[发明专利]基于Petri网的舰载指挥系统软硬件混合可靠性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于Petri网的舰载指挥系统软硬件混合可靠性分析方法，包括以下步骤：S1、确定舰载指挥系统的常见故障模式，针对常见故障模式并依据系统内部结构，确定这些故障模式的产生过程，该过程包含硬件、软件的故障；S2、建立基于Petri网的系统可靠性模型；S3、根据系统可靠性模型对系统进行定性分析，得到导致系统发生常见故障模式的所有路径；S4、得到该系统每一故障事件的故障率，并计算系统可靠度，根据故障路径权重计算对比每条路径发生的概率，得出系统故障特点。本发明同时考虑系统软件、硬件的可靠性分析方法，采用Petri网对舰载指挥系统进行软硬件混合可靠性分析，相比将软件、硬件独立分析的系统可靠性分析方法，更科学更符合实际。

技术领域

本发明属于可靠性分析技术领域，具体涉及一种基于Petri网的舰载指挥系统软硬件混合可靠性分析方法。

背景技术

早在20世纪60年代，美军就开始发展其战略指挥自动化系统，即全球军事指挥信息系统(WWMCCS)，其后几十年，美军指挥信息系统经历了从C2到C3、C3I、C4I、C4ISR的发展历程。伴随着发展，系统也时刻面临各种挑战，比如作战作业时易受攻击，生存能力弱，由于精确打击技术、反卫星技术和“黑客”技术的发展，在先进作战理论的牵引下，指挥信息系统将是兵家打击的重点目标。

舰载指挥系统是保证指挥员和指挥机关对部队人员和武器实施指挥控制的“人-机系统”，指挥官根据战场场景及参谋建议，通过“指挥操控台”下达命令，直接送达下属作战单位，它就像人的大脑，将战场各种作战力量连为一体，形成强大的军事优势。随着信息技术广泛应用于军事领域，未来舰载指挥是否高效将成为海上军事较量的关键，其可靠性的重要性不言而喻。因此，为保证系统的安全性与可靠性，针对系统的软硬件进行可靠性分析，从而对其薄弱环节提出建设性意见、提高系统可靠性，对指挥系统的稳定可靠运行、保障战场胜利至关重要。

舰载指挥系统内部软件、硬件密切相关，其软硬件混合故障是系统主要的故障形式。然而，目前对于系统可靠性的研究，多局限于单独的硬件或者软件的研究，认为硬件失效和软件失效是相互独立的。而多种事实表明，软件和硬件之间的共同作用对系统的失效影响很大。因此分析舰载指挥系统的可靠性，要充分考虑软件与硬件共同作用产生的故障模式，本领域需要一种同时考虑舰载指挥系统硬件、软件的混合可靠性分析方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时考虑系统软件、硬件的可靠性分析方法；采用Petri网对舰载指挥系统进行软硬件混合可靠性分析，相比将软件、硬件独立分析的系统可靠性分析方法，更科学更符合实际。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于Petri网的舰载指挥系统软硬件混合可靠性分析方法，包括以下步骤：

S1、确定舰载指挥系统的常见故障模式，针对常见故障模式并依据系统内部结构，确定这些故障模式的产生过程，该过程包含硬件、软件的故障；

S2、根据系统常见故障模式，以及引发常见故障模式的硬件、软件故障，建立基于Petri网的系统可靠性模型；

S3、根据系统可靠性模型对系统进行定性分析，得到导致系统发生常见故障模式的所有路径；

S4、根据系统可靠性模型，对系统进行定量分析，通过调研得到该模型中每一故障事件的发生概率，计算系统可靠度；通过步骤S3得到的系统定性分析结果，根据故障路径权重计算每条路径发生的概率，得出系统在测试阶段的薄弱环节。

进一步地，所述步骤S1中的常见故障包括以下两种：

P_M1：控制端，控制人员按键后未显示正常操作界面；

P_M2：发送信息时，在目的地址正确的情况下，系统显示发送失败。

进一步地，所述步骤S4包括以下子步骤：