[发明专利]考虑路径依赖效应的人机交互系统任务可靠性建模方法

说明书

本发明提供了一种考虑路径依赖效应的人机交互系统任务可靠性建模方法，包括以下步骤：(1)对人机交互系统任务剖面进行分析，识别造成系统各功能故障的主要因素；(2)提出一种人机交互系统任务可靠性建模方法，采用贝叶斯网络(BN)方法建立系统任务可靠性模型；(3)针对可能造成人误的因素，局部修正系统任务可靠性模型，基于路径依赖情况赋予模型条件概率表；(4)计算系统任务成功概率。本发明方法能够准确描述具有路径依赖效应的人机交互系统任务可靠性特征，使得建立的任务可靠性模型更加准确。

技术领域

本发明涉及一种考虑路径依赖效应的人机交互系统任务可靠性建模方法，属于系统任务可靠性技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步和应用需求的提升，复杂工程系统(如载人飞船、空间站、重复使用飞行器等)大量采用高新技术或高能材料(如复合材料、核材料)，工作在高危环境(如空间环境、再入大气环境)，需要实现各种复杂功能，可靠性工作面临新的要求，可靠性建模面临新的挑战。

人机交互系统任务可靠性安全性包括人员安全可靠地规划任务和执行机构安全可靠地完成任务两方面的内容。因此人机交互系统任务可靠性建模时不单要考虑系统硬件的可靠度，人的可靠性应该同样涵盖。

人在不同环境、情境中的学习形成了应对不同情况和问题的解决办法，形成了具有自我个性特征的解决问题的方法，即特有的思维和行为习惯者称之为思维和行为路径依赖。良好、正确的使用路径依赖是人员高效工作的前提。反之则可能成为导致失败、甚至灾难性后果的重要诱因。

传统的可靠性建模方法在对复杂系统作故障树分析的时候，由于方法自身的局限性，如假设各部件独立、状态为二值等，使得其效果大打折扣,不能准确地反映事物的本来面貌，甚至不能刻画某些特定的模型。

发明内容

本发明所解决的问题是：克服现有方法不足，提供了一种考虑路径依赖效应的人机交互系统任务可靠性建模方法，能够更加准确的描述路径依赖效应对人误的促进与抑制机理，使得建立的系统任务可靠性模型更加准确。

本发明的技术解决方案如下：

一种考虑路径依赖效应的人机交互系统任务可靠性建模方法，包括如下步骤：

步骤(1)，对人机交互系统任务剖面进行分析，识别造成系统各功能故障的主要因素；

步骤(2)，根据步骤(1)识别的任务剖面以及系统故障影响因素，采用贝叶斯网络方法建立系统任务可靠性模型；

步骤(3)，根据步骤(2)建立的系统任务可靠性模型，针对可能造成人误的因素，局部修正系统贝叶斯网络模型，并基于路径依赖情况赋予模型条件概率表；

步骤(4)，根据步骤(3)修正后的系统任务可靠性模型计算系统任务成功概率。

进一步地，步骤(1)包括以下子步骤：

步骤(1.1)，对系统执行任务的步骤进行解析，确定系统主要功能；

步骤(1.2)，分析系统的组成；

步骤(1.3)，按人、机、环及人机环耦合因素识别可能造成系统功能不能实现的主要因素。

进一步地，步骤(2)包括以下子步骤：

步骤(2.1)，系统故障影响因素作为贝叶斯网络的根节点，根据因素分类建立第一、二层叶节点，将系统任务的各阶段作为下一层叶节点，系统任务作为最后一层叶节点，贝叶斯网络结构建模完成；

步骤(2.2)，利用试验数据赋予根节点先验概率，根据节点间逻辑关系建立叶节点条件概率表。

进一步地，步骤(2.1)中，第一层叶节点和第二层叶节点的建立标准如下：