[发明专利]一种基于时序关系的系统失效生成图方法

说明书

本发明公开了一种基于时序关系的系统失效生成图方法，该方法首先通过识别系统中组件内部触发或被触发类型事件的时序行为对其进行排序，获得系统内部组件间不可同时到达的状态；其次，排除不可达状态对，对组件间的可同时到达状态建立笛卡尔积，获得系统的所有可达状态对，最后，根据连接表和最小割集获得系统失效生成图。本发明基于时序关系的系统失效生成图方法，有效解决了系统失效生成图生成过程中存在的状态空间爆炸问题，为状态事件故障树生成系统可达图提供了一种新的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于时序关系的系统失效生成图方法，特别是涉及一种基于状态事件故障树构件内部时序关系的系统失效生成图方法。

背景技术

由于作战系统具有一些特殊属性，如时序关系、功能依赖等，使得普通故障树很难应用到作战系统中。状态事件故障树既可以表述组件内部时序行为活动，又可以表述系统的因果失效关系，适用于描述作战系统的失效因果链。由于状态事件故障树缺乏严格语义，分析过程大部分是基于模型转换，转换成DSPN模型或Markov模型，但是在进行模型的等价转换时存在状态空间爆炸问题。

针对状态空间爆炸问题，国内外的研究人员分别进行了基于DSPN的状态空间缩减方法的研究以及基于交互Markov的状态空间缩减方法研究。基于DSPN的状态空间缩减方法主要采用转移优先权方法、顶层事件状态终止方法、最小化图方法等，但是这些过程的主要缺陷是在进行状态空间缩减之前，首先需要生成一个完整的系统可达状态图，这个巨大的任务通常会伴随着状态空间爆炸；交互Markov的状态空间缩减方法是基于弱互模拟技术，当组件内部状态较多时仍会出现状态空间爆炸问题。Roth博士提出在状态事件故障树基础上直接生成系统失效图的方法，但是该系统失效生成图方法依赖于组件间的直接触发关系获得系统的不可达对，对于无直接触发关系的组件间的状态不可达对无法直接识别，依然会造成阶段性的空间爆炸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于时序关系的系统失效生成图方法，有效解决了系统失效生成图生成过程中存在的状态空间爆炸问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于时序关系的系统失效生成图方法，包括如下步骤：

步骤1，根据系统各组件内部事件的时序活动和系统各组件间的触发关系，对系统内部触发和被触发类型事件进行排序，确定系统所有组件内部触发和被触发类型事件的时序关系；

步骤2，计算系统内部触发关系中触发事件的前驱状态集和被触发事件的后继状态集；

步骤3，根据步骤1的时序关系和步骤2的前驱状态集和后继状态集识别系统内部所有组件间的不可达状态组；

步骤4，对系统C＝{C_i,i＝1,2,…,n}，其中，C_i＝{S_j,j＝1,2,…,m}，S_j为组件C_i的第j个状态，m为组件C_i包含的状态数目，n为所有组件的数目，设参与笛卡尔积组合计算的组件集为D，可达状态组为R，D、R初始为空；

a.任取一个组件C_i放入集合D中，D＝{C_i}，C＝C-D，则R＝{R₁,R₂,…,R_m}＝{{C_i.S₁},{C_i.S₂},…,{C_i.S_m}}，{C_i.S_j}表示组件C_i的第j个状态构成的集合；