GB/T 42555-2023 计量器具控制软件的通用要求

　　ICS 17 . 040 . 30 CCS A 50/64

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 42555—2023

　　计量器具控制软件的通用要求

　　General requirements for software controlled measuring instruments

　　2023-05-23 发布 2023-12-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 42555—2023

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 文件的指导作用 8

　　5 风险评估 8

　　5 . 1 风险评估目的 8

　　5 . 2 影响风险等级因素 8

　　6 计量应用软件的要求 9

　　6 . 1 通用要求 9

　　6 . 2 特定配置要求 12

　　7 型式批准 21

　　7 . 1 型式批准的申请资料 21

　　7 . 2 型式批准的技术要求 22

　　7 . 3 软件的验证和评价 23

　　7 . 4 软件评价过程 25

　　7 . 5 被测计量器具 27

　　8 计量器具的软件验证 27

　　8 . 1 通用要求 27

　　8 . 2 验证方法和测试项 目 27

　　附录 A (资料性) 软件评价报告格式示例 29

　　参考文献 33

　　I

　　GB/T 42555—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国计量器具管理标准化技术委员会(SAC/TC525)提出并归口 。

　　本文件起草单位:北京市计量检测科学研究院 、中国计量协会 、金卡智能集团股份有限公司 、浙江苍南仪表集团股份有限公司 、天信仪表集团有限公司 、成都秦川物联网科技股份有限公司 、重庆前卫表业有限公司 、辽宁思凯科技股份有限公司 、成都安迪生测量有限公司 、辽宁航宇星物联仪表科技有限公司 、新天科技股份有限公司 、中山大学 、湖南省计量检测研究院 、浙江省计量科学研究院 、安徽省计量科学研究院 、广州大帮智能科技有限公司 。

　　本文件主要起草人:杨有涛 、张亮 、丁渊明 、章圣意 、李孝评 、权亚强 、左明洪 、史健君 、钟骁 、关红君 、费战波 、吴筠 、向德华 、胡涤新 、李连 、梁斌 、周婉迪 。

　　Ⅲ

　　GB/T 42555—2023

　　计量器具控制软件的通用要求

　　1 范围

　　本文件规定了计量器具控制软件(以下简称计量软件)的通用要求 , 提供了验证指南 。

　　本文件适用于计量软件的通用要求及软件评价过程的设计和策划 。具体计量器具以本文件为基础制定相应的计量软件要求及检测要求 。本文件仅适用于计量器具或其电子装置的控制软件 。本文件只规定了部分信息安全的要求 , 使用时注意国家相关信息安全的要求 。

　　注 : 本文件不完全包含某些特定控制软件的所有技术要求 , 这些技术要求已在相关的国家标准和技术规范中给出 , 例如衡器 、水表等 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　JJF 1001 通用计量术语及定义

　　3 术语和定义

　　JJF 1001 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3.1

　　审核日志 audit trail

　　包含时间戳 、事件信息记录的连续数据文件 。

　　注 : 这些事件包括某一装置的参数值更改 、软件升级 , 或者其他有可能影响到计量特性的 、涉及法制计量管理的行为 。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 6 . 05] 3.2

　　认证 authentication

　　对某一用户 、过程或装置的公开或宣称身份进行检查的(过程)活动 。

　　注 : 例如检查下载的软件是否来源于型式批准证书的持有者 。

　　3.3

　　认证结果 authenticity

　　认证过程的结果(通过或不通过) 。

　　3.4

　　专用模块 built-for-purpo5e device

　　能完成特定的计量性能的单元 。

　　3.5

　　计量器具 mea5uring in5trument

　　单独或与一个或多个辅助设备组合 , 用于进行测量的装置 。

　　1

　　GB/T 42555—2023

　　[来源: JJF 1001—2011 , 6 . 1] 3.6

　　校验装置 checking facility

　　内置在计量器具中 , 能检测到故障且能产生响应的功能单元 。

　　注 :“ 产生响应”是指计量器具发出充分的响应(如发出光信号 、声信号 , 及测量过程中的防范措施等) 。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 5 . 07] 3.7

　　通信接口 communication interface

　　计量器具的一部分 , 支持计量器具 、电子装置或者其他系统外部接口之间的数据交互 。

　　注 1 : 通信接口数据传送可以是有线 、无线 、光学等方式 , 如通常设计的采用某一个通信协议 。

　　注 2 : 本定义不包括软件之间的通信 。

　　3.8

　　加密证书 cryptographic certificate

　　包含有属于计量器具或用户的公钥以及其唯一身份标识的数据集 。

　　注 : 此标识可以是计量器具的序列号 、用户名字或个人识别号码(PIN码)及有效日期 。

　　3.9

　　数据域 data domain

　　在内存中每一个程序用来处理数据的存储单元 。

　　注 : 数据域可以属于 1 个或多个软件模块 。

　　3 . 10

　　设备专有参数 device-5pecific parameter

　　计量器具中涉及法制计量的相关参数 。

　　注 : 设备专有参数包含可调整参数(如间距调整参数或其他可调整 、修正的参数)和配置参数(如最大值 、最小值及计量单位等) 。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 4. 12]

　　3 . 1 1

　　耐久性 durability

　　在使用周期内 , 计量器具保持其计量性能的能力 。

　　3 . 12

　　电子计量器具 electronic mea5uring in5trument

　　使用电子手段和(或)装备有电子装置 , 对电量或非电量进行测量的计量器具 。

　　注 : 只要是涉及法制计量的辅助装置 , 都被视为是计量器具的一部分 。

　　3 . 13

　　电子签名 electronic 5ignature

　　采用软件方法在源代码或软件上增加可验证的代码或软件 。

　　注 1 : 通常采用公钥方法来验证电子签名 , 例如 , 2 把钥匙中其中一把钥匙是保密的;另外一把是公开的 。

　　注 2 : 如为了验证真实性 , 或核对软件或代码没有被修改 , 可采用公钥来验证真伪 。

　　注 3 : 当软件和代码需要保密时采用密钥方法 。 当软件和代码使用前已经验证采用公钥法 。

　　注 4 : 验证可能需要加密证书 。

　　3 . 14

　　示值误差 error of indication

　　计量器具示值与对应输入量的约定真值之差 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 7 . 32 , 有修改]

　　2

　　GB/T 42555—2023

　　3 . 15

　　错误日志 error log

　　包含有影响计量特性的失效或故障信息记录的连续数据文件 , 特别适用于测量后故障信息失效或者无法识别的情况 。

　　3 . 16

　　事件 event

　　对计量器具某一参数 、可调系数进行修改或对软件模块进行升级的操作 。

　　3 . 17

　　事件计数器 event counter

　　事件一旦发生就进行累加且不可复位的计数器 。

　　3 . 18

　　可执行代码 executable code

　　安装在计量器具 、电子装置或组件(EPROM、硬盘等)的计算机系统中的文件 。

　　注 : 这些代码由微处理器编译后可进行逻辑 、运算 、解码或数据传输的操作 。

　　3 . 19

　　固有误差 intrin5ic error

　　在参考条件下确定的测量仪器或测量系统的误差 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 7 . 30]

　　3 . 20

　　偏差 fault

　　计量器具的示值误差和基本(固有)误差之差 。

　　注 1 : 通过电子仪器测量不希望发生变化的偏差 。

　　注 2 : 从偏差的定义理解 , 可以采用测量值或者相对值表达 , 例如用百分比表达 。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 5 . 12]

　　3 . 21

　　哈希函数 ha5h function

　　将一个较大(可能很大)数据域的值映射到一个较小范围内的 (数学)映射值的函数 。

　　注 : 一个“好的”哈希函数其作用在一个(大)数据集上的结果将均匀(明显随机性)分布在小的范围数据集上 。

　　3 . 22

　　程序 、数据或参数的完整性 integrity of program5 , data or parameter5

　　保证程序 、数据或参数在使用 、传输 、存储 、修理和维护时 , 不能被非法或无意地更改 。

　　3 . 23

　　接口 interface

　　供两个或多个功能单元之间连接的共享边界 , 通过不同的功能 、物理连接 、信号交换等附属特性进行定义 , 还可通过这些单元其他的一些特性来定义 。

　　3 . 24

　　可中断的累积测量

　　在计量器具正常的操作中 , 可以在正常运行时迅速中断的累计测量过程量的测量 。

　　注 1 : 如 自动衡器的不连续可累积功能和燃油加油机的测量都是可中断的 。

　　注 2 : 参考不可中断的累积测量定义 。

　　3

　　GB/T 42555—2023

　　3 . 25

　　法制计量相关 legally relevant

　　受法制计量管理的属性 。

　　3 . 26

　　法制计量相关参数 legally relevant parameter

　　涉及法制计量的计量器具 、电子装置或组件的参数 。

　　注 : 需要区分以下两种法制计量相关参数:型式专有参数和设备专有参数 。

　　3 . 27

　　法制计量相关软件部分 legally relevant 5oftware part

　　计量器具 、电子装置或组件的软件模块中与法制计量相关的部分 。

　　3 . 28

　　最大允许误差 maximum permi55ible error

　　对给定的测量 、测量仪器或测量系统 , 由规范或规程所允许的 , 相对于已知参考量值的测量误差的极限值 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 7 . 27]

　　3 . 29

　　测量 mea5urement

　　通过实验获得并可合理赋予某量一个或多个量值的过程 。

　　注 1 : 测量不适用于标称特性 。

　　注 2 : 测量意味着量的比较并包括实体的计数 。

　　注 3 : 测量的先决条件是对测量结果预期用途相适应的量的描述 、测量程序 , 以及根据规定测量程序(包括测量条件)进行操作的经校准的测量系统 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 4. 1]

　　3 . 30

　　测量数据 mea5urement data

　　在测量过程中使用的数据 。

　　注 : 测量数据包括与测量结果相关的数据和测量过程的数据 。

　　3 . 31

　　测量误差 mea5urement error

　　测得的量值减去参考量值 。

　　注 1 : 测量误差的概念在以下两种情况下均可使用:

　　a) 当存在单个参考量值时 , 如用测得值的测量不确定度可忽略的测量标准进行校准 , 或约定量值给定的 , 这种情况测量误差是已知的 ;

　　b) 如果假设被测量使用唯一的真值或范围可忽略的一组真值表征时 , 这种情况下测量误差是未知的 。注 2 : 不应将测量误差与产生的错误或过失相混淆 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 5 . 3]

　　3 . 32

　　测量过程元数据 mea5urement (proce55) metadata

　　测量过程中关联的元数据 。

　　注 1 : 测量元数据包括了测量结构和与测量过程相关的数据 。

　　注 2 : 测量过程中关联的元数据包括测量参数的格式 、设置链接的格式或者会话参数的格式 。

　　3 . 33

　　测量过程数据 mea5urement proce55 data

　　测量过程中需要推导出测量结果的关联数据 。

　　4

　　GB/T 42555—2023

　　注 : 例如测量过程数据可包括测量参数 、设定值或者会话参数 。

　　3 . 34

　　测量过程信息 mea5urement proce55 information

　　测量过程中关联的一组定量值或者变量 。

　　注 : 测量过程信息包括测量过程数据和测量元数据 。

　　3 . 35

　　测量结果 mea5urement re5ult

　　与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值 。

　　注 1 : 测量结果通常包含这组量值的“ 相关信息”, 诸如某些可以比其他方式更能代表被测量的信息 。 它可以概率密度函数 (PDF)的方式表示 。

　　注 2 : 测量结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度 。对某些用途 , 如果认为测量不确定度可忽略不计 , 则测量结果可表示为单个测得的量值 。在许多领域中这是表示测量结果的常用方式 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 5 . 1]

　　3 . 36

　　测量结果关联数据 mea5urement re5ult relevant data

　　推导测量结果过程中使用的数据 。

　　注 : 例如数字 、传感器的原始模拟值或者计量器具的授权号 , 都可能是测量结果的一部分 。

　　3 . 37

　　测量结果关联的元数据 mea5urement re5ult relevant metadata

　　能推导出测量结果关联的元数据 。

　　注 : 例如数字格式 、传感器的原始模拟值 、测量值的格式 、计量器具的授权号都可能是测量结果的一部分 。

　　3 . 38

　　测量结果关联信息 mea5urement re5ult relevant information

　　测量结果关联的一组定量值或者变量 。

　　注 : 包括测量结果关联的数据和元数据 。

　　3 . 39

　　元数据 metadata

　　描述数据的数据 , 对数据及信息资源的描述性信息 , 用于提供某种资源的有关信息的结构数据 。

　　3 . 40

　　不可中断的累积测量 non-interruptible cumulative mea5urement

　　在计量器具的一个累计的连续测量 。过程中 , 用户或操作人员不能终止测量并重新继续 。

　　注 1 : 如 自动衡器的连续累积功能和热量表的测量都是不可中断的 。

　　注 2 : 参考可中断的累积测量定义 。

　　3 . 41

　　保护接口 protective interface

　　防止非法影响涉及法制计量管理部分软件和控制数据流的软件模块 。

　　3 . 42

　　封缄 5ealing

　　为防止对计量器具硬件或软件部分未经授权的修改 、重新调整或拆除等行为 , 而对相应组件或部位所做的特别保护 。

　　注 : 可以通过硬件或软件实现 , 或二者组合共同实现 。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 2 . 20]

　　5

　　GB/T 42555—2023

　　3 . 43

　　安全保护 5ecuring

　　防止非法进入计量器具的硬件或软件的方法手段。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 2 . 21]

　　3 . 44

　　重大缺陷 5ignificant defect

　　导致计量器具运行产生不良影响的事件或者故障。

　　示例 1 :

　　删除审计轨迹。

　　示例 2 :

　　未经授权的修改参数。

　　示例 3 :

　　未经授权的更新。

　　3 . 45

　　软件检查 5oftware examination

　　根据特定流程查验一个或多个软件特性的技术操作。

　　注 : 如技术文档分析或在受控条件下的程序运行。

　　3 . 46

　　软件标识 5oftware identification

　　与需关注的软件或软件模块密切相关的可读字符串。

　　注 1 : 可以在计量器具的运行过程中进行检查。

　　注 2 : 如版本号 、校验和等都是软件标识。

　　3 . 47

　　软件接口 5oftware interface

　　由程序代码和专有数据域构成 , 在软件模块之间接收 、过滤和传输数据。

　　注 1 : 软件接口不限于涉及法制计量相关部分的。

　　注 2 : 在两个或多个软件模块之间交换和传输命令。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 6 . 03]

　　3 . 48

　　软件模块 5oftware module

　　整个系统中一些相对独立的程序单元 , 每个程序单元完成和实现一个相对独立的软件功能。注 1 : 包括数据域在内的诸如程序 、子程序 、库 、对象等 , 它们的数据区之间可以关联。

　　注 2 : 计量器具的控制软件可以包括一个或多个软件模块。

　　3 . 49

　　软件保护 5oftware protection

　　通过硬件或软件封缄来锁定保护计量软件或数据域。

　　注 : 只有移除 、损坏或破坏封缄后 , 才可以更改软件。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 6 . 04]

　　3 . 50

　　软件分离 5oftware 5eparation

　　计量器具 、电子装置或组件中的软件可以分为法制计量相关和不相关两部分。

　　注 : 它们之间可以通过软件接口通信。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 6 . 02]

　　6

　　GB/T 42555—2023

　　3 . 51

　　源代码 5ource code

　　未经编译的 , 按照一定的程序设计语言规范编写的 、可读可编辑的计算机程序 。

　　注 : 源代码可以编译或生成可执行代码 。

　　3 . 52

　　存储装置 5torage device

　　测量完成后 , 为涉及法制计量相关目的(如贸易结算用)而保留测量数据的存储器 。

　　[来源 : OIML V 1 :2013 , 6 . 07]

　　3 . 53

　　时间戳 time 5tamp

　　唯一的时间数据 。

　　注:例如 , 表明某一事件或故障发生的 日期或时间 , 可以表示成秒数或 日期加时刻统一格式的字符串 。

　　3 . 54

　　测量数据的传输 tran5mi55ion of mea5urement data

　　通过通信网络或其他方法将测量数据传输到远处的电子装置 , 以作进一步处理或用于法制计量相关的 目的 。

　　3 . 55

　　型式评价 type (pattern) evaluation

　　根据文件要求对测量仪器指定型式的一个或多个样品性能所进行的系统检查和试验 , 并将其结果写入型式评价报告中 , 以确定是否可对该型式予以批准 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 9 . 9]

　　3 . 56

　　型式专有参数 type-5pecific parameter

　　量值仅与计量器具的型式有关的涉及法制计量相关的参数 。

　　注 1 :型式专有参数是法制计量相关软件的一部分 。

　　注 2:如非水液体的流量测量系统中 , 某一涡轮流量计的液体运动黏度范围这一型式专有参数已被型式批准规定 , 所有该类涡轮流量计就应具有相同的黏度范围 。

　　3 . 57

　　通用设备 univer5al device

　　不是为特定目的而构造 , 但可以通过软件完成计量任务的设备 。

　　注 : 该类设备可能有未声明的操作系统接口 。

　　3 . 58

　　用户接口 u5er interface

　　操作员与计量器具或其硬件 、软件组件之间传递信息的接口媒介 。

　　注 : 如开关 、键盘 、鼠标 、显示屏 、监视器 、打印机 、触摸屏 、屏幕上的软件窗口(包括生成窗口的软件) 。

　　3 . 59

　　验证 verification

　　提供客观证据证明计量器具软件满足规定的要求 。

　　注 : 验证与检定容易混淆 。

　　[来源 : OIML V 2—200:2012 , 2 . 44]

　　7

　　GB/T 42555—2023

　　3 . 60

　　计量器具的检定 verification of a mea5uring in5trument

　　查明和确认测量仪器符合法定要求的活动 , 它包括检查 、加标记和/或出具检定证书 。

　　注:在 VIM 中将“ 提供客观证据证明测量仪器满足规定的要求”定义为验证 (verification) 。

　　[来源: JJF 1001—2011 , 9 . 17]

　　4 文件的指导作用

　　本文件规定了软件的通用要求 , 各条款中的示例是给出的可接受的技术解决方案 , 并不作为唯一的评判依据 , 具体计量器具的软件要求应在遵循本文件要求的基础上进行细化和编写 。

　　本文件目标是提供一个通用要求 , 不可能适用于全部的计量器具 。不同领域的计量器具风险水平不同 , 针对具体的计量器具在编写时需要考虑哪些测量数据时除要遵守本文件要求 , 还要考虑必要的影响因素 。

　　5 风险评估

　　5 . 1 风险评估目的

　　建立通用的评估计量器具控制软件测试风险级别的指南 。风险级别并非如准确度分类等级一样严格界定 , 而且不限定其他标准严格和本文件风险等级等效 。特殊情况可以依据其他标准特殊处理 。

　　5 . 2 影响风险等级因素

　　具体的计量器具(例如:贸易结算 、安全防护 、医疗卫生 、环境监测等)选择风险等级时 , 宜考虑以下几方面情况 。

　　a) 作弊欺诈风险:

　　1) 引起的后果 、社会及公众对此恶意操纵的反应 ;

　　2) 被计量商品的价值 ;

　　3) 使用的平台 (专用或者通用设备) ;

　　4) 潜在欺诈的风险来源(如无人值守自助设备) 。

　　b) 符合性要求:

　　遵循行业规定等级的实际可能性 。

　　c) 可靠性要求:

　　1) 环境条件 ;

　　2) 引起的后果 、社会及公众对此过失的反应 。

　　d) 欺诈的动机 。

　　e) 重复测量或中断测量的可能性 。

　　评估风险等级时可参考 ISO/IEC27005 。

　　软件风险等级分为一般风险等级 I 类和高风险等级 Ⅱ类 。

　　在第 6 章给出了计量器具在防欺诈 、符合性 、可靠性 、测量类型的一般风险等级( I 类)可接受的技术解决方案的示例 。对于高风险等级( Ⅱ类) , 还提出了增强的应对措施 。

　　检查等级和风险等级是关联的 。为了检测软件缺陷或者安全性能 , 需要深层次分析软件并应提高风险等级 。另外 , 检查等级宜考虑计量器具的机械封印(例如通信接口或外壳的机械封印) 。

　　8

　　GB/T 42555—2023

　　6 计量应用软件的要求

　　6 . 1 通用要求

　　6 . 1 . 1 软件标识

　　常见典型的技术解决方案不可能适用所有法制计量相关软件的应用领域。 采用特定要求的技术解决方案后,受软件控制的计量器具在安全性与符合性方面,可视为与非软件控制计量器具有同等的水平 。特定配置要求是针对某些计量软件或某些应用领域软件的技术特性,不是所有计量软件的普遍技术特点。

　　计量器具 、组件的法制计量软件需有清晰的 、带软件版本号或者其他特征的标识。 标识可以含有多个部分,但是至少应有一部分专用于法制计量目的。

　　计量器具的软件标识应可通过以下方式中的一种或多种显示或打印 :

　　a) 通过命令读取 ;

　　b) 通过操作获取 ;