一种汽车控制系统安全调度方法技术方案

一种汽车控制系统安全调度方法,包括如下步骤：1)分析汽车控制系统的任务类型，将每个子系统作为控制系统的任务；2)根据任务类型建立实时调度模型；3)利用最佳优先级分配方法确定任务的优先级；4)汽车控制系统模式转化时，主动放弃低关键层次任务，执行高关键层次任务，确保系统安全。本发明专利技术利用最佳优先级分配方法，有效地确保系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车控制系统安全调度方法
本专利技术涉及工业控制系统的实时调度领域，特别是一种汽车控制系统安全调度方法。
技术介绍
随着经济的发展，人民生活水平的提高，汽车已经成为人们日常生活的重要交通工具。汽车尤其是私家车的保有量逐年上升，汽车在带给人们便利的同时，也带来了相应的困扰比如停车难问题，交通事故问题等。造成交通事故的原因除了驾驶员操作不当之外，还有汽车控制系统的故障，比如制动系统失灵、故障检测系统故障等。现有的汽车控制系统调度方法，尽管也关注系统的安全问题，但由于没有及时果断的放弃诸如多媒体播放系统、空调系统等低关键层次任务，造成系统的响应时间过长，延误了其它高关键层次任务的执行，严重的话会造成一定的灾难。此外，现有的汽车控制系统的任务优先级分配不够合理，会造成系统资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种汽车控制系统安全调度方法，利用最佳优先级分配方法，有效地确保系统的安全性。本专利技术采用如下技术方案：一种汽车控制系统安全调度方法,其特征在于，包括如下步骤：1)分析汽车控制系统的任务类型，将每个子系统作为控制系统的任务；2)对任务进行分类，根据任务类型建立实时调度模型；3)利用最佳优先级分配方法确定任务的优先级；4)汽车控制系统模式转化时，主动放弃低关键层次任务，执行高关键层次任务，确保系统安全。优选的，所述步骤1)中，所述子系统包括有制动系统、多媒体播放系统、胎压监测系统、导航系统、自动门窗系统、空调系统和故障检测系统。优选的，每个子系统构成的控制系统的任务定性为偶发任务，所述制动系统、胎压监测系统与故障检测系统归为高关键层次偶发任务，所述多媒体播放系统、导航系统、自动门窗系统和空调系统归为低关键层次偶发任务。优选的，步骤2)中，根据任务类型建立实时调度模型，具体为：定义汽车控制系统的偶发任务τi，1≤i≤n,i为整数，n为偶发任务个数，通过三元组{Ti,ξi,Ci}表示；Ti是偶发任务τi的最小释放间隔；ξi是偶发任务τi的关键层次，ξi＝{LO,HI}，偶发任务τi的关键层次为LO时，其为低关键层次偶发任务，偶发任务τi的关键层次为HI时，其为高关键层次偶发任务；Ci为偶发任务τi的不同模式下的最坏情况下执行时间，Ci(LO)和Ci(HI)分别为偶发任务τi在低模式和高模式下的最坏情况下执行时间，若偶发任务τi为低关键层次偶发任务时，则Ci(HI)＝Ci(LO)，若偶发任务τi为高关键层次偶发任务时，则Ci(HI)＞＝Ci(LO)。优选的，所述步骤3)具体包括如下：3.1)设置优先级分配队列，刚开始队列包含n个偶发任务；3.2)将偶发任务τi的优先级设置为最低优先级；然后计算其响应时间Ri，当其响应时间Ri≤Di时，将其从优先级分配队列移除；当其响应时间Ri＞Di时，将重新选择偶发任务τj给其分配最低优先级，其中Di是偶发任务τi的截止期限；3.3)当最低优先级偶发任务τi确定时，从优先级分配队列选择其它任务，给其分配次低优先级；重复步骤3.2)，直到优先级分配队列为空，所有的任务都分配优先级；3.4)高优先级偶发任务先执行，其执行完毕后，执行低优先级偶发任务。优选的，偶发任务τi的响应时间Ri由下式计算：其中，hp(Ti)是优先级大于或等于偶发任务τi的任务集合，Tj是偶发任务τj的最小释放间隔；Cj(ξi)是偶发任务τj的最坏情况下执行时间，j为整数且不等于i，其取值范围为1≤j≤n。优选的，所述步骤4)具体包括如下：汽车控制系统包含低模式和高模式；所述低模式是指高关键层次偶发任务τi的执行时间不超过Ci(LO)，且在其截止期限内完成执行；系统处于低模式时，同时执行高关键层次偶发任务和低关键层次偶发任务；所述高模式是指高关键层次偶发任务τi的执行时间超过Ci(LO)，但不超过Ci(HI)，且在其截止期限内完成执行；汽车控制系统处于高模式时，主动放弃低关键层次偶发任务，执行高关键层次偶发任务；当高关键层次偶发任务执行完成时，切换到低模式。由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的方法，能够合理地分配任务的优先级，确保任务及时正确执行，避免系统资源的浪费；2、本专利技术的方法主动放弃低关键层次任务，确保高关键层次任务能够及时正确执行，确保系统的安全性。附图说明图1为本专利技术方法的流程图示意图。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。参见图1，一种汽车控制系统安全调度方法,,包括如下步骤：1)分析汽车控制系统的任务类型，将每个子系统作为控制系统的任务。汽车控制系统是在一个平台上包含多个子系统的控制系统。子系统包括有制动系统、多媒体播放系统、胎压监测系统、导航系统、自动门窗系统、空调系统、故障检测系统等。将每个子系统作为控制系统的任务，而这些任务由于其执行时间具有不确定性，可以将这些任务定性为偶发任务。2)对任务进行分类，根据任务类型建立实时调度模型。汽车控制系统的任务按照重要性可分为两类：高关键层次任务和低关键层次任务。高关键层次任务对汽车的安全性能尤其重要，这类任务没有按时完成，轻则对驾驶员造成人身损害，重则可能引发严重的交通事故。则可将制动系统、胎压监测系统与故障检测系统等任务归为高关键层次偶发任务。低关键层次任务对汽车的安全性能影响不大，就算没有按时完成，也不会造成严重的后果，可以将多媒体播放系统、导航系统、自动门窗系统、空调系统等任务归为低关键层次偶发任务。本专利技术建立的实时调度模型如下：汽车控制系统的偶发任务τi，1≤i≤n,i为整数，n为偶发任务个数，其通过三元组{Ti,ξi,Ci}表示。Ti是偶发任务τi的最小释放间隔。ξi是偶发任务τi的关键层次，其可以表示为ξi＝{LO,HI}，偶发任务τi的关键层次为LO时，其为低关键层次任务，偶发任务τi的关键层次为HI时，其为高关键层次任务。Ci为偶发任务τi的不同模式下的最坏情况下执行时间，Ci(LO)和Ci(HI)分别为偶发任务τi在低模式和高模式下的最坏情况下执行时间。其中，低模式是指高关键层次偶发任务Ti的执行时间不超过Ci(LO)，且在其截止期限内完成执行；系统处于低模式时，同时执行高关键层次偶发任务和低关键层次偶发任务。高模式是指高关键层次偶发任务Ti的执行时间超过Ci(LO)，但不超过Ci(HI)，且在其截止期限内完成执行；如果偶发任务τi为低关键层次任务时，其Ci(HI)＝Ci(LO)；如果偶发任务τi为高关键层次任务时，其Ci(HI)＞＝Ci(LO)。3)利用最佳优先级分配方法确定任务的优先级。该步骤具体如下：3.1)设置优先级分配队列，刚开始队列包含n个偶发任务；3.2)将偶发任务τi的优先级设置为最低优先级；然后计算其响应时间Ri，当其响应时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车控制系统安全调度方法,其特征在于，包括如下步骤：/n1)分析汽车控制系统的任务类型，将每个子系统作为控制系统的任务；/n2)对任务进行分类，并根据任务类型建立实时调度模型；/n3)利用最佳优先级分配方法确定任务的优先级；/n4)汽车控制系统模式转化时，主动放弃低关键层次任务，执行高关键层次任务，确保系统安全。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车控制系统安全调度方法,其特征在于，包括如下步骤：
1)分析汽车控制系统的任务类型，将每个子系统作为控制系统的任务；
2)对任务进行分类，并根据任务类型建立实时调度模型；
3)利用最佳优先级分配方法确定任务的优先级；
4)汽车控制系统模式转化时，主动放弃低关键层次任务，执行高关键层次任务，确保系统安全。


2.如权利要求1所述的一种汽车控制系统安全调度方法,其特征在于，所述步骤1)中，所述子系统包括有制动系统、多媒体播放系统、胎压监测系统、导航系统、自动门窗系统、空调系统和故障检测系统。


3.如权利要求2所述的一种汽车控制系统安全调度方法,其特征在于，每个子系统构成的控制系统的任务定性为偶发任务，所述制动系统、胎压监测系统与故障检测系统归为高关键层次偶发任务，所述多媒体播放系统、导航系统、自动门窗系统和空调系统归为低关键层次偶发任务。


4.如权利要求1所述的一种汽车控制系统安全调度方法,其特征在于，步骤2)中，根据任务类型建立实时调度模型，具体为：
定义汽车控制系统的偶发任务τi，1≤i≤n,i为整数，n为偶发任务个数，通过三元组{Ti,ξi,Ci}表示；Ti是偶发任务τi的最小释放间隔；ξi是偶发任务τi的关键层次，ξi＝{LO,HI}，偶发任务τi的关键层次为LO时，其为低关键层次偶发任务，偶发任务τi的关键层次为HI时，其为高关键层次偶发任务；Ci为偶发任务τi的不同模式下的最坏情况下执行时间，Ci(LO)和Ci(HI)分别为偶发任务τi在低模式和高模式下的最坏情况下执行时间，若偶发任务τi为低关键层次偶发任务时，则Ci(HI)＝Ci(LO)，若偶发任务τi为高关键层次偶发任务时，则Ci(HI)＞＝Ci(LO)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忆文，林铭炜，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35