一种装备测试性验证故障样本量确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种装备测试性验证故障样本量确定方法及系统。该系统包括：根据装备的功能结构，构建测试性验证模型；所述测试性验证模型包括多个层次节点；所述测试性验证模型为层次贝叶斯网络模型；计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布；根据所述后验概率分布计算承制方风险值以及使用方风险值；根据承制方风险值以及使用方风险值，计算故障样本量以及故障判据；根据所述故障样本量以及所述故障判据，对所述故障样本量进行分配；根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量。本发明专利技术能够保证样本量的充分性和合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种装备测试性验证故障样本量确定方法及系统
本专利技术涉及装备测试性领域，特别是涉及一种装备测试性验证故障样本量确定方法及系统。
技术介绍
测试性作为装备的一种系统属性，是系统和设备的一种便于测试、故障诊断以及状态监测的重要设计特性，同时也是构成装备质量特性的重要组成部分。一般装备测试性工程分为测试性需求分析、测试性指标分配、测试性建模与预计及测试性验证等几个阶段，其中测试性验证的主要内容是综合权衡使用方和承制方风险及指标要求，用测试性设计规定的检验方法，确定所需故障样本量以及故障判据，并按照规定的方法估计装备的测试设计水平，通过接受/拒收判据判断装备是否满足规定的测试性要求。因此，确定故障样本量是测试性验证开展的首要前提，同时也是保证测试性验证结论合理性和准确性的关键环节。现阶段指导测试性验证故障样本量确定的方法多为标准方法，即基于二项分布的统计试验方法进行确定，即当给定承制方和使用方风险以及双方要求值时，采用最小样本量确定原则，一方面所确定的故障样本数量较大，不利于工程实现，另一方面针对不同系统会得到相同的故障样本量以及故障判据，这无疑脱离了装备的结构特性和功能特性，导致工程实际中难以适用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种装备测试性验证故障样本量确定方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种装备测试性验证故障样本量确定方法，包括：根据装备的功能结构，构建测试性验证模型；所述测试性验证模型包括多个层次节点；所述测试性验证模型为层次贝叶斯网络模型；计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布；根据所述后验概率分布计算承制方风险值以及使用方风险值；根据承制方风险值以及使用方风险值，计算故障样本量以及故障判据；根据所述故障样本量以及所述故障判据，对所述故障样本量进行分配；根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量。可选的，所述计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布，具体包括：计算无父节点的层次节点的后验分布，为自先验；计算有父节点的层次节点的后验分布，为继承先验；对所述自先验以及所述继承先验进行融合，得到节点联合先验分布；获取所述层次节点的成败型验证试验数据对；根据所述联合后验分布以及所述成败型验证试验数据对，计算测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布。可选的，所述根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量，具体包括：判断所述故障样本量是否能够覆盖装备各层的故障模式数；若否，则重新计算故障样本量；若是，判断故障频率低的故障模式的样本分配量是否小于1；若是，则重新确定故障频率低的故障模式的样本分配量，得到限制后的故障模式样本分配量；根据各限制后的故障模式样本分配量，确定最终故障样本量。可选的，在所述根据各限制后的故障模式样本分配量，确定最终故障样本量，之后还包括：根据最终故障样本量，计算最终故障判据。本专利技术还提供了一种装备测试性验证故障样本量确定系统，包括：模型构建模块，用于根据装备的功能结构，构建测试性验证模型；所述测试性验证模型包括多个层次节点；所述测试性验证模型为层次贝叶斯网络模型；后验概率分布计算模块，用于计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布；风险值计算模块，用于根据所述后验概率分布计算承制方风险值以及使用方风险值；故障样本量计算模块，用于根据承制方风险值以及使用方风险值，计算故障样本量以及故障判据；分配模块，用于根据所述故障样本量以及所述故障判据，对所述故障样本量进行分配；限制模块，用于根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量。可选的，所述后验概率分布计算模块具体包括：自先验计算单元，用于计算无父节点的层次节点的后验分布，为自先验；继承先验计算单元，用于计算有父节点的层次节点的后验分布，为继承先验；融合单元，用于对所述自先验以及所述继承先验进行融合，得到节点联合先验分布；获取单元，用于获取所述层次节点的成败型验证试验数据对；后验概率分布计算单元，用于根据所述联合后验分布以及所述成败型验证试验数据对，计算测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布。可选的，所述限制模块具体包括：第一判断单元，用于判断所述故障样本量是否能够覆盖装备各层的故障模式数；故障样本量计算单元，用于当所述故障样本量不能够覆盖装备各层的故障模式数时，重新计算故障样本量；第二判断单元，用于当所述故障样本量能够覆盖装备各层的故障模式数时，判断故障频率低的故障模式的样本分配量是否小于1；第一确定单元，用于当故障频率低的故障模式的样本分配量小于1时，重新确定故障频率低的故障模式的样本分配量，得到限制后的故障模式样本分配量；第二确定单元，用于根据各限制后的故障模式样本分配量，确定最终故障样本量。可选的，所述限制模块还包括：最终故障判据计算单元，用于根据最终故障样本量，计算最终故障判据。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术充分考虑装备结构特性，通过对系统层级进行划分，通过Bayes网络(Bayesnetwork，简称BN)建立模型，以测试性指标参数FDR(故障检测率)作为网络传递参数。在此基础上基于Bayes后验风险准则，给出最小样本量原则下的故障样本量确定方法，首先分析所确定样本量是否能满足分配要求，如果不满足，需要进行限制，然后通过对样本量实施分配，考虑装备功能特性，对分配结果进行修正，并重新进行样本量的计算，直至所确定的样本量能满足要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例装备测试性验证故障样本量确定方法的流程图；图2为本专利技术实施例装备系统层次结构示意图；图3为标准的HBN结构示意图；图4为本专利技术实施例HBN测试性验证模型结构示意图；图5为通过限制规则重新确定故障样本量的流程图；图6为本专利技术实施例装备测试性验证故障样本量确定系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种装备测试性验证故障样本量确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装备测试性验证故障样本量确定方法，其特征在于，包括：/n根据装备的功能结构，构建测试性验证模型；所述测试性验证模型包括多个层次节点；所述测试性验证模型为层次贝叶斯网络模型；/n计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布；/n根据所述后验概率分布计算承制方风险值以及使用方风险值；/n根据承制方风险值以及使用方风险值，计算故障样本量以及故障判据；/n根据所述故障样本量以及所述故障判据，对所述故障样本量进行分配；/n根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量。/n

【技术特征摘要】
1.一种装备测试性验证故障样本量确定方法，其特征在于，包括：
根据装备的功能结构，构建测试性验证模型；所述测试性验证模型包括多个层次节点；所述测试性验证模型为层次贝叶斯网络模型；
计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布；
根据所述后验概率分布计算承制方风险值以及使用方风险值；
根据承制方风险值以及使用方风险值，计算故障样本量以及故障判据；
根据所述故障样本量以及所述故障判据，对所述故障样本量进行分配；
根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量。


2.根据权利要求1所述的装备测试性验证故障样本量确定方法，其特征在于，所述计算所述测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布，具体包括：
计算无父节点的层次节点的后验分布，为自先验；
计算有父节点的层次节点的后验分布，为继承先验；
对所述自先验以及所述继承先验进行融合，得到节点联合先验分布；
获取所述层次节点的成败型验证试验数据对；
根据所述联合后验分布以及所述成败型验证试验数据对，计算测试性验证模型的故障检测率的后验概率分布。


3.根据权利要求1所述的装备测试性验证故障样本量确定方法，其特征在于，所述根据分配情况对所述故障样本量进行限制，得到最终故障样本量，具体包括：
判断所述故障样本量是否能够覆盖装备各层的故障模式数；
若否，则重新计算故障样本量；
若是，判断故障频率低的故障模式的样本分配量是否小于1；
若是，则重新确定故障频率低的故障模式的样本分配量，得到限制后的故障模式样本分配量；
根据各限制后的故障模式样本分配量，确定最终故障样本量。


4.根据权利要求3所述的装备测试性验证故障样本量确定方法，其特征在于，在所述根据各限制后的故障模式样本分配量，确定最终故障样本量，之后还包括：
根据最终故障样本量，计算最终故障判据。


5.一种装备测试性验证故障样本量确定系统，其特征在于，包括：
模型构建模块，用于根据装备的功能结构，构建测试性验证模型；所述测试性验证模型包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦亮，王康，史贤俊，聂新华，王朕，陆巍巍，肖支才，张文广，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：山东;37