[发明专利]动态重构系统故障重构过程的任务可靠性建模方法

权利要求书

1.一种动态重构系统故障重构过程的任务可靠性建模方法，其特征是，

（一）对Petri网进行扩展

Petri网定义：三元组N＝(P,T;F)若满足以下条件，则称为Petri网，简称网：

1)网非空P∪T≠Φ；

2)二元性P∩T＝Φ；

3)流元素只存在于P和T之间，只能从P→T或T→P，不允许P→P或T→T；

4)没有孤立元素dom(F)∪cod(F)＝P∪T。

其中P是位置的集合，T是变迁的集合，F为流关系，P∩T＝Φ为空集。

排队随机Petri网定义：一个排队随机Petri网是一个七元组QSPN=(P,T,F,W,Q,λ,pri)，其中：

1)P与Petri网定义相同；

2)F流关系；

3)QSPN中的标记带有属性；

4)W为弧权函数，选择输入/输出标记的类型，并改变标记的属性；

5)T为变迁的集合，

T＝T_d∪T_i∪T_e,T_d∩T_i∩T_e＝Φ；

当同时有瞬时变迁、确定变迁和指数变迁满足发生条件时，他们发生的优先级次序为：T_i>T_d>T_e；

其中，Td为确定变迁集合、Ti为瞬时变迁集合、Te为指数变迁集合；

6)Q为排队网集合；

7)λ是与指数变迁相关联的平均变迁实施速率集合，λ＝{λ₁,λ₂,…λ_k}；

8)pri＝T_i→R为自然数，表示瞬时变迁的优先级关系，优先级高的变迁具有优先发生权。

（二）任务可靠性建模方法

1）事件的描述

按照事件发生时间类型的不同，分为瞬时事件、确定事件和随机事件，在动态重构系统的任务可靠性模型中，随机事件中发生时间服从指数分布的事件，用指数变迁T_e表示；确定时间发生的事件用确定变迁T_d表示；满足发生条件后无需时间即可发生的事件用瞬时变迁T_i表示；

2）系统硬件与功能分离

系统硬件用标记表示，功能用位置表示或子网表示，当上述确定变迁或瞬时变迁有多个输出位置时，表示系统硬件的不同应用，标记流向不同的位置，表示为不同的功能服务，但是不能同时为两个或两个以上的功能服务；

3）功能重构

在任务执行过程中，在初始状态时，P₁中包含一个标记，P₂中没有标记，P_q1中有N个标记，T_d1可发生，T_i1不可发生；当变迁T_d1发生时，处于工作状态的系统硬件转入故障状态，P₁中减少1个标记，P₂中增加一个标记，T_i1可发生；T_i1为瞬时变迁，因此立即发生，P₂和P_q1中各减少一个标记，P₁中重新增加一个标记，系统重构过程完成；

其中，位置P₁表示动态重构系统中的某一个系统硬件、P₂该系统硬件故障、P_q1表示先进先出的系统硬件队列，变迁T_d1表示系统硬件发生故障的事件、T_i1表示系统重新调用系统硬件的事件，T_d1的输入位置为P₁，输出位置为P₂，T_i1的输入位置为P₂、P_q1，输出位置为P₁。

4）基本可靠性

当用标记表示系统硬件时，系统硬件的属性也就成了标记的属性，按照电子产品故障服从指数分布的规律，给系统硬件的标记附加一个故障时间属性，表示系统硬件当前的剩余工作时间。