系统安全性评估方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种系统安全性评估方法和系统安全性评估装置，获取系统的基础信息，系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块；分析系统的基础信息，建立系统任务、系统功能和系统软硬件模块的关联关系模型；根据对系统的基础信息中系统任务的分析，建立系统的任务剖面；获取系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律；根据系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律，建立系统的故障逻辑关系模型；根据任务剖面、关联关系模型以及故障逻辑关系模型，构建系统的仿真模型；通过系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数；根据每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算每项系统任务成功率，得到系统的安全性评估结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及系统安全性研究领域，特别是涉及一种系统安全性评估方法和装置。
技术介绍
随着科学技术的进步与发展，大型飞机、舰船等装备逐步向着信息化、自动化、智能化发展，表现出结构高度集成化、系统组成软件化、系统功能多样化的特点。大型飞机、舰船等装备的系统功能的软件化，一方面，对装备向小型化、综合化、功能多样化发展具有重要的促进作用；另一方面，也带来一些不利的影响，随着硬件可靠性水平的提高，软件故障对系统可靠性、安全性的影响越来越显著。通过对近年来某试验靶场完成的几型导弹武器或火控系统定型/鉴定试验中出现的故障进行统计，出现的16次故障中11次是软件故障。同时，由于大型飞机、舰船等装备的高度集成化、软硬件综合化、功能多样化，同一套设备具有多项功能，在同一时刻可能参与到多个任务当中，在实际使用中一旦出现问题，将同时丧失多项功能，影响多个任务的执行。特别是在作战任务执行过程中，将存在重大的隐患，使用方需要承担巨大的风险。因此，对这种软硬件结合、多任务系统进行安全性分析，认识安全性风险，进而采取措施消除风险，对提高任务成功率、降低使用风险具有重要作用。在进行系统可靠性、安全性分析时，一种常用安全性分析评价方法是组合使用FHA(FunctionalHazardAnalysis，功能危险性分析)、FTA(FaultTreeAnalysis，故障树分析方法)、FMEA(FailureModeandEffectsAnalysis，故障模式和影响分析)以及CCA(CommonCauseAnalysis，共因分析)。FTA是一种演绎性的可靠性分析方法，关注于一个特定的不希望事件，并提供确定引起该事件发生原因的一种方法。FMEA是一种识别系统、组件、功能或单个零部件失效模式并确定其对更高层次设计所产生影响的系统性方法，形成的结果可汇总形成系统各层级失效模式和影响。CCA是用于分析系统功能、系统部件、故障影响之间的独立性，对故障树分析中各层级逻辑门下的事件是否成立进行判断，识别出导致灾难性或危险失效状态的单一失效模式或外部事件。通过以上方法的综合使用，可以得到一个完整准确描述系统安全性的系统树和系统树中各事件的发生概率，根据各个不希望发生事件发生后产生的影响，可以计算得到系统的安全性风险，完成系统安全性评估。以FTA为主要方法，辅以FHA、FMEA和CCA等方法，对软硬件结合多任务系统进行可靠性、安全性分析评估时，存在难以考虑不同任务剖面对系统安全性的影响，缺少软硬件结合系统安全性评估模型的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术对软硬件结合多任务系统进行可靠性、安全性分析评估时，存在难以考虑不同任务剖面对系统安全性的影响，缺少软硬件结合系统安全性评估模型的问题，提供一种可以考虑不同任务剖面对系统安全性的影响，具有软硬件结合系统安全性评估模型的系统安全性评估方法和装置。一种系统安全性评估方法，包括：获取系统的基础信息，系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块；分析系统的基础信息，建立系统任务、系统功能和系统软硬件模块的关联关系模型；根据对系统的基础信息中系统任务的分析，建立系统的任务剖面；获取系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律；根据系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律，建立系统的故障逻辑关系模型；根据任务剖面、关联关系模型以及故障逻辑关系模型，构建系统的仿真模型；通过系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数；根据每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算每项系统任务成功率，得到系统的安全性评估结果。一种系统安全性评估装置，包括：基础信息获取模块，用于获取系统的基础信息，系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块；关联关系模型建立模块，用于分析系统的基础信息，建立系统任务、所述系统功能和所述系统软硬件模块的关联关系模型；任务剖面建立模块，用于根据对系统的基础信息中系统任务的分析，建立系统的任务剖面；系统软硬件模块分析模块，用于获取系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律；故障逻辑关系模型建立模块，用于根据系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律，建立系统的故障逻辑关系模型；系统仿真模型建立模块，用于根据任务剖面、关联关系模型以及故障逻辑关系模型，构建所述系统的仿真模型；系统仿真模型运行模块，用于通过系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数；系统安全性评估模块，用于根据每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算每项系统任务成功率，得到系统的安全性评估结果。上述系统安全性评估方法和系统安全性评估装置，首先获取系统的基础信息，系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块；分析系统的基础信息，建立系统任务、系统功能和系统软硬件模块的关联关系模型；再根据对系统任务的分析，建立系统的任务剖面；获取系统软硬件模块的故障以及对故障的修复规律，根据系统软硬件模块的故障和对故障的修复规律，建立系统的故障逻辑关系模型；然后基于任务剖面和关联关系模型，根据故障逻辑关系模型，构建系统的仿真模型；通过系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数；最后根据每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算每项系统任务成功率，进而得到系统的安全性。这样可有效进行具有软硬件结合多任务特点的大型复杂系统(例如航空电子系统、舰船装备系统和飞船与空间站对接系统)的可靠性和安全性分析，解决大型复杂系统的任务、功能和软硬件的关联关系建模、软硬件故障逻辑关系建模的问题，并且可为具有软硬件结合、多任务特性的大型复杂系统安全性评估提供参考。附图说明图1为一个实施例中系统安全性评估方法的流程示意图；图2为一个实施例中系统安全性评估方法中映射关系的示意图；图3为一个实施例中系统安全性评估方法中任务剖面的示意图；图4为一个实施例中系统安全性评估方法中系统仿真流程的示意图；图5为一个实施例中系统安全性评估装置的结构示意图。具体实施方式随着软件技术的快速发展，系统软件已经成为大型复杂系统(例如航空电子系统、舰船装备系统和飞船与空间站对接系统)不可或缺的一部分，同时由于系统综合了集成化和功能多样化，整个系统任务表现出多样化的特点。目前关于系统可靠性及安全性的分析将系统软件和系统硬件分开独立开展，不能反应系统真实水平，而且由于缺乏有效的可靠性及安全性建模与定量分析评价，导致软硬件结合多任务大型复杂系统的安全性定量评估工作，特别在是考虑维修性和备件保障条件下的定量评估工作，无法有效的开展。在一个实施例中，如图1所示，一种系统安全性评估方法，包括：步骤S100，获取系统的基础信息，系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块。系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，可以是各种类型的大型复杂系统或简单系统，具体的，系统可以是大型飞机、舰船等装备的系统。由于大型飞机、舰船等装备具有高度集成化、软硬件综合化和功能多样化等特点，系统具有多项功能，在同一时刻可能参与到多个任务当中，在实际使用中一旦出现问题，将同时丧失多项功能，影响多个任务的执行。围绕着以系统故障事件发生概率、事件发生后造成的损失为主要内容的系统安全性定量评估工作对于把握安全性风险本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统安全性评估方法，其特征在于，包括：获取系统的基础信息，所述系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块；分析所述系统的基础信息，建立所述系统任务、所述系统功能和所述系统软硬件模块的关联关系模型；根据对所述系统的基础信息中系统任务的分析，建立所述系统的任务剖面；获取所述系统软硬件模块的故障以及对所述故障的修复规律；根据所述系统软硬件模块的故障以及对所述故障的修复规律，建立所述系统的故障逻辑关系模型；根据所述任务剖面、所述关联关系模型以及所述故障逻辑关系模型，构建所述系统的仿真模型；通过所述系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数；根据所述每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算所述每项系统任务成功率，得到所述系统的安全性评估结果。

【技术特征摘要】
1.一种系统安全性评估方法，其特征在于，包括：获取系统的基础信息，所述系统的基础信息包括系统任务、系统功能和系统软硬件模块；分析所述系统的基础信息，建立所述系统任务、所述系统功能和所述系统软硬件模块的关联关系模型；根据对所述系统的基础信息中系统任务的分析，建立所述系统的任务剖面；获取所述系统软硬件模块的故障以及对所述故障的修复规律；根据所述系统软硬件模块的故障以及对所述故障的修复规律，建立所述系统的故障逻辑关系模型；根据所述任务剖面、所述关联关系模型以及所述故障逻辑关系模型，构建所述系统的仿真模型；通过所述系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数；根据所述每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算所述每项系统任务成功率，得到所述系统的安全性评估结果。2.根据权利要求1所述的系统安全性评估方法，其特征在于，所述分析所述系统的基础信息，建立所述系统任务、所述系统功能和所述系统软硬件模块的关联关系模型的步骤包括：分析所述系统的基础信息，得到系统任务时间、单项系统任务执行时间、单项系统任务失败的损失以及系统软硬件模块的备份数量；根据对所述系统的基础信息的分析，确定所述系统任务与所述系统功能以及所述系统功能与所述系统软硬件模块之间的映射关系；根据所述系统任务与所述系统功能以及所述系统功能与所述系统软硬件模块之间的映射关系，建立所述系统任务、所述系统功能和所述系统软硬件模块的关联关系模型。3.根据权利要求1所述的系统安全性评估方法，其特征在于，所述根据所述系统软硬件模块的故障以及对所述故障的修复规律，建立所述系统的故障逻辑关系模型的步骤包括：获取所述系统软硬件模块的故障与所述系统任务的成功执行之间的关系；根据所述系统软硬件模块的故障、对所述故障的修复规律以及所述系统软硬件模块的故障与所述系统任务的成功执行之间的关系，建立所述系统的故障逻辑关系模型。4.根据权利要求1所述的系统安全性评估方法，其特征在于，所述通过所述系统的仿真模型进行预设次数的仿真，得到每项系统任务成功执行的次数的步骤包括：初始化所述系统的仿真模型的仿真参数；监控所述每项系统任务的状态以及各自相关联的系统软硬件模块的失效状况，并对所述每项系统任务的状态以及各自相关联的系统软硬件模块的失效状况进行当前时刻的离散仿真判断与记录；确定单次离散仿真过程中各个时刻所述每项系统任务的状态以及各自相关联的系统软硬件模块的失效状况；统计完成预设次数的循环离散仿真时所述每项系统任务成功执行的次数。5.根据权利要求1所述的系统安全性评估方法，其特征在于，所述根据所述每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算所述每项系统任务成功率，得到所述系统的安全性评估结果的步骤包括：根据所述每项系统任务成功执行的次数和仿真次数，计算出所述每项系统任务的成功率；根据对所述系统任务的分析，得到每项系统任务失败的损失、每项系统任务的执行时间以及每项任务的加权系数；根据所述每项系统任务的成功率以及所述每项系统任务失败的损失，计算出所述每项系统任务的安全性评估结果；根据所述每项系统任务的执行时间、所述每项任务的加权系数以及所述每项系统任务的安全性评估结果进行加权求和，得到所述系统的安全性评估结果。6.一种系统安全性评估装置，其特征在于，包括：基础信息获取模块，用于获取系统的基础信息，所述系统的基础信息包括系统任...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪旗，黄进永，潘勇，陈捷宇，胡宁，郭爱民，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44