Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11391:2016 (EN 50128:2011) là văn bản kỹ thuật quan trọng quy định về các yêu cầu đối với phần mềm được sử dụng trong các hệ thống phòng vệ và điều khiển đường sắt. Tiêu chuẩn này tập trung vào việc đảm bảo tính an toàn, độ tin cậy và khả năng kiểm soát lỗi của phần mềm trong môi trường đường sắt nghiêm ngặt. Dưới đây là tóm tắt chi tiết các nội dung và chính sách kỹ thuật trọng tâm được quy định trong tiêu chuẩn.

1. Phân loại và đặc tính của các loại phần mềm trong hệ thống đường sắt

Tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa và yêu cầu cụ thể đối với từng loại phần mềm được áp dụng trong hệ thống xử lý thông tin và tín hiệu đường sắt, bao gồm:

• Phần mềm thương mại sẵn có (COTS): Là loại phần mềm được xác định rõ ràng theo nhu cầu của thị trường, có sẵn rộng rãi và đã được chứng minh sự phù hợp với mục đích sử dụng thông qua lịch sử vận hành thực tế bởi nhiều người dùng khác nhau.
• Phần mềm hệ thống và Firmware: Phần mềm được lưu trữ cố định trong các bộ nhớ chỉ đọc (ROM) hoặc bộ nhớ bán vĩnh cửu (như bộ nhớ flash). Đặc tính quan trọng của loại phần mềm này là phải độc lập hoàn toàn về mặt chức năng đối với phần mềm ứng dụng để tránh xung đột hệ thống.
• Phần mềm cấu hình linh hoạt: Loại phần mềm có khả năng thích ứng và sử dụng cho nhiều cài đặt, cấu hình khác nhau trong hệ thống đường sắt chỉ bằng cách thay đổi hoặc đưa vào các thuật toán và dữ liệu ứng dụng cụ thể mà không cần thay đổi mã nguồn cốt lõi.
• Phần mềm đã được xây dựng trước đây (Pre-existing software): Bao gồm cả phần mềm thương mại sẵn có (COTS) và phần mềm mã nguồn mở, đòi hỏi phải có quy trình đánh giá sự phù hợp nghiêm ngặt trước khi tích hợp vào hệ thống an toàn đường sắt.

2. Quy định về phần mềm an toàn và phân loại công cụ hỗ trợ phát triển

An toàn là yếu tố tiên quyết trong hệ thống điều khiển đường sắt. Tiêu chuẩn phân định rõ vai trò của phần mềm thực hiện chức năng an toàn và các công cụ phần mềm hỗ trợ quá trình phát triển:

• Phần mềm thực hiện chức năng an toàn: Là phần mềm trực tiếp tham gia vào việc giám sát, phòng vệ và điều khiển các tác vụ an toàn của đường sắt, đòi hỏi mức độ toàn vẹn an toàn cao nhất.
• Công cụ không tạo đầu ra trực tiếp vào mã chạy: Các chương trình không tạo ra bất kỳ đầu ra nào có thể tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào mã chạy chương trình (bao gồm cả dữ liệu) của phần mềm hệ thống.
• Công cụ hỗ trợ kiểm thử và thẩm tra: Các chương trình hỗ trợ cho việc kiểm thử, thẩm tra thiết kế hoặc kiểm tra mã chạy chương trình. Đối với loại này, các lỗi phát sinh trong công cụ có thể không phát hiện ra sai sót của phần mềm được kiểm thử nhưng bản thân công cụ không thể trực tiếp tạo ra lỗi trong phần mềm chạy thực tế.
• Công cụ tạo đầu ra trực tiếp vào mã chạy: Các chương trình tạo ra các đầu ra tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào mã chạy chương trình (bao gồm cả dữ liệu) của hệ thống liên quan tới phần mềm (ví dụ: trình biên dịch, bộ tạo mã tự động). Các công cụ này đòi hỏi quy trình kiểm chứng nghiêm ngặt nhất vì lỗi của công cụ có thể trực tiếp gây lỗi cho hệ thống vận hành.

3. Phát triển dữ liệu ứng dụng và kỹ thuật thiết kế phần mềm chấp nhận lỗi

Tiêu chuẩn hướng dẫn chi tiết về cách thức xây dựng dữ liệu và thiết kế hệ thống có khả năng tự bảo vệ trước các sự cố:

• Mục tiêu phát triển dữ liệu ứng dụng: Quá trình này nhằm mục đích tìm kiếm, xác định dữ liệu chuẩn từ các lắp đặt, vận hành thực tế trước đó. Đồng thời, phải tiến hành kiểm tra sự hoạt động dự định của hệ thống thông qua việc đánh giá toàn diện quá trình phát triển đã được áp dụng cho dữ liệu ứng dụng đó.
• Thiết kế phần mềm chấp nhận lỗi (Fault-tolerant software): Đây là kỹ thuật thiết kế giúp phần mềm có khả năng tự ứng phó với các hư hỏng đã được xác định trước trong môi trường hoạt động của chính nó, hoặc khi hệ thống bị sử dụng ngoài phạm vi chính thống, hoặc gặp phải các điều kiện bất thường ngoài dự kiến. Phần mềm phải tự động xử lý các tình huống này theo các kịch bản và yêu cầu an toàn đã được xác định trước nhằm ngăn ngừa tai nạn hoặc sự cố nghiêm trọng.

4. Thông tin hiệu lực và áp dụng

Hiện tại, các thông tin chi tiết về số hiệu cụ thể (ngoài ký hiệu tiêu chuẩn), loại văn bản pháp lý, cơ quan ban hành, ngày ban hành, ngày áp dụng và tình trạng hiệu lực hiện thời của tiêu chuẩn này chưa được cập nhật đầy đủ trong dữ liệu gốc. Người sử dụng cần đối chiếu thêm với các văn bản công bố tiêu chuẩn quốc gia của cơ quan có thẩm quyền để cập nhật trạng thái hiệu lực mới nhất.