En la industria ferroviaria hay una gran cantidad de sistemas críticos que tienen productos de software. Éste software debe cumplir con los criterios de Confiabilidad, Disponibilidad, Mantenibilidad y Seguridad (RAMS, por sus siglas en inglés) establecidos en las normas internacionales, en particular en las normas CENELEC EN 50126 /7 /8, utilizadas en la Unión Europea.
Para ello, es necesario desarrollar un proceso de evaluación de la conformidad del software adquirido y/o desarrollado para los sistemas de control y protección ferroviarios.
La conformidad se establecerá de acuerdo con los requisitos establecidos en la norma CENELEC EN 50126.
El proyecto de investigación se propone el desarrollo de una metodología para la verificación de la calidad del software crítico usado en los sistemas de control y protección de los ferrocarriles.Eje: Seguridad InformáticaRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Donadello, Domingo F.

Eterovic, Jorge

Eterovic, Silvina

Gioia, Cintia

Maidana, Carlos

Pomar, Pablo

Ureta, Walter

Spanish

SEDICI - Repositorio de la UNLP

Desarrolo de una metodología para la verificación de la calidad 
del software crítico en sistemas ferroviarios 
 
Jorge Eterovic; Domingo Donadelo; Cintia Gioia; Carlos Maidana; Pablo Pomar; 
Walter Ureta; Silvina Eterovic 
 
Programa CytMA2 / Departamento de Ingeniería e Investigaciones Tecnológicas  
Universidad Nacional de La Matanza 
Florencio Varela 1903 (B1754JEC), San Justo, (5411) 4480-8900 
 
jeterovic@ing.unlam.edu.ar; ddonadel@ing.unlam.edu.ar; cintiagioia@gmail.com; 
cemaidana@gmail.com; pablo_pomar@yahoo.com.ar; wureta@gmail.com; 
silvinaeterovic@gmail.com; 
 
 
Resumen 
En la industria feroviaria hay una gran 
cantidad de sistemas críticos que tienen 
productos de  software. Éste software 
debe cumplir con los criterios de 
Confiabilidad, Disponibilidad,  Manteni-
bilidad y Seguridad (RAMS, por sus 
siglas en inglés) establecidos en las 
normas internacionales, en particular en 
las normas CENELEC EN 50126 /7 /8, 
utilizadas en la Unión Europea. 
Para elo, es necesario desarolar un 
proceso de evaluación de la conformidad 
del software adquirido y/o desarolado 
para los sistemas de control y protección 
feroviarios. 
La conformidad se establecerá de 
acuerdo con los requisitos establecidos en 
la norma CENELEC EN 50126. 
El proyecto de investigación se 
propone el desarolo de una metodología 
para la verificación de la calidad del 
software crítico usado en los sistemas de 
control y protección de los ferocariles 
 
Palabras clave: Calidad del software; 
Evaluación de Calidad del Software; 
Verificación de la Calidad del Software 
Crítico. 
Contexto 
Este proyecto de investigación está 
inserto en el Programa CyTMA2 del 
Departamento de Ingeniería e Inves-
tigaciones  Tecnológicas  de  la  
Universidad Nacional de La Matanza. 
El tema de estudio y su proyección 
como objeto de investigación surge como 
una propuesta del Instituto Argentino de 
Normalización y Certificación (IRAM). 
Dentro del enfoque del proyecto 
podemos enunciar el uso de tecnologías, 
la exploración de paradigmas nóveles y 
su aplicación en el ámbito práctico y 
académico mediante la producción de las 
pautas básicas que sirvan de base para el 
desarolo de una metodología para la 
verificación de la calidad del software 
crítico usado en los sistemas de control y 
protección de los ferocariles. 
Introducción 
La gran evolución del Transporte 
Feroviario a nivel mundial en las últimas 
décadas hizo que la demanda de 
prestaciones y servicios sea cada vez 
mayor. En este sentido, los requisitos 
asociados a la Calidad y Seguridad 
Feroviaria cada vez son más exigentes. 
Calidad y Seguridad están directamente 
relacionados y marcan el nivel de 
confianza que ofrece un sistema. Los 
objetivos de Seguridad y Disponibilidad 
sólo pueden alcanzarse cumpliendo los 
requisitos de Confiabilidad y Mante-
nibilidad.  
Como en la industria feroviaria hay 
una gran cantidad de sistemas críticos con 
un alto contenido de software, es 
necesario desarolar un proceso de 
verificación de la calidad de dicho 
software crítico a efectos de asegurar la 
Confiabilidad, la Disponibilidad, la 
Mantenibilidad y la Seguridad, repre-
sentadas por las siglas RAMS [1], 
acrónimo de Reliability, Availability, 
Maintainability and Safety.  
RAMS representa un indicador, tanto 
cualitativo como cuantitativo, del grado 
de confianza que ofrece un sistema para 
comportarse  de  acuerdo  a  la  
funcionalidad especificada, de forma 
segura y con una alta disponibilidad. En 
la Unión Europea se han adoptado los 
requisitos establecidos en las normas 
CENELEC  (Comité  Europeo  de  
Normalización Electrotécnica) [2] en 
materia de RAMS feroviaria, y en la 
mejora de los procesos exigida por dichas 
normas, en especial en el proceso de 
desarolo general del producto. 
La  normativa  CENELEC  está  
compuesta por tres normas de la familia 
EN, y son las EN 50126 [3], EN 50128 
[4] y EN 50129 [5]. 
El grado de integridad de las funciones 
de seguridad se mide y tabula mediante el 
SIL, Nivel de Integridad de la Seguridad 
(Safety Integrity Level) [6]. El SIL mide 
y tabula la confianza que nos merece que 
una función de seguridad se vaya a 
ejecutar adecuadamente. Es una unidad de 
medida para cuantificar la reducción del 
riesgo.  
Por elo, las organizaciones involu-
cradas en el desarolo del software 
crítico, deben implementar un Sistema de 
Garantía de Calidad. El concepto de 
“Calidad” es muy ambiguo, y también lo 
es el de “Calidad de Producto de 
Software” [7], [8], [9], [10]. Una de las 
definiciones más aceptada es [9]: 
"Calidad es la totalidad de las 
características del producto que influyen 
en la capacidad del producto para 
satisfacer las necesidades explicitas o 
implícitas". 
En el marco del sistema que lo 
contiene, el software es una heramienta, 
y las heramientas tienen que ser selec-
cionadas por su calidad y pertinencia. 
El software determina el rendimiento 
de los procesos a los que brinda apoyo, 
impactando en el desempeño del sistema 
global, por lo tanto es importante para la 
calidad de este sistema. Por ello no es una 
tarea menor evaluar con la máxima 
objetividad posible las características de 
calidad deseadas, y debe dedicársele 
mucho esfuerzo. 
Cabe agregar que con la creciente 
sofisticación de los productos de software 
y su uso en áreas críticas como medicina, 
aeronavegación, militar, feroviaria etc., 
se han incrementado las actividades de 
evaluación de la calidad de los productos 
y artefactos de software [11]. 
El objetivo de este trabajo es el desa-
rollo de una metodología para la verifica-
ción de la calidad del software crítico en 
sistemas feroviarios basado en la aplica-
ción de la norma IRAM-ISO 90003 [12], 
que da las directrices para la aplicación de 
norma IRAM-ISO 9001 [13]. 
Líneas de Investigación, 
Desarrolo e Innovación 
El proyecto busca desarolar una 
metodología para la verificación de la 
calidad para cada una de las etapas del 
ciclo de vida de desarolo del software de 
los sistemas de control y protección del 
ferocaril basado en una serie de normas 
y estándares reconocidos y utilizados 
internacionalmente. 
Las normas proporcionan una serie de 
requisitos que se deben cumplir en las 
fases de desarolo, implantación y 
mantenimiento del software crítico. 
El concepto clave es el de los niveles 
de integridad de seguridad del software. 
Se identifican cinco niveles, siendo 0 el 
nivel mínimo y 4 el máximo. Cuanto más 
peligrosas sean las consecuencias de un 
falo del software, mayor será el nivel 
requerido de integridad de seguridad del 
mismo. 
La Especificación de Requisitos de 
Seguridad del Sistema identifica todas las 
funciones de seguridad asignadas al 
software y determina el nivel de 
integridad de seguridad del sistema para 
dichas funciones. En la figura 1 se 
muestran las etapas funcionales. 
Se debe seleccionar un modelo de 
ciclo de vida para el desarolo del 
software y se debe detalar en el Plan de 
Garantía de Calidad, cuyo objetivo es 
identificar, supervisar y controlar toda 
actividad, tanto técnica como de gestión, 
necesaria para garantizar que el software 
alcanza la calidad requerida.  
Se debe redactar un Plan de Garantía 
de Calidad del Software, donde se deben 
especificar los siguientes elementos: 
a) Definición del modelo del ciclo de 
vida: 
1) actividades  y  tareas  básicas  
compatibles con los planes, por 
ejemplo, el Plan de Seguridad que 
se ha establecido a nivel del 
sistema; 
2) criterios de entrada y salida de cada 
actividad; 
3) entradas y salidas de cada actividad; 
4) principales actividades de calidad; 
 
 Figura 1- Etapas funcionales 
 
5) entidad  responsable  de  cada  
actividad. 
b) Estructura de la documentación. 
c) Control de la documentación: 
1) roles de aquelos implicados en su 
redacción, control y aprobación; 
2) campo de aplicación de la 
distribución; 
3) archivo. 
d) Seguimiento y trazabilidad de las 
desviaciones. 
e) Métodos, medidas y heramientas para 
la garantía de calidad en función de los 
niveles de integridad de seguridad 
asignados. 
f) Justificaciones  de  que  cada  
combinación de técnicas o medidas 
seleccionada es apropiada para cada 
nivel definido de integridad de 
seguridad del software. 
 
Cierta información requerida en el 
Plan de Garantía de Calidad del Software 
puede aparecer en otros documentos, tales 
como en el Plan de Gestión de la 
Configuración del Software, en el Plan de 
Mantenimiento, en el Plan  de 
Verificación del Software o en el Plan de 
Validación del Software.  
Las  actividades  de  validación  
corespondientes a la aceptación en varias 
etapas de un sistema, se basan en la 
especificación del sistema y deben ser 
planificadas en las primeras etapas; es 
decir,  empezando  en  las  fases  
corespondientes de desarolo del ciclo 
de vida, como se muestra en la figura 2, 
donde se muestran por separado las 
tareas de verificación y validación dentro 
del ciclo de vida.  
El objetivo de la verificación consiste 
en demostrar que, para las entradas de 
información específicas, las salidas de 
cada fase cumplen, en todos los aspectos, 
los requisitos de dicha fase. 
El objetivo de la validación consiste en 
demostrar que el sistema de que se trate, 
en cualquier momento de su desarolo y 
después de su instalación, cumple con sus 
requisitos en todos los aspectos. 
La metodología para la verificación de 
la calidad del software crítico no se 
basará en la utilización de un ciclo de 
vida de desarolo específico, pero sí 
establecerá puntos  de  control,  
validaciones, verificaciones, evaluacio-
nes, criterios de aceptación y documen-
tación como parte de un proceso myor 
como lo es el de auditoría y control en el 
desarolo de dichos productos de 
software, de manera de poder garantizar 
la calidad del mismo desde las diferentes 
etapas del desarolo, reduciendo los 
defectos y los riesgos. 
 
  
  
Figura 2 - Validaciones 
 
Resultados y Objetivos 
Se ha logrado constituir un grupo de 
investigación multidisciplinario, donde 
los resultados esperados se pueden 
describir en tres aspectos distintos 
Resultados en cuanto a la producción 
de  conocimiento:  Desarolar  una  
metodología que se pueda utilizar en la 
verificación de la calidad del software 
crítico en sistemas feroviarios. 
Resultados en cuanto a la formación de 
recursos  humanos: Propuesta de 
capacitación a personal de empresas 
feroviarias que daban auditar software de 
aplicaciones feroviarias y a alumnos 
universitarios que puedan desarolar 
capacidades de  colaboración en audito-
rias de sistemas feroviarios. 
Resultados en cuanto a la difusión de 
resultados: Difusión de la normativa 
internacional referida a sistemas de 
control y protección del ferocaril para 
promover su adopción. Se ofrecerá la 
publicación de un Referencial de 
auditoria de sistemas feroviarios a través 
del IRAM. 
La metodología una vez desarolada, 
servirá como base para la evaluación de la 
calidad del software crítico de las 
aplicaciones feroviarias, y eventualmente 
permitiría certificar en base a la Norma 
EN 50128:2011. 
Formación de Recursos Humanos 
El equipo está integrado por docentes/ 
investigadores que pertenecen a la cátedra 
de Auditoria y Seguridad Informática de 
la carera de Ingeniería en Informática de 
la  UNLaM,  más  otro  docente/  
investigador especializado en sistemas de 
control y una alumna de la carera de 
Ingeniería en Informática que está 
haciendo sus primeras experiencias en 
proyectos de investigación. 
Dos de los miembros del equipo de 
investigación se encuentran desarrolando 
su trabajo de tesis de posgrado de la 
Maestría en Informática de la UNLaM. 
Ambos están siendo tutoreados por el 
Mag. Jorge Eterovic, director del 
proyecto de investigación. 
El presente trabajo se enfoca en un 
dominio tecnológico incipiente, por ende, 
es posible extender nuevas líneas de 
investigación y desarolo para ampliar 
los alcances de nuestra propuesta a otros 
escenarios. 
Referencias 
[1] Zárate Fraga, Marta. Análisis RAMS. 
Proyecto Fin de Carera. Universidad 
Carlos II de Madrid; Febrero de 2012. 
[2] CENELEC: Comité Européen de 
Normalisation  Electrotechnique-. 
htp:/www.cenelec.eu. 
[3] Norma EN 50126. Aplicaciones 
Feroviarias.  Especificación  y  
demostración de la fiabilidad, la 
disponibilidad, la mantenibilidad y la 
seguridad (RAMS). 2005. 
[4] Norma EN 50128. Aplicaciones 
Feroviarias.  Sistemas  de  
comunicaciones,  señalización  y  
procesamiento. Software para sistemas y 
protección del ferocaril. 2012. 
[5] Norma EN 50129. Aplicaciones 
feroviarias. Sistemas de comunicación, 
señalización y procesamiento. Sistemas 
electrónicos relacionados con la seguridad 
para la señalización. 2005. 
[6] Mark Charlwood, Shane Turner and 
Nicola Worsel. A methodology for the 
assignment of safety integrity levels 
(SILs) to safety-related control functions 
implemented by safety-related electrical, 
electronic and programmable electronic 
control systems of machines. Health and 
Safety Executive. 2004 
[7] Brosseau, Jim.  Software Quality 
Atributes: Folowing Al the Steps, 
Clarus Consulting Group Inc. Noviembre 
de 2010. 
[8] Kitchenham, B., Lawrence, Pfleeger, 
S.L.: Software Quality: The Elusive 
Target, Software, IEEE (Volume:13, 
Issue: 1, pp. 12-21), Enero de 1996. 
[9] Dromey, R.G.: Cornering the 
Chimera, Software, IEEE (Volume: 13, 
Issue: 1, pp. 33-43), Enero de 1996. 
[10] Walace, D. and Reeker L., Software 
Quality, in Guide to the Software 
Engineering Body of  Knowledge 
SWEBOK, A. Abram and P. Bourque, 
Eds.: IEEE, pp. 165 – 184, 2001. 
[11] Thomas E. Murphy, Nathan Wilson. 
Gartner: Magic Quadrant for Integrated 
Software Quality Suites. Julio de 2013. 
[12] Norma IRAM-ISO 90003. Ingeniería 
del software. Guía de aplicación de la 
ISO 9001:2000 al software. 2004. 
[13] Norma IRAM-ISO 9001. Sistemas 
de gestión de la calidad. Requisitos. 2008. 
 


Desarrollo de una metodología para la verificación de la calidad del software crítico en sistemas ferroviarios

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/46256/Documento_completo.pdf?sequence=1

Desarrollo de una metodología para la verificación de la calidad del software crítico en sistemas ferroviarios

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

SEDICI - Repositorio de la UNLP