基于逻辑故障探针的CPS节点故障识别方法和系统技术方案

本申请公开一种基于逻辑故障探针的CPS节点故障识别方法和系统，在该方法中，针对CPS节点集群中的每一CPS节点，基于为所述CPS节点所配置的信号采样模块进行采样，以确定相应的CPS节点状态数据；其中，所述CPS节点状态信息包括节点模态状态；基于各个CPS节点的节点标识信息，对所采样的各个CPS节点状态数据分别进行标识；根据经标识的各个CPS节点状态数据进行故障分析，以确定所述CPS节点集群中的每一CPS节点的故障状态结果。由此，提供了一套完整可行的CPS逻辑故障探针技术，能够对CPS系统中各个节点的故障特征进行自动化识别和定位，实现了对无人系统故障的自动化监测。实现了对无人系统故障的自动化监测。实现了对无人系统故障的自动化监测。

【技术实现步骤摘要】
基于逻辑故障探针的CPS节点故障识别方法和系统


[0001]本申请属于物联网
，尤其涉及一种CPS节点故障识别方法、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]信息物理系统(Cyber
‑
Physical Systems,CPS)是一种基于算法控制或监测的计算机系统。在信息物理系统中，物理世界和虚拟世界是紧密交织在一起的，能够在不同的空间和时间尺度上进行操作，表现出多种不同的行为模式，并与外界环境进行相互作用，形成物理元素和计算元素较高层次的结合与协调。CPS的本质是通过虚拟世界对物理世界进行状态监测、计算处理，构建数据自动流动的闭环，形成物理世界和虚拟世界的交互，并最终生成对物理实体的控制策略。
[0003]故障是指系统的某些特性或参数偏离正常状态，进而导致系统无法实现预期的功能。故障会干扰和妨碍正常系统的运行，必须尽早被诊断，以免造成严重的后果。故障检测是指检测系统是否发生故障。现有的故障检测手段主要分为基于解析模型、基于定性经验和基于数据驱动这三种类型。
[0004]随着CPS应用领域的逐步扩大，CPS应用环境中的各个节点都需要进行监测运维，传统的故障识别定位多以人工现场操作为主，缺乏统一的自动化监测工具，以此对多无人系统的信息流各个节点的故障特征进行自动化识别和定位，是目前CPS领域亟需解决的关键技术难题。
[0005]针对上述问题，目前业界暂未提出较佳的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种CPS节点故障识别方法、电子设备和存储介质，用于至少解决上述技术问题之一。
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种CPS节点故障识别方法，包括：针对CPS节点集群中的每一CPS节点，基于为所述CPS节点所配置的信号采样模块进行采样，以确定相应的CPS节点状态数据；其中，所述CPS节点状态信息包括节点模态状态；基于各个CPS节点的节点标识信息，对所采样的各个CPS节点状态数据分别进行标识；根据经标识的各个CPS节点状态数据进行故障分析，以确定所述CPS节点集群中的每一CPS节点的故障状态结果。
[0008]第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法的步骤。
[0009]第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本申请上述方法的步骤。
[0010]第四方面，本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述方法的步骤。
[0011]本申请实施例的有益效果在于：
[0012]利用分布式的信号采样模块对CPS节点集群中的各个节点的状态数据进行采集和标识，进而通过对节点状态数据进行故障分析，提供了一套完整可行的CPS逻辑故障探针技术，实现了对无人系统故障的自动化监测，能够对CPS系统中各个节点的故障特征进行自动化识别和定位。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1示出了根据本申请实施例的CPS节点故障识别方法的一示例的流程图；
[0015]图2示出了根据本申请实施例的确定CPS节点状态数据的过程的一示例的流程图；
[0016]图3示出了根据本申请实施例一示例的基于CPS逻辑故障探针技术的CPS节点系统的结构示意图；
[0017]图4示出了根据图3中的CPS节点系统的节点故障识别方法一示例的操作流程图；
[0018]图5示出了根据图4中的S440中的多无人系统故障测试数据集的生成过程的一示例的示意图；
[0019]图6为本申请的电子设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0023]在本申请中，“模块”、“系统”等等指应用于计算机的相关实体，如硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件等。详细地说，例如，元件可以、但不限于是运行于处理器的过程、处理器、对象、可执行元件、执行线程、程序和/或计算机。还有，运行于服务器上的应用程序或脚本程序、服务器都可以是元件。一个或多个元件可在执行的过程和/或线程中，
并且元件可以在一台计算机上本地化和/或分布在两台或多台计算机之间，并可以由各种计算机可读介质运行。元件还可以根据具有一个或多个数据包的信号，例如，来自一个与本地系统、分布式系统中另一元件交互的，和/或在因特网的网络通过信号与其它系统交互的数据的信号通过本地和/或远程过程来进行通信。
[0024]最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0025]图1示出了根据本申请实施例的CPS节点故障识别方法的一示例的流程图。
[0026]如图1所示，在S110中，针对CPS节点集群中的每一CPS节点，基于为CPS节点所配置的信号采样模块进行采样，以确定相应的CPS节点状态数据。这里，CPS节点状态信息包括节点模态状态，例如节点运动姿态、节点加速度等等，以实现对无人系统中各节点的模态数据的收集。
[0027]在本申请实施例的一些示例中，信号采样模块可以包括各类模态采样单元，并可以包括以下中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CPS节点故障识别方法，包括：针对CPS节点集群中的每一CPS节点，基于为所述CPS节点所配置的信号采样模块进行采样，以确定相应的CPS节点状态数据；其中，所述CPS节点状态信息包括节点模态状态；基于各个CPS节点的节点标识信息，对所采样的各个CPS节点状态数据分别进行标识；根据经标识的各个CPS节点状态数据进行故障分析，以确定所述CPS节点集群中的每一CPS节点的故障状态结果。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在根据经标识的各个CPS节点状态数据进行故障分析，以确定CPS节点集群中的每一CPS节点的故障状态结果之后，所述方法还包括：存储所确定的CPS节点集群中的每一CPS节点的故障状态结果，使得所存储的故障状态结果能够被用于回溯相应历史时刻的CPS节点的状态。3.根据权利要求1所述的方法，其中，针对CPS节点集群中的每一CPS节点，基于为所述CPS节点所配置的信号采样模块进行采样，以确定相应的CPS节点状态数据，包括：基于第一CPS节点所配置的第一信号采样模块，确定第一CPS节点状态数据；从至少一个第二CPS节点所配置的第二信号采样模块，分别接收相应的第二CPS节点状态数据；基于所述第一CPS节点和各个所述第二CPS节点的相对方位信息及相应的所述第二CPS节点状态数据，对所述第一CPS节点状态数据进行校准。4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述针对CPS节点集群中的每一CPS节点，基于为所述CPS节点所配置的信号采样模块进行采样，以确定相应的CPS节点状态数据，该方法还包括：基于第三CPS节点所配置的第三信号采样模块，确定第三CPS节点状态数据；获取所述第三CPS节点的历史节点状态数据集，并根据所述历史节点状态数据集对所述第三CPS节点状态数据进行更新。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据经标识的各个CPS节点状态数据进行故障分析，以确定所述CPS节点集群中的每一CPS节点的故障状态结果，包括：基于经标识的各个CPS节点状态数据，构建贝叶斯网络；其中，所述贝叶斯网络中定义了每个CPS节...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，王怡翔，李刚，王志鹏，陆萍，周艳敏，程斌，朱忠攀，蒋烁，张朋朋，李鑫，朱晗，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：