[发明专利]基于状态机模型的信号系统通信数据可靠性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于状态机模型的信号系统通信数据可靠性分析方法，包括：步骤一，建立通信系统状态机模型；步骤二，建立通信系统状态空间可靠性模型及基于状态空间的通信系统可靠性预计模型；步骤三，根据通信系统状态空间可靠性模型及基于状态空间的通信系统可靠性预计模型，识别出日志数据中落入异常态的空间点，在向故障态跳转之前进行拦截。针对现存轨道交通通信系统中大量丢失通信数据的问题，建立综合考虑硬件设备、软件及外部环境因素的通信系统可靠性分析模型，有效利用通信日志数据进行预测，分析通信系统的状态空间，发现潜在缺陷，从而可以将故障状态进行拦截。

技术领域

本发明涉及轨道交通通信技术领域，尤其涉及信号系统通信数据可靠性分析方法。

背景技术

在轨道交通信号系统领域中，通信系统的可靠性和有效性是信号系统可用性的重要影响因素之一，因此提高通信系统的可靠性和有效性是信号系统集成的重要任务。已建轨道交通项目在列车运行过程中，通信丢失或者通信无效发生的频率非常高，相应也产生了大量通信日志数据，虽然得益于容错设计在大部分情况下短时的通信丢失对于列车运行没有直接影响，信息校验机制也保证了信息传输的安全，但对于通信系统来说，会极大地影响其可靠性和可用性。而且如果对丢失通信告警不做任何处理，极有可能对信号系统可用性造成严重的影响。

现有对通信系统可靠性的研究多从经典可靠性建模方法出发，比如马尔科夫链等，仅对网络结构或设备的可靠性进行分析，没有综合硬件、软件以及外界环境的角度充分考虑导致传输失效的原因。现有的方法主要从设备技术改进的角度出发，提出改进措施，需要对现有的设备或技术进行大量更换，需要花费大量的人力和物力。并且硬件设备的随机故障和耗损型故障是无法避免的，因此通过更换现有设备或改进技术仍然无法解决设备在使用过程中由于性能退化导致的通信故障问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于状态机模型的信号系统通信数据可靠性分析方法，针对现存轨道交通通信系统中大量丢失通信数据的问题，建立综合考虑硬件设备、软件及外部环境因素的通信系统可靠性分析模型，有效利用通信日志数据进行预测，分析通信系统的状态空间，发现潜在缺陷，从而可以将故障状态进行拦截。

实现上述目的的技术方案是：

一种基于状态机模型的信号系统通信数据可靠性分析方法，包括：

步骤一，建立通信系统状态机模型；

步骤二，建立通信系统状态空间可靠性模型及基于状态空间的通信系统可靠性预计模型；

步骤三，根据通信系统状态空间可靠性模型及基于状态空间的通信系统可靠性预计模型，识别出日志数据中落入异常态的空间点，在向故障态跳转之前进行拦截。

优选的，所述的步骤一，包括：

用维度分析法确定通信系统的关键元素；

确定空间维下通信系统的独立状态；

确定空间维下状态跳转条件；

建立空间维下状态机模型；

建立综合空间维和时间维的通信系统状态机模型。

优选的，所述的用维度分析法确定通信系统的关键元素，指：

建立一个由空间维和时间维组成的多维体，把通信系统的状态按照空间维和时间维进行切割，放在这个多维体上；空间维是指影响通信系统的空间维分布元素，包括通信系统架构内的元素；时间维是指影响通信系统的外界环境因素，体现为时间特性元素；

然后确定通信系统的空间维分布元素，包括构成通信系统的所有硬件，以及加载在硬件上的软件。

优选的，所述的确定空间维下通信系统的独立状态，指：