가능한(Tolerable) 위험이 27개 존재하였다. 본 논문에서는 사전 위험원 보완 내용 중, Process Data 처리 기능에 대해 보완한 내용을 기술한다.
  • 본 논문에서는 철도 신호 시스템이 분산 시스템으로 구성되어 여러 장치들이 통신을 통해 데이터를 주고받으면서 협업하여 주어진 임무를 처리하는 구조인데, 시스템에 대한 안전성을 분석하면서, 제외 되었던 통신 소프트웨어에 대한 안전성을 분석하였다. 열차 차상 장치 간 데이터 교환을 위한 TRDP 소프트웨어에 대해 SIL2 인증을 받기 위한 RAMS활동 중 사전 위험원 분석을 연구하였다.
  • 지금까지 철도신호시스템에 대한 SIL 인증을 받는 기존 연구에서는 통신을 담당하는 소프트웨어 모듈은 안전성을 검증하는 대상에서 제외되고 블랙박스로 처리하였다[7-11]. 본 연구에서 통신을 담당하는 소프트웨어 모듈을 블랙박스로 처리하지 않기 위해, 통신을 담당하는 소프트웨어 내부 동작에 대한 안전성을 검증하고자 한다. 주어진 임무가 점점 복잡해지는 환경에서 통신소프트웨어를 통해 데이터 송수신하면서 응용 프로그램이 임무를 수행하므로, 통신 소프트웨어의 안전성을 중요 시 간주하여야 하고, 면밀히 분석 하고자 한다.
  • 열차 차상 내부 통신용으로 설계된 TRDP 소프트웨어가 안전한지를 확인하고, 안전하면 얼마나 안전한지를 세밀하게 평가하기 위해 제안된 TRDP 요구 규격에 대한 사전 위험원 분석을 연구하였다. 표준 규격에서 정해 놓은 절차에 따라 분석해 본 결과, 바람직하지 않은 기준을 초과하는 위험원이 발견 되었다.
  • 본 논문에서는 철도 신호 시스템이 분산 시스템으로 구성되어 여러 장치들이 통신을 통해 데이터를 주고받으면서 협업하여 주어진 임무를 처리하는 구조인데, 시스템에 대한 안전성을 분석하면서, 제외 되었던 통신 소프트웨어에 대한 안전성을 분석하였다. 열차 차상 장치 간 데이터 교환을 위한 TRDP 소프트웨어에 대해 SIL2 인증을 받기 위한 RAMS활동 중 사전 위험원 분석을 연구하였다. 사전 위험원을 분석한 결과 총 36개의 잠재 위험원이 발견되었다.
  • 표준에서 정한 내용은 장치들 간 데이터 교환을 위한 미들웨어에 대한 인터페이스 규격이다. 이 인터페이스 규격을 만족하는 소프트웨어를 개발하는데, 통신용 미들웨어는 안전과 관련된 동작을 수행하는 장치들 간의 데이터 교환이므로, 본 연구에서는 데이터 교환에 대한 안전성을 보장하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철도시스템이란? 철도시스템은 여러 개의 장치들이 서로 정보를 주고받아 주어진 임무를 수행하는 분산 처리 시스템이다. 열차 차상 내부에 열차를 운행 및 제어하기 위한 임무를 수행하기 위해 각종 장치들이 설치되고 각 장치는 정보를 교환하기 위해 통신을 사용한다.
TRDP란 무엇인가? TRDP는 열차 차상에 설치되어 있는 장치들 간 데이터 교환을 지원해주는 통신용 미들웨어이다. TRDP는 응용 프로그램과의 Socket 사이에 위치하여, 응용 프로그램에게 통신 관련 기능을 요청받아 처리하고, 하단의 Socket과 협력하여 응용 프로그램으로부터 요청 받은 통신 기능을 최종적으로 통신선을 통해 상대편 통신 연결자에게 전달되도록 한다.
열차 차상 내부에서 정보를 주고받는 기능을 표준화하기 위해 표준에서 정한 내용은 무엇인가? 표준에서 정한 내용은 장치들 간 데이터 교환을 위한 미들웨어에 대한 인터페이스 규격이다. 이 인터페이스 규격을 만족하는 소프트웨어를 개발하는데, 통신용 미들웨어는 안전과 관련된 동작을 수행하는 장치들 간의 데이터 교환이므로, 본 연구에서는 데이터 교환에 대한 안전성을 보장하고자 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. IEC, "IEC 61375-1: Electronic railway equipment - Train communication network(TCN) - Part 1: General architecture," 2012. 

  2. IEC, "IEC 61375-2-3: Railway Applications - Electronic railway equipment - Train communication network (TCN) - Part 2-3: TCN communication profile," 2015. 

  3. EN50126, "Railway applications - The specification and demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety(RAMS)," 1999. 

  4. EN50128, "Railway applications - Communication, signaling and processing systems - Software for railway control and protection systems," 2011. 

  5. D. H. Ahn, S. Han, K. K. Shin, J. J. Kim, "Introduction of certify process for TMS SIL#2 system," Proceeding of the Korean Society for Railway, pp. 848-856, 2014. 

  6. K. Li, X. Yao, D. C. Chen, L. Yuan, D. Zhou, "HAZOP Study on the CTCS-3 Onboard System," IEEE Transaction on Intelligent Transportation Systems, accepted for inclusion in a future issue, 2014. 

  7. B. K. Cho, K. J. Park, S. W. Lim, G. H. Cha, K. J. Oh, "Preliminary Hazard Analysis for Near Surface Transit Signal System," The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 64P, No. 3, pp. 97-103, 2015 

  8. T. W. Gu, "A novel approach supporting evaluation of software Safety Integrity Level on embedded systems," Proceedings of Information Science and Service Science (NISS), 2011 5th International Conference on New Trends in, pp. 140-145, 2011. 

  9. A. Ceccarelli, I. Majzik. D. Iovino, F. Caneschi, G. Pinter, A. Bondavalli, "A Resilient SIL2 Driver Machine Interface for Train Control Systems," Proceedings of Computer Systems, 2008. DepCos-RELCOMDEX '08. Third International Conference on, pp. 365-374, 2008. 

  10. T. Fujiwara, J. M. Estevez, Y. Satoh, S. Yamada, "A calculation method for software safety integrity level," Proceedings of the 1st Workshop on Critical Automotive applications: Robustness & Safety, pp. 31-34, 2010. 

  11. S. Connelly, H. Becht, "Developing a methodology for the use of COTS operating systems with safety-related software," ASSC '11 Proceedings of the Australian Systems Safety Conference - Vol. 133, pp. 27-36, 2011. 

  12. J. D. Lawrence, "Software Safety Hazard Analysis," UCRL-ID-122514, 1995. 

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