机载事故记录设备软件质量评价方法与应用

虞 飞，徐 军

（工业和信息化部 电子第五研究所，广东 广州 510610）

机载事故记录设备软件质量评价方法与应用

虞 飞，徐 军

（工业和信息化部 电子第五研究所，广东 广州 510610）

事故记录设备软件作为军用设备重要软件，被应用于几乎所有飞机设备中。文章根据GJB5236军用软件质量度量标准中选择软件度量模型，选取合适度量元、根据专家经验确定各级指标权重、定义评价指标含义，依据工程实践所得测试数据计算被评价软件的每个度量元得分后，以度量元为基础通过度量模型计算最终软件得分，对比分析被评软件得分，为后续该软件的开发工作提出针对性改进意见，提高事故记录设备软件质量。

机载事故记录设备软件；软件质量度量；度量模型；质量评价

机载事故记录设备软件安装于事故记录系统内，主要用于采集飞机在飞行过程中发动机系统、导航系统、惯导系统、语音系统产生的参数后存储，存储于防护记录器设备中的数据经过专门软件下载、解析后用于分析飞机飞行状态及事故原因。事故记录设备软件作为军用机载重要软件，其运行环境的恶劣程度不可控，且从飞机失事到事故记录装置被发现需要时间，因此对机载事故记录软件必须具有较强的可靠性、适应性、安全保密性等特征。

1 度量模型选择

1.1 特性、子特性及度量元的选取

依GJB5236所述，其软件属性划分为6个特性（功能性、可靠性、易用性、效率、维护性、可移植性），并进一步细分为若干个子特性。对软件的每个质量特性和影响质量特性的子特性都给予准确定义［1］。

结合事故记录设备软件特点，从GJB5236中选择适合被评价软件的度量特性以及对应的度量子特性，并对每个子特性规定可量化的度量元，建立适合本软件的质量度量模型，针对事故记录设备软件对每个度量元的做说明，具体情况如表1所示。

未选择质量特性说明：

（1）作为嵌入式软件，没有直接与用户直接交互的信息，故不选择易用性作为评价特性之一。

表1 质量特性、质量子特性和度量元的映射关系表

（2）作为军用定制软件，研制方负责其维护，该类软件存在维护的特殊性，故不选择维护性作为评价特性之一。

（3）可移植性在此类定制软件中不作为评价特性。

1.2 度量测试项及测量方法

表1中的度量元大部分通过失败用例数在用例总数中的比例数值作为度量元的测量值，如记录下载功能实现的充分性度量元，通过公式计算得到。A表示软件在记录和下载飞行数据、振动数据、音频数据、视频数据中失败的用例总数；B表示测试软件记录、下载飞行数据、振动数据、音频数据、视频数据功能的用例总数。

对其中某些质量特性说明，如故障密度，通过公式缺陷率= （关键问题×3+重要问题×2+一般问题）/（代码行数×1000）计算千行代码的缺陷率数据后，根据行业内专家数据将千行代码缺陷率分为［0，1），［1，3），［3，6），［6，10），［10，∞）区间，落在分配区间的故障密度测量值分别被赋值为0.9，0.6，0.4，0.2，0.1，实现指标趋1化处理。表1中所有度量元指标趋1化处理后，测试值越接近1代表软件此项特性越好［2］。

1.3 质量度量指标体系

对于特定的被度量软件而言，它的每个质量特性及子特性的重要程度不同。如对于实时性软件，功能、可靠性、效率比较重要；对于生存周期较长、兼容性要求较高的软件，可移植性、可维护性在整个质量度量过程中也较重要。因此，在确定产品的质量特性、子特性、度量元后要综合考虑它们之间相互关系和重要程度，以此为依据给出相应的权值［3］。

若各注水站管压达到设计压力16.00 MPa，通过软件计算可得，深度注水管网在选取的典型注水井处压力[3]如表3中所示。由于典型注水井注入压力要求高于其他注水井，因此杏B、杏C、杏D注水站出站压力即管压达到16.00 MPa，即可满足注入压力需求[4]。

本文使用以下几种评分方法：

（1）度量元计分：评价人员对评价模型中的度量元进行适用性选择，并根据适用性度量元的计分方式进行计分，从而获得所有适用度量元的测试值；

（2）子特性计分：计算子特性所管理的全部适用度量元的测量值的算术平均值，从而获得子特性的测量值；

（3）特性计分：根据分配给特性所管理的全部子特性的权值，计算特性所管理的子特性的测试值的加权平均值，从而获得特性的测量值；

（4）综合计分：根据分配给特性的权值，计算特性测量值的加权平均值，从而获得质量测量值。

各级指标权重的分配依据专家经验数据以及作者依据本人经验确定：

一级指标的权重为：W=（w1，w2，w3）=（0.38，0.35，0.27）二级指标的权重为：

1.4 软件质量特性评价准则

2 事故记录设备软件的质量度量

表2 子特性评估结果解释

本文选取3个事故记录设备软件A，B，C。软件A属于厂家甲生产的X型号软件，软件B属于厂家甲生产的Y型号软件，软件C属于厂家乙生产的X型号软件，3个软件代码规模相近。

通过上述质量度量方法和3个软件的工程测试数据，计算每个度量元测量值，根据“度量元值→子特性值→特性值→综合质量值”的映射公式［4］，计算被度量软件的质量综合评分，比较3个软件的综合得分和某些特性的得分，对被评价的3个软件的质量进行客观评价，以此作为用户或者需方购买产品设备时对研制单位的生产能力考查，以及厂家在某些型号上的投入程度，为用户再次购买产品提供参考依据，如表3所示。

表3 3个软件的工程测试数据的度量元测量值

将度量结果［0，1］分为“优秀”“良好”“合格”以及“不合格”4个评价区域，从而判定软件质量评价等级。若两个软件产品的质量落在同一个评价等级，则谁的评价结果值大一些，谁在该特性上表现得更为优秀。每个评价等级的含义是：

优秀—软件产品质量特性或软件质量非常好。

良好—软件产品质量特性或软件质量较好。

合格—软件产品质量特性或软件质量合格。

不合格—软件产品质量特性或软件质量不合格。

质量度量结果如表4所示。

表4 质量度量结果

质量评价等级如下：优秀［1，0.94］，良好（0.94，0.88］，合格（0.88，0.82］，不合格（0.82，0］。

软件A评价结果为优秀、软件B评价结果为合格、软件C的评价结果为良好。软件A在功能上更好实现产品明确和隐含需求功能、在可靠性上能够更好维持产品性能级别，但是在效率上产品的时间性能指标的满足情况没有软件B，C好；软件B的度量质量没有A，C高。

3 度量结果分析

软件A和软件C为不同厂家生产的属于同一型号飞机的事故记录设备软件，两者具备的软件质量均比另一型号的软件B质量高，此评价结果说明就军用软件而言，开始就制定严格的研制规范要求、工程化审查要求，并在项目各阶段紧抓要求，严格把关，生产的软件产品质量较高。

软件A和软件B属于相同厂家生产的不同型号飞机的事故记录设备软件，软件B沿用软件A的设计思路和小部分代码，但受限于从业人员的技术能力和项目实施阶段管理松散，导致软件B的质量未达到较高质量。

分析以上结果得出：为更好提高软件质量水平可以从以下几个方面着手：第一，提高从业人员的水平，对其进行定期技术培训，提高技术能力、传输正确的代码编码规范和文档编制规范；第二，从项目开始至项目结束期间，保持项目管理的严谨，对项目过程和工作产品严格把关，以保证产品质量。

4 结语

本文针对事故记录设备特点，在GJB5236-2004 军用软件质量度量标准中选择软件度量模型，选取合适度量元、根据专家经验确定各级指标权重、定义评价指标含义，依据工程实践数据和质量度量模型计算最终软件质量度量评分，形成质量特性评价标准，针对同类型的多个被评价软件进行得分比较与结果分析，提出可行性的建议以提高软件质量。

［1］总装电子信息基础部.GJB5236—2004军用软件质量度量［S］.总装电子信息基础部，2004.

［2］沈涛.综合电子信息系统软件质量的测试和评估［J］.计算机工程，2004（3）：101-103.

［3］张军威.军用软件产品评价的工程化实现方法［J］.电脑知识与技术，2010（6）：11-13.

［4］马秋慧.基于使用质量的软件质量度量技术和评价模型研究［J］.软件导刊，2012（8）：3-5.

Quality evaluation method and application of airborne accident recording equipment software

Yu Fei，Xu Jun

（Electronics Fifth Research Institute of Industry and Information Technology Ministry，Guangzhou 510610，China）

As the important military equipment software，accident recording software is used in almost all aircraft equipment.This paper selects the software measurement model and appropriate metric element according to the GJB5236 military software quality metrics and determines the weight of indicators at all levels and evaluation index meaning according to the expert experience，then defines the definition of metric element according to the test data from engineering practice，we calculates the the final software score based on the metric element through metric element model.After comparing and analyzing the score，we give targeted improving suggestions to the following software development work to improve accident recording equipment software quality.

airborne accident recording equipment software；software quality measurement；measurement model；quality evaluation

虞飞（1991—），女，安徽安庆。