基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统，它包括飞行引导控制软件需求建模模块、飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块、飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块和基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块，本发明专利技术围绕需求模型进行自动化遍历失效模式分析，充分识别需求中尚未明确或考虑的潜在逻辑分支，分析存在的安全隐患。提升软件可靠性分析工作的效率和质量，确保需求质量与完整性，保障软件可靠性水平满足飞行引导控制系统的研制要求。

【技术实现步骤摘要】
基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统与方法
本专利技术涉及软件可靠性分析
，具体涉及一种基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统与方法。
技术介绍
随着计算机技术的迅速发展，软件已成为飞行引导控制系统的核心部件，完成数据解算、目标跟踪、指挥控制等重要功能。随之带来的问题是，软件失效成为导致系统危险的主要原因。因此，如何确保飞行引导控制软件的高可靠性与高安全性就显得十分重要。软件可靠性是指在规定条件下，规定时间内，软件运行不引起系统故障的能力，已经成为飞行引导控制系统质量核心要素之一。飞行引导控制系统是包括网络、电子、软件的复杂混合体，主要使用无线电、光电等技术手段，生成目标引导指令，引导飞机按预定航迹飞行的专项技术。飞行引导控制系统要求在极短的时间内处理大量的信息并做出正确的决策与控制，一旦发生软件错误，会造成机毁人亡的严重事故，具有很高的安全风险。因此，飞行引导过程非常复杂。若软件可靠性工作不足，将导致飞行引导任务失败，飞机坠毁等事故、造成经济与资源重大损失，甚至人员伤亡。软件可靠性分析通过对软件失效模式的识别与控制，提高系统可靠性水平，保证系统质量。美国麻省本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统，其特征在于：它包括飞行引导控制软件需求建模模块(1)、飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)、飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)和基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)，其中，飞行引导控制软件需求建模模块(1)用于向飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)、飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)和基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)输出飞行引导控制软件需求模型文件；飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)用于从飞行引导控制软件需求建模模块(1)接收飞行引导控制...

【技术特征摘要】
1.一种基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统，其特征在于：它包括飞行引导控制软件需求建模模块(1)、飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)、飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)和基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)，其中，飞行引导控制软件需求建模模块(1)用于向飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)、飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)和基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)输出飞行引导控制软件需求模型文件；飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)用于从飞行引导控制软件需求建模模块(1)接收飞行引导控制软件需求模型文件，并根据飞行引导控制软件需求模型文件结合选定的可靠性标准要求与飞行引导控制软件的指挥协同运行特征、任务场景运行特征、人机交互运行特征、网络架构运行特征和设备状态运行特征向飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)输出飞行引导控制软件可靠性分析规则；飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)用于从飞行引导控制软件需求建模模块(1)接收飞行引导控制软件需求模型文件，同时，从飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)接收飞行引导控制软件可靠性分析规则，并根据飞行引导控制软件需求模型文件和飞行引导控制软件可靠性分析规则运用集合论与谓词逻辑，以伪代码算法的方式，向基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)输出形式化飞行引导控制软件可靠性分析规则；基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)用于从飞行引导控制软件需求建模模块(1)接收飞行引导控制软件需求模型文件，同时，从飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)接收形式化飞行引导控制软件可靠性分析规则，并利用飞行引导控制软件可靠性自动分析算法，输出飞行引导控制软件可靠性自动分析数据。2.根据权利要求1所述的基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统，其特征在于：飞行引导控制软件需求模型文件包括外部接口模型、独立功能模型、功能组合模型、状态转移模型；外部接口模型用于描述飞行引导控制软件的外部输入接口、外部输出接口数据信息；独立功能模型用于描述飞行引导控制软件控制过程和控制逻辑；功能组合模型用于描述飞行引导控制软件功能之间的并发、顺序、调用关系；状态转移模型用于描述飞行引导软件所处的不同工作状态、状态之间的转移条件和转移路径。3.根据权利要求1所述的基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性分析系统，其特征在于：所述飞行引导控制软件可靠性分析规则包括输入接口分析规则、功能处理分析规则、功能组合分析规则、状态转移分析规则以及输出接口分析规则。4.一种权利要求1所述系统的飞行引导控制软件可靠性分析方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：飞行引导控制软件需求建模模块(1)根据飞行引导控制软件外部接口需求、飞行引导控制软件功能逻辑需求、飞行引导控制软件状态转移需求和飞行引导控制软件人机界面需求，依据UML图形建模方法进行需求建模，形成外部接口模型、独立功能模型、功能组合模型以及状态转移模型；步骤2：飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)，将选定的可靠性标准要求与飞行引导控制软件的指挥协同运行特征、任务场景运行特征、人机交互运行特征、网络架构运行特征、设备状态运行特征，以及外部接口模型、独立功能模型、功能组合模型以及状态转移模型相结合，形成飞行引导控制软件可靠性分析规则；步骤3：所述飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)，接收飞行引导控制软件可靠性分析规则管理模块(2)产生的各类飞行引导控制软件可靠性分析规则，并基于飞行引导控制软件需求建模模块(1)输出的软件需求模型，运用集合论与谓词逻辑，以伪代码算法的方式，将各类飞行引导控制软件可靠性分析规则进行形式化描述，得到形式化飞行引导控制软件可靠性分析规则；步骤4：基于形式化规则的飞行引导控制软件可靠性自动分析模块(4)根据飞行引导控制软件需求建模模块(1)输出的软件需求模型和飞行引导控制软件可靠性分析规则形式化描述模块(3)输出的形式化飞行引导控制软件可靠性分析规则利用飞行引导控制软件可靠性自动分析算法得到飞行引导控制软件可靠性自动分析数据。5.根据权利要求4所述的飞行引导控制软件可靠性分析方法，其特征在于：所述步骤4中，利用飞行引导控制软件可靠性自动分析算法得到飞行引导控制软件可靠性自动分析数据的具体方法为：首先，遍历软件外部输入接口数据，分析控制软件需求模型是否针对外部输入接口数据定义有效值域区间；调用输入接口分析规则，确定失效模式，失效模式包括外部输入接口数据大于值域上限、外部输入接口数据取值小于值域上限、外部输入接口数据为值域外的非法值和分析外部输入接口数据取值发生跳变；分析控制软件需求模型是否针对外部输入接口数据明确时序约束关系，调用输入接口分析规则，进行外部输入接口时序约束关系失效模式确定，外部输入接口时序约束关系失效模式包括：外部输入接口数据采集周期大于规定周期，外部输入接口数据采集周期小于规定周期，外部输入接口数据取值持续时间大于规定时间、外部输入接口数据取值持续时间小于规定时间，外部输入接口数据采集时刻早于规定时刻、外部输入接口数据采集时刻晚于规定时刻；分析需求模型是否针对总线外部输入接口数据明确通讯格式，调用输入接口分析规则，进行通讯格式失效模式确定，通讯格式失效模式包括：数据帧长度小于规定长度，数据帧帧头错误；分析需求模型是否明确外部输入接口数据余度信息，调用输入接口分析规则，进行数据余度失效模式确定，数据余度失效模式包括：接口数据未进行多余度取值表决，全部余度的接口数据均为无效取值；然后，遍历软件外部输出接口数据，分析需求模型是否针对外部输出接口数据定义有效值域区间，则调用输出接口分析规则，进行软件外部输出接口数据失效模式确定，包括：软件外部输出接口数据取值大于值域上限、软件外部输出接口数据取值小于值域上限、软件外部输出接口数据为值域外的非法值、软件外部输出接口数据取值发生跳变；分析需求模型是否针对外部输出接口数据定义时序约束关系则调用输出接口分析规则，进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良荔，张浩然，李海峰，刘畅，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42