[发明专利]一种基于随机时间Petri网的系统安全性分析方法

权利要求书

1.一种基于随机时间Petri网的系统安全性分析方法，其特征在于实现步骤如下：首先建立待评估系统的随机时间Petri网模型，通过时序逻辑CSL公式将安全性度量指标转化为形式化的表达，最后在Petri网模型的基础上，结合CSL公式计算稳定状态安全度和基于路径的安全性指标从而评估系统的安全性；所述稳定状态安全度是指待评估系统长时间运行到达稳定状态时处于安全状态的概率，它反映了系统的可用性；基于路径的安全性指标描述了系统在一定时间范围内第一次到达不安全状态的情况。

2.根据权利要求1所述的基于随机时间Petri网的系统安全性分析方法，其特征在于：所述方法适用于系统变迁的实施时延服从概率密度函数是e的多项式形式的所有系统。

3.根据权利要求1所述的基于随机时间Petri网的系统安全性分析方法，其特征在于：所述基于时序逻辑CSL公式将安全性度量指标转化为形式化的表达的方法为：将稳定状态安全度和基于路径的安全性指标分别表示为S_≤λ[Φ]和在公式S_≤λ[Φ]中，Φ定义为系统处于不安全状态的条件，λ表示系统期望的不安全状态发生概率，公式S_≤λ[Φ]表示系统长时间运行到达稳定状态时处于不安全状态的概率小于等于λ，也就是意味着目标系统满足期望的稳定状态安全度；在公式中，s为初始状态，表示系统处于安全状态的条件，表示系统处于不安全状态的条件，该公式表示系统从初始状态s出发，在[0,t]的时间范围内，经过每个状态都满足的路径第一次到达满足状态的概率小于等于p，也就是在时间范围[0,t]内经过满足公式的路径第一次到达不安全状态的概率。

4.根据权利要求1所述的基于随机时间Petri网的系统安全性分析方法，其特征在于：所述计算稳定状态安全度的步骤是，首先得到Petri网模型的随机状态类可达图，检索其中所有的底部强连通组件BSCC，再计算从初始状态出发到达每个BSCC的概率，结合马尔可夫理论通过计算离散时间的稳定状态概率和随机状态类的平均逗留时间得到BSCC内部的稳态概率，最后结合CSL公式计算稳定状态安全度并判断是否满足安全性需求。

5.根据权利要求1所述的基于随机时间Petri网的系统安全性分析方法，其特征在于：所述计算基于路径的安全性指标的步骤是，首先得到Petri网模型的瞬态随机状态类可达图，针对CSL公式修改Petri网的可达瞬态随机状态类可达图中满足公式的状态为吸收状态，对修改后的Petri网模型进行瞬态分析，最后累加时刻t满足公式的状态的瞬态概率，结合CSL公式判断是否满足安全性需求。