[发明专利]基于概率模型检验的设计模式可靠性分析方法

权利要求书

1.一种基于概率模型检验的设计模式可靠性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定系统外部冲击的等级数量和冲击等级对系统影响判断条件；

步骤二，基于冲击等级对系统影响判断条件建立系统混合极端运行冲击模型；

步骤三，对混合极端运行冲击模型进行形式化描述，建立冲击层连续时间马尔科夫模型；

步骤四，对不同设计模式抽象进行形式化描述，建立设计模式层连续时间马尔科夫模型；

步骤五，基于步骤三和步骤四建立冲击层和设计模式层的系统状态和状态转移速率对应关系，进而构建整体的连续时间马尔科夫模型；

步骤六，定义系统的连续随机逻辑属性规约公式；

步骤七，将步骤五建立的整体的连续马尔科夫模型和步骤六建立的连续随机逻辑属性规约输入至概率模型检测器PRISM，对设计模式进行可靠性验证。

2.根据权利要求1所述的基于概率模型检验的设计模式可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤一中：

所述系统外部冲击的等级数量包括：三个量级的冲击类型，Ⅰ型冲击、Ⅱ型冲击和Ⅲ型冲击，冲击影响阈值依次增大，分别对应于低于阈值L1、介于阈值L1和阈值L2，高于阈值L2；

所述冲击等级对系统影响判断条件包括：Ⅰ型冲击下系统状态不改变，连续的Ⅱ型冲击下系统状态降级或系统设计模式失效，Ⅲ型冲击下，系统设计模式失效。

3.根据权利要求1所述的基于概率模型检验的设计模式可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤二包括：用两元变量(s,n_s)(s＝s*,s*-1…,0；lim n_s＝l_s；当s₁＞s₂,l₁＞l₂)表示Ⅱ型冲击对系统设计模式的影响；其中，s表示系统抵抗连续Ⅱ型冲击的能力，s值越小，系统所能承受的连续Ⅱ型冲击数量值越小；s*表示系统处于的最初状态等级；n_s表示系统处于s等级下，受到的连续Ⅱ型冲击的数量,其临界值为l_s；

当系统处于最初状态s＝s*时，受到l_s*个连续的Ⅱ型冲击后当前系统设计模式失效。

4.根据权利要求3所述的基于概率模型检验的设计模式可靠性分析方法，其特征在于，系统处于s等级且受到小于l_s个连续冲击时，即n_s≤l_s，系统状态改变过程分两种情况考虑：n_s＜1/2l_s和1/2l_s≤n_s＜l_s，包括：

当n_s＜1/2l_s时，系统状态被重置回最初状态(s,0)；

当1/2l_s≤n_s＜l_s时，系统状态降级，s转移至s-1，继续判定s-1状态下临界值为l_s-1的连续冲击对系统设计模式的影响，直到s＝0时，系统在发生一个Ⅱ型冲击后失效。

5.根据权利要求1所述的基于概率模型检验的设计模式可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤三包括：将步骤2的混合极端运行冲击模型用统一的连续时间马尔科夫模型C_Shock进行建模：

S_shock表示冲击过程涉及的全部状态；

s_init∈S_shock是初始状态，即步骤2中的状态(s*,0)；

是状态转移速率矩阵，λ_ij表示不同类型冲击的到来速率；

L:S→2^AP是一个标记函数，为每个状态分配在状态中有效的原子命题集。