一种构建机载网络动态关联故障管理系统的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种构建机载网络动态关联故障管理系统的方法，属于电子信息技术领域。首先针对某项综合试验中机载网络系统的静态物理结构，对参试的结构部分构建出一棵产品树和一张拓扑图；然后，在针对该项综合试验中机载网络系统的动态试验过程，对参试的结构部分构建试验项目树；并根据产品树、拓扑图和试验项目树，建立故障管理系统的数据模型RI；继而，针对数据模型RI中的任意两个故障案例fi,fj，判断并确定两个故障案例fi,fj之间的动态关联信息；最后在拓扑图上进行高亮显示并保存；本发明专利技术为工程技术人员在航电系统设计和排故中直观地发现容易导致关联故障的薄弱环节以及所属的业务逻辑路径，并对系统进行有目的的强化和改进提供了依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子信息
，具体是一种构建机载网络动态关联故障管理系统的方法。
技术介绍
机载网络故障不仅包含静态网络硬件拓扑所反映出的故障；更包含使用过程中以航电业务为流程的各应用逻辑关系所形成的故障，这类故障行为呈现出很强的动态依赖关系和传播特点，主要以动态性和关联性为表现形式：故障的产生和测试业务的路径密切相关，测试中如果不走该路径，则不会产生故障；由单点产生的故障，可以经由测试时选择的业务路径传播至其他设备，具有该类行为特征的网络故障即动态关联故障。传统FMEA、FMECA和FTA等故障管理系统在分析故障时，均假设故障独立，致使故障与机载网络所支持的业务、网络系统的结构和配置均无关，因此无法对机载网络动态关联故障进行管理并分析。随着机载网络综合化发展趋势，更广泛的网络化结构中动态关联故障导致的后果往往是灾难性的。在此背景下，当前国内外对动态关联故障的研究不断深化，如何构建支持机载网络动态关联故障管理与分析的系统，已成为这一领域众多专家学者所关注的焦点问题。此外，国内外对网络动态关联故障的研究主要体现在故障诊断系统和专家系统中。主要应用了诸如关联规则挖掘、模糊推理等方法对故障数据库中故障案例的各个维度的信息按照实际需要进行综合分析，尝试对故障关联性进行挖掘和分析。如Srikant针对层次化思想提出的基于模糊关联规则挖掘的算法，通过对故障案例中各个维度的信息要素，如时序信息、告警日志等建立起关联规则，然后基于模糊理论进行分析，试图找出故障之间在规则上的联系；DidierDubois提出的基于逻辑语意的规则挖掘算法，通过逻辑语意模型，对案例库中自然语言描述的故障信息进行提炼，然后利用经典的Apriori算法对故障案例之间的联系进行统计分析，从统计分析的角度试图找出故障案例间的关系。此外还有基于神经网络的分析方法，将故障案例数据库中的故障案例信息作为利用神经网络进行故障诊断的诊断问题组织学习样本，根据问题和样本构造神经网络，选择合适的学习算法和参数，从而能使神经网络从输入数据中找出故障模式、规律和关联性，并通过输出对其进行解释。这方面比较成功的案例有美国加州技术研究机构研制的NOAA系统，目前已经在成功应用于加利福尼亚州电网故障的管理。然而，这些分析方法所依赖的故障案例信息主要是：基于通信网络或计算机网络等支持SNMP协议的网络，故障案例信息来源于系统的实时监测日志和告警信息。由于机载网络故障的特殊性以及航电系统集成测试的特殊性，构成航电系统机载网络故障案例信息的维度和传统的基于SNMP协议的故障案例信息在本质上是不同的，例如按照航电集成测试故障单构建的故障信息，缺少故障的时序性信息，因此目前这些流行的对故障动态性和关联性的建模分析方法无法支持机载网络故障管理系统的构建。综上，传统故障管理系统仅支持对设备故障的独立管理，一方面无法支持综合试验流程管理，无法有效管理试验信息、试验文件、试验过程，另一方面，无法支持具有动态关联关系的故障管理，无法有效支持动态关联故障的判定、分析、存储、管理和呈现。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了实现机载网络综合实验中，对动态关联故障的判定、分析、管理和呈现，而提供了一种构建机载网络动态关联故障管理系统的方法，工程人员应用该方法管理动态关联故障，并进行排故和可靠性分析。具体步骤为：步骤一、针对某项综合试验中机载网络系统的静态物理结构，对参试的结构部分构建出一棵产品树和一张拓扑图。产品树，以树形结构，将参试结构部分的产品信息按照“分系统、模块、组件、设备、软件”的层级关系进行分解管理。每项综合试验，唯一确定一棵产品树；每棵产品树包含至少一个分系统，每个分系统包含至少一个模块，每个模块包含至少一个组件，每个组件包含至少一个设备，每个设备上加载有多个软件；拓扑图，以产品树中的网络结构，将参试结构部分的拓扑信息按照“设备-设备”的连接关系进行整体管理，拓扑图的网络节点就是产品树中的“设备”子节点。针对某次综合试验对应的产品树中，所有设备集合U＝{u1,u2,...ui,...,uj,...,uN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建机载网络动态关联故障管理系统的方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、针对某项综合试验中机载网络系统的静态物理结构，对参试的结构部分构建出一棵产品树和一张拓扑图；产品树，以树形结构，将参试结构部分的产品信息按照“分系统、模块、组件、设备、软件”的层级关系进行分解管理；拓扑图，以产品树中的网络结构，将参试结构部分的拓扑信息按照“设备‑设备”的连接关系进行整体管理，拓扑图的网络节点就是产品树中的“设备”子节点；步骤二、针对该项综合试验中机载网络系统的动态试验过程，对参试的结构部分构建试验项目树；试验项目树，以树形结构，将该综合试验的过程，按照“一级试验项目，二级试验项目，试验子项目和试验文件”等层级关系进行分解管理；步骤三、根据该项综合试验的产品树、拓扑图和试验项目树，建立故障管理系统的数据模型RI；数据模型RI定义为：RI＝(RU‑C,RU‑P,RC‑P,RP‑T,RT‑C，RF‑I)其中，U,C,P,T,F为故障管理系统的五个设计要素；定义集合I＝(U,C,P,T,F)；U为该项综合试验中所有的参试设备集合；C为该项综合试验中机载网络的业务路径的集合；T为该项综合试验中试验子项目的集合；P为该项综合试验中故障设备的集合；F为该项综合试验中机载网络故障案例的集合；RU‑C＝{(ui，cj)|ui∈U，cj∈C}为参试设备与业务路径的映射关系集合，表现为参试设备信息与业务路径信息的数据映射表；RU‑P＝{(ui，pj)|ui∈U，pj∈P}为参试设备与故障设备的映射关系集合，表现为参试设备与故障设备的数据映射表；RC‑P＝{(ci,pj)|ci∈C,pj∈P}为业务路径与故障设备的映射关系集合，表现为业务路径信息与故障设备信息的数据映射表；RP‑T＝{(pi,tj)|pi∈P,tj∈T}为故障设备与试验子项目的映射关系集合，表现为故障设备信息与试验子项目信息的数据映射表；RT‑C＝{(ti，cj)|ti∈T，cj∈C}为试验子项目与业务路径的映射关系集合，表现为试验子项目信息与业务路径的数据映射表；RF‑I＝{(fi,(uj，cj，tj，pj))|fi∈F，uj∈U，cj∈C,tj∈T，pj∈P}为故障案例分别与参试设备、业务路径、试验子项目和故障设备的映射关系集合，表现为试验子项目信息分别与参试设备、业务路径、试验子项目和故障设备之间的数据映射表；步骤四、针对数据模型RI中的任意两个故障案例fi,fj，判断并确定两个故障案例fi,fj之间的动态关联信息；动态关联信息分为以下三种：步骤五、将数据模型RI中任意两个故障案例之间的动态关联信息，在拓扑图上进行高亮显示并保存；对于数据模型RI中任意两个故障案例fi,fj，若rij＝2，则fi,fj确定为动态关联故障；利用故障查询方式打开fi或fj进行在线查看，在故障所对应的拓扑图上，沿故障所对应的业务路径，高亮显示fi的“故障设备”与fj的“故障设备”之间的业务路径区段，作为两个动态关联故障fi,fj间的关联路径，并在fi的“故障设备”上显示fi的故障单编号，在fj的“故障设备”上显示fj的故障单编号。...

【技术特征摘要】
1.一种构建机载网络动态关联故障管理系统的方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、针对某项综合试验中机载网络系统的静态物理结构，对参试的结构部分构建出一棵产品树和一张拓扑图；产品树，以树形结构，将参试结构部分的产品信息按照“分系统、模块、组件、设备、软件”的层级关系进行分解管理；拓扑图，以产品树中的网络结构，将参试结构部分的拓扑信息按照“设备-设备”的连接关系进行整体管理，拓扑图的网络节点就是产品树中的“设备”子节点；步骤二、针对该项综合试验中机载网络系统的动态试验过程，对参试的结构部分构建试验项目树；试验项目树，以树形结构，将该综合试验的过程，按照“一级试验项...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宁，仵伟强，胡波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11