[发明专利]一种基于粒子滤波的硬盘故障预警与可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于粒子滤波的硬盘故障预警与可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，采集硬盘运行数据的原始S.M.A.R.T.参数集，从采集的硬盘运行数据的原始S.M.A.R.T.参数集筛选出用于硬盘故障预警的一次指标；再利用选出的一次指标构造能够反映硬盘动态异常行为的二次指标；

步骤2)，基于该二次指标，将高维S.M.A.R.T.参数集转换为一维硬盘状态退化数据，以该一维硬盘状态退化数据作为状态观测序列；

步骤3)，运用基于贝叶斯估计的粒子滤波方法递推估计出硬盘状态估计序列；再利用步骤2)得到的状态观测序列与状态估计序列作差，得到硬盘系统的残差序列；

步骤4)，根据步骤3)所得残差序列的统计特征，设定适合于不同硬盘个体的自适应故障预警阈值，并利用该预警阈值和多点连续报警机制判定当前时刻硬盘的健康状态，获得单个硬盘的预警提前量；

步骤5)，对多个硬盘样本分别进行步骤3)至步骤4)，统计用于评价硬盘可靠性的相关指标数值，以评价硬盘的可靠性。

2.根据权利要求1所述的一种基于粒子滤波的硬盘故障预警与可靠性评估方法，其特征在于，步骤1)的具体过程如下：选取和硬盘的磁头、磁碟及空气轴承相关的原始S.M.A.R.T.参数作为硬盘故障预警方法的一次指标。

3.根据权利要求2所述的一种基于粒子滤波的硬盘故障预警与可靠性评估方法，其特征在于，一次指标包括磁盘坏道、读扇区计数、读错误计数、写扇区计数和写错误计数；

利用一次指标构造的二次指标包括index1、index2、index3和index4，分别如下：

index1＝G(t_i)；

其中，t_i和t_i+1是硬盘S.M.A.R.T.数据相邻的采样时刻，G(t_i)表示t_i时刻的磁盘坏道，Rsc(t_i)表示t_i时刻的读扇区计数，Wsc(t_i)表示t_i时刻的写扇区计数，Rec(t_i)表示t_i时刻的读错误计数，Wec(t_i)表示t_i时刻的写错误计数。

4.根据权利要求1所述的一种基于粒子滤波的硬盘故障预警与可靠性评估方法，其特征在于，步骤2)中具体步骤如下：

首先，根据已知硬盘S.M.A.R.T.数据集选取用于多元回归分析的训练集，并通过该训练集获得回归矩阵w，过程如下：

y∈R¹,X∈Rⁿ；

其中，y∈[0,1]，为硬盘随时间增长的连续状态变量；X{X₁,X₂,...,X_n}，为影响硬盘连续状态变量值的S.M.A.R.T.数据；R¹为一维空间；Rⁿ为n维空间；y和X共同构成了训练集；

其次，利用得到的回归矩阵w对硬盘S.M.A.R.T.数据进行健康状态映射，过程如下：

X∈Rⁿ,w∈R¹；

其中，为硬盘S.M.A.R.T.数据经降维得到的一维硬盘状态退化数据。

5.根据权利要求4所述的一种基于粒子滤波的硬盘故障预警与可靠性评估方法，其特征在于，硬盘随时间增长的连续状态变量y取硬盘故障时刻的0％、25％、50％、75％和100％处的状态值，分别为0、0.25、0.5、0.75和1。