본 논문에서는 경량전철시스템 기술개발사업에서 개발하고자하는 차량시스템, 신호제어시스템, 전력공급시스템 및 선로구축불의 목표신뢰도를 정의하였다. 이 목표신뢰도의 배분은 국내지하철의 고장유형 및 철도분야에 축적되어있는 고장율을 바탕으로 작성되었다. 특히, 차량시스템분야는 보다 자세히 목표신뢰도를 배분하였다. 이러한 목표신뢰도 배분을 통하여 경량전철 시스템의 각 개발단계마다 이루어지는 개발활동(설계, 제작 및 구매)의 검증을 수행하여야 신뢰성을 확보한 경량전철시스템개발이라는 궁극적인 목적을 달성할 수 있다. 목표신뢰도 배분에 맞추어 경량전철시스템개발동안 제동장치, 추진장치, 출입문장치, 제어장치 등 고장시 열차의 운행을 정지시킬 수 있는 구성품에 대한 신뢰도를 모델링하여 신뢰도 예측 및 분석하고 이에 맞추어 설계검증 및 보안을 한다. 또한 경량전철시스템의 시험선로에서의 주행시험을 통하여 국내 경량전철시스템에 적합한 신뢰도 기준을 마련하고자 한다.
경부고속철도의 개통과 함께 서울-부산 간 운행시간이 새마을호 기준 4시간 30분에서 2시간으로 단축되는 등 획기적인 시간 절감을 이루었으나 이는 고속철도가 운행되는 지역에 국한된 것이다. 이에 고속철도 비 수혜지역의 운행시간 단축을 위해 기존선 속도향상이 요구되며, 이러한 목적으로 한국철도기술연구원에서는 틸팅열차를 개발하여 시운전 10만Km를 목표로 시험운행중이다. 또한 한국철도공사에서는 이와 유사한 목적으로 기존선 신호시스템인 ATS 시스템을 차상신호시스템(ATP)으로 개량하는 사업이 추진되고 있다. 현재 틸팅열차에는 기존의 ATS(자동열차정지장치) 차상장치만을 장착하여 차량의 성능 확인을 위한 시험 및 시운전을 우선적으로 추진하고 있는 상태이며 이러한 ATS 차상장치는 160km/h 이하의 속도에서만 본연의 기능이 유지되고, 그 이상의 속도에서는 현실적으로 사용이 어렵기 때문에 틸팅열차의 목표속도인 200km/h에서 적합하게 시험하기 위해서는 적합하지 않다. 따라서 한국철도공사에서 추진하고 있는 ATP 구축사업의 지상설비와 연계될 수 있는 ATP 차상장치를 설치하여 시험을 하여야 한다. 본 논문에서는 이를 위한 틸팅열차와 ATP 차상장치와의 인터페이스에 대해 연구하였다.
멀티에이전트 시스템(MAS: Multi-Agent System)에서 에이전트는 각자의 목표 달성을 위해 주위 에이전트들과의 상호작용을 통해 목표의 충돌이 없는 일치 상황에 도달하도록 설계되어야 한다. 멀티에이전트 시스템에서 에이전트들 사이의 목표 충돌은 일반적으로 발생 가능한 상황이고, 어떤 에이전트가 다른 에이전트에 관한 모든 지식을 가진다는 것은 불가능하기 때문에 상대방에 관한 부분적인 지식만을 가진 상황에서 목표 충돌을 해결할 수 있는 협상은 중요하다. 본 논문은 멀티에이전트 시스템에서 믿음(Belief), 소망(Desire); 그리고 의도(Intention)을 에이전트 구조의 핵심 요소로 가정하고 이러한 구조를 가지는 BDI 에이전트를 논리 프로그래밍의 입장에서 표현한다. 또한 서로 다른 목표를 가진 BDI 에이전트들이 서로 협상하여 문제를 해결하는 과정에서 발생하는 에이전트들 상호간의 목표 충돌을 해결하는 방법을 제시하며, 이 방법의 효과성을 검증하기 위하여 JAVA와 PROLOG를 결합시킨 InterPROLOG 프로그래밍 언어로 구현하여 시험한다.
최근에 임베디드 시스템에 첨가되는 기능들은 대부분의 응용분야에서 점점 다양화되고 복잡해지고 있다. 임베디드 소프트웨어가 점점 더 많은 기능을 포함하게 되고, 그 크기도 점점 커지고 있다. 따라서 소프트웨어 개발자들이 제시간에 개발기간을 맞추는 것이 점점 더 어려워지고 있다. 그러므로 임베디드 소프트웨어 개발에 적합한 설계 및 시험 기법이 요구된다. 이 논문에서 우리는 임베디드 소프트웨어를 위한 소프트웨어 구조 형태를 제안한다. 이 구조는 재사용 가능한 기능의 조립을 촉진시키며 개발자가 개발기간을 단축하는데 도움이 된다. 또한 우리는 목적시스템에서 동작하는 임베디드 소프트웨어를 시험하는 기법과 도구를 제안한다.
자동차 전장제품 활용의 급속한 증가에 대응하기 위하여 자동차 분야에서는 ISO 26262 안전설계절차를 도입하여 차량용 임베디드 시스템의 안전성을 확보하려고 노력하고 있다. ISO 26262는 자동차에서 발생 가능한 비정상상태(abnormal state)를 식별하고 그의 영향을 분석하며 전체 시스템의 안전을 검증하는 것을 목표로 하고 있다. 다양한 종류의 부품이 연동되는 복잡한 시스템의 안전 검증은 결함수목법과 고장모드영향분석법을 활용하는 위험분석법이 보편적으로 사용된다. 결함주입시험은 이러한 위험분석의 기반도구로서 안전성을 향상시키기 위하여 사용된 고장감내 기능의 동작여부 및 그에 따른 시스템의 안전성을 검증하는 목적으로 사용된다. 본 논문에서는 차량용 고신뢰성 임베디드 시스템에서 사용되는 고장감내 메카니즘들의 기능과 안전을 검증하는 방법과 사례를 소개한다. 최근의 복잡한 차량용 임베디드 시스템의 개발은 상위수준의 모델을 개발하여 지정된 위험 및 고장을 초래하는 결함을 시스템에 주입하고 그의 결과를 분석하여 안전을 검증하는 것이 일반적인 방법이다. 개발 목표 차량의 임베디드 시스템 모델을 개발하고, 식별된 결함의 결함모델을 준비한 뒤, 시스템 모델 기반 결함주입 도구를 이용하여 결함주입을 수행하는 시험방법과 그 결과에 대하여 논의한다. 하드웨어는 SystemC 하드웨어 설계언어를 이용하여 개발하고, 소프트웨어를 컴파일하여 실행화일을 확보하여 시험대상인 결함모델을 개발하고 이를 대상으로 결함주입시험에 대해 설명한다.
경부고속철도의 개통과 함께 서울-부산 간 운행시간이 새마을호 기준 4시간 30분에서 2시간으로 단축되는 등 획기적인 시간 절감을 이루었으나 이는 고속철도가 운행되는 지역에 국한된 것이다. 이에 고속철도 비 수혜지역의 운행시간 단축을 위해 기존선 속도향상이 요구되며, 이러한 목적으로 한국철도기술연구원에서는 틸팅열차를 개발하여 시운전 10만Km를 목표로 시험운행중이다. 또한 한국철도공사에서는 이와 유사한 목적으로 기존선 신호시스템인 ATS 시스템을 차상신호시스템(ATP)으로 개량하는 사업이 추진되고 있다. 현재 틸팅열차에는 기존의 ATS(자동열차정지장치) 차상장치만을 장착하여 차량의 성능 확인을 위한 시험 및 시운전을 우선적으로 추진하고 있는 상태이며 이러한 ATS 차상장치는 160km/h 이하의 속도에서만 본연의 기능이 유지되고, 그 이상의 속도에서는 현실적으로 사용이 어렵기 때문에 틸팅열차의 목표속도인 200km/h에서 적합하게 시험하기 위해서는 적합하지 않다. 따라서 한국철도공사에서 추진하고 있는 ATP 구축사업의 지상설비와 연계될 수 있는 ATP 차상장치를 설치하여 시험을 하여야 한다. 본 논문에서는 이를 위하여 ATP 차상장치의 틸팅열차 적용에 대한 연구를 추진한 결과를 발표하고자 한다.
DO-330 소프트웨어 도구 자격증명 고려사항은 항공기에 탑재되는 소프트웨어 및 하드웨어를 개발/검증 하기 위해 사용되는 도구 개발 프로세스에 적용하기 위한 지침이다. 이 지침 상의 도구 개발 프로세스 중 검증 프로세스는 DO-330을 준수하기 위해 달성해야 하는 목표 중 많은 비중을 차지하고 있어 상당히 중요하다. 특히, 도구의 안전성 수준이 높은 개발 도구의 시험 목표들은 독립적으로 수행되어야 하기 때문에 많은 시간, 비용, 그리고 인력이 투입되어야 한다. 시험 절차를 잘 수립 해 놓았을 지라도 시험의 복잡도가 높아지면 인적 오류가 발생할 확률이 높아진다. 본 논문에서는 한화시스템에서 개발한 A661UAGEN 도구의 효율적인 DO-330 검증 프로세스를 진행하기 위한 스크립트 기반의 시험 자동화 에이전트 소프트웨어 구조를 제시하고 평가하였다. 그 결과 스크립트 기반의 시험 자동화 에이전트를 통해 자동화 된 시험이 테스트 엔지니어에 의한 수동 시험 보다 시험 수행 시간은 87.5%가 감소되었고, 시험 생산성은 43.75%가 향상되었음을 확인하였다.
EO/IR 위성에 탑재된 적외선 센서(IR Sensor)는 궤도환경에서 임무기간 동안 복사 에너지에 대한 센서 출력의 변화가 발생한다. 고품질 영상을 획득하기 위해 출력을 교정할 수 있는 주기적인 교정이 필요하며, 센서의 주기적이고 정밀한 교정을 위해 탑재체 내부에 흑체 시스템이 적용하였다. 우주 환경에서 사용되는 모든 시스템은 궤도환경에서의 목표 성능을 검증하기 위해 지상에서의 성능시험이 요구되고 있다. 흑체 시스템은 운용환경에서 목표 온도 범위에서 대표추정온도 오차와 흑체 표면온도균일도 성능의 시험적 검증이 요구되고 있다. 본 연구에서는, 궤도환경으로 우주배경복사 냉각이 모사된 열진공 시험을 통해 제안된 흑체 시스템의 대표추정온도 오차 교정 및 성능 검증을 진행하였다.
요구분석 및 설계 단계를 거쳐 구현된 탑재소프트웨어는 오류를 제거하고 요구규격에 맞도록 모든 기능이 정확히 구현되었는지 확인하기 위한 여러 가지 시험절차를 거치게 되는데, 일반적으로 단위시험, 통합시험, 검증시험 순으로 진행된다. 단위시험은 보통 개인 PC 환경에서 타겟 시뮬레이터를 이용하여 수행되고, 통합 및 검증시험은 목표시스템과 유사한 조건에서 수행할 수 있도록 하드웨어 환경을 제공하는 소프트웨어 검증장치를 이용하여 수행된다. 본 논문에서는 차세대 저궤도위성 탑재소프트웨어 시험환경에 대한 것으로 시험절차와 시험도구, 탑재소프트웨어 검증장치에 대하여 기술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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