考虑抑制耦合关系的5G业务故障分析方法

5G网络业务对基础设施的共用关系使得其业务故障逻辑更为复杂,具体体现在业务故障间耦合关系的形成。其中抑制耦合作为一类特殊的业务故障耦合关系,体现了业务故障间此消彼长、相互抑制的关联关系,极大程度上影响着业务的运行情况。为了对抑制耦合影响下的5G业务故障进行分析,本文基于对业务故障间抑制耦合关系的考虑,提出了耦合故障树分析方法,基于该方法本文实现了对抑制耦合关系影响下业务故障的解析评估。5G轮胎吊案例的分析与对比,证明了本文所提方法的有效性。     

修复率变化条件下的k/N(G)系统可用性研究

故障件修复率是可用性模型中与维修人员联系最紧密的参数,目前的系统可用性评估中常将其假设为一个单值常数,即认为维修人员效率相同且保持不变。但实际工作中参与维修的人员业务能力并不一样,且同一人员其修复率也会随维修管理以及其心理状态的变化而变化。针对这种情况,对k/N(G)系统分别建立了考虑维修人员能力差异和考虑维修管理及人员心理状态影响的可用性评估模型。基于生灭过程理论,对这两个模型进行了稳态求解。为维修保障人员的配置管理与决策分析提供了依据。     

容错计算机网络综合可用性建模与仿真分析

在充分分析现有UMS容错计算机网络可靠性分析技术的基础上,针对容错计算机网络可靠性分析中存在的问题,从容错网络系统的特点出发,对计算机网络系统的典型的容错设备可用性建模、网络流量对网络可用性的影响、计算机网络综合可用性评价进行了研究。在容错计算机网络设备可用性建模的过程中,首先分析了软硬件故障相关性系统的特点,采用基于随机Petri网的可靠性分析方法解决了复杂设备难以进行可靠性建模的问题。通过分析影响网络可用性的因素,建立了基于网络性能的综合可用性模型,与现有的网络可靠性评价指标相比,其评价指标反映的信息更加的全面和科学。这对于建设高可用性网络具有较大的指导意义。     

基于SEBS-TOMS分层组合框架的导弹武器系统可用性建模与仿真

研究部署与任务期间导弹武器系统可用性建模方法与仿真实验设计。阐述了可用性概念,明确了量化指标,构建建模与仿真(modeling and simulation, M&S)一体化框架,利用分层组合的思想,提出了基于体系-实体-行为 状态(system-of-system, entity, behavior, state, SEBS)的可用性建模方法,即以体系组织集成建模为框架,以变结构实体建模为主体,以可用性为中心的行为建模为支撑,以基于故障与战损的可用状态建模为核心,并对模型的形式化描述展开研究。探讨了仿真实验设计的关键技术,提出基于测试 使用-维修-保障(test, operation, maintain, support, TOMS)的实验空间串联分割方法,并对随机变量建模、仿真优化设计、仿真系统可信度评估进行阐述。仿真结果表明,该分层组合评估方法快捷有效,仿真实验设计合理可行,极大地提高了可用性评估和分析的效率,为精确保障奠定了基础。     

随机Petri网在系统可用性分析中的应用

Petri网自1962年提出以来，倍受工业界和学术界的广泛关注。经过几十年的时间，Petri网的理论不断的完善，Petri网在各行业中不断的被应用。本文主要讨论了Petri网在系统可用性分析中的应用。首先从Petri网的基本概念和基本模型出发，讲述了随机Petir网模型（SPN）、广义随机Petri网模型（GSPN）和随机回报网模型（SRN）。然后以冗余备份系统为例，讨论了随机Petri网在系统可用性分析中的应用以及随机Petri网模型的分析。最后讨论与其它建模方法相比，利用随机Petri网来建立系统可用性模型的优点。     

基于AADL体系结构模型的构件系统可靠性评估

为了支持新一代航电系统在体系结构设计阶段进行系统可靠性分析和评估,对复杂嵌入式系统利用体系结构分析与设计语言(architecture analysis and design language, AADL)进行系统的建模。提出了一种基于AADL系统体系结构模型的可靠性建模方法,设计出一套转换规则,对AADL体系结构模型的软硬件构件进行模型转换,实现从AADL系统体系结构可靠性模型到系统体系结构广义随机Petri网(system architecture general stochastic Petri net,SAGSPN)的转换,并基于加权的SAGSPN可靠性计算模型对系统进行可靠性评估。最后通过对某飞控系统进行可靠性评估,验证了方法的有效性,证明该方法对航电系统的体系结构设计提供了支持。     

基于VHDL的时延Petri网仿真

在实时控制系统中,常常需要使用时延Petri网对系统进行建模、分析.作者提出了用硬件描述语言对时延Petri网进行描述,用VHDL语言中的wait语句和after语句来模拟Petri网中的时延特性,通过EDA软件工具对时延Petri网进行仿真,获得系统的动态性能,这为时延Petri网的分析提供了新的路径,并为控制系统的设计和电路实现奠定了基础.文章最后给出了一个实例,仿真波形表明了这种方法的正确性.     

基于混合Petri网的HVDC控制系统模型的研究

高压直流输电(HighVoltageDirectCurrentTransmission,缩写为HVDC)控制系统是一典型离散事件和连续动态行为相互作用的混合系统,引入混合系统的有效建模工具:混合Petri网(HybridPetriNet缩写为HPN),根据HVDC控制系统的运行特性,采用HPN对HVDC控制系统进行建模。该模型将控制系统分成离散逻辑部分、连续动态部分和状态识别接口部分来描述。由离散逻辑部分进行协调HVDC运行方式的切换,连续动态部分进行实时调节,状态识别接口部分实现对系统状态的识别并驱动离散部分的改变。通过对结合国际大电网会议CIGRE标准系统的仿真,验证了基于HPN的HVDC控制系统模型在HVDC系统在正常及故障情况下均有良好的响应特性。     

基于Petri网的作战单元状态模型及可用性分析

以作战单元为整体研究其可用性具有重要意义.提出了作战单元可用性分析的Petri网建模方法,建立了不同基本任务可靠性关系下的系统状态Petri网模型和以此为基础的复杂任务关系模型.研究了复杂维修保障过程模型的简化分析方法,推导了简单GSPN模型的可用度解析算法.最后,应用实例对模型的解析方法进行了验证.     

基于通信的列车控制系统的有色Petri网模型的研究

基于通信的列车控制系统是我国铁路信号技术发展的一个重要方向，在分析了基于通信的列车控制系统结构的基础上，采用有色Petri网方法对该系统进行建模仿真研究。有色Petri网是一种以图形形式描述系统结构、功能的建模分析方法，特别适合大型异步并发系统的建模与仿真。为了使模型简洁清楚，提出了分整体层、处理层和功能层三部分建立相应的系统有色Petri网图的分析方法，并用CPN／Tools工具软件进行实现。通过建立一个基于通信的列车控制系统的有色Petri网模型，为最终开发出该系统的软件仿真平台奠定了良好的基础。     

面向对象Petri网在舰炮武器系统建模中的研究

研究并实现了一种基于Petri网的系统建模方法，它将面向对象技术与Petri网相结合，从而综合了两种方法的优势，降低了Petri网模型的复杂性，增加了Petri网的应用范围。舰炮武器系统是一种大规模的、复杂的并具有并发性、分布式、非确定性等特点的系统，因此我们应用面向对象的Petri网(OOPN)对其进行了建模。通过对舰炮武器系统的建模，我们发现面向对象的Petri网建模方法可以有效的降低系统模型的规模和复杂性。     

基于Petri网的多Agent系统建模的研究

多Agent系统正成为分布式自治系统研究的一个热点,并被大量应用在商业和工业软件系统的开发中.这些系统的复杂性表明急需一种系统建模技术来构造多Agent系统,从而支持可靠的、可维护的和可扩展的系统设计.文中分析了Petri网技术在多Agent系统建模领域的应用背景,对基于Petri网的多Agent系统建模方法进行了分类、分析、比较和评估,指出了目前使用Petri网技术对多Agent系统进行建模存在的问题,并给出了今后的研究方向.     

基于时间Petri网的星载海量存储器动态仿真

星载海量存储器的实时性和安全性要求在系统设计初期进行形式化分析和仿真。在采用UML对系统进行建模的基础上,本文提出一种通用算法将状态图自动转化为时间Petri网。同时根据系统约束和Petri网化简规则化简,分析其可调度性并给出星载海量存储器的时间性能评估。该方法适用于周期任务的静态、有限级调度系统,具有较广的适用性。     

基于Petri网模型的系统仿真验证方法

随着系统工程的发展,对系统的质量提出了更高的要求。首先以系统建模语言活动图模型为焦点,提出一种将活动图模型自动转换为Petri网模型的机制,接着对某指挥控制系统的发射模块进行建模,并通过转换机制将活动图模型转化为Petri网模型,然后使用Petri网验证工具对转后之后的模型进行仿真验证,保证了指挥信息系统的正确性。     

基于UML和Petri网的层次建模分析方法

提出一种新的UML和Petri网结合方式的建模分析方法。该方法采用从上到下的屡次分析方法，用扩展的UML模型对系统组织结构和系统的静态特征进行描述，用扩展的Petri网模型描述和分析系统动态特性，通过转化规则将Petri网模型转化成相应的状态图和序列图，然后集成所有的UML模型，通过Rational Rose等软件来实现代码。最后通过该方法，对一个FMS进行了建模分析。     

有色Petri网在通信协议中的应用

有色Petri网(CPNs)提供了一个框架用来对系统进行设计.有色Petri网有着很广泛的应用领域,很多CPNs项目在工业中得以应用.通讯协议、操作系统、硬件系统、嵌入式系统和软件设计也是有色Petri网的应用领域.     

基于GSPN方法的柔性制造系统过程模型和性能分析

应用广义随机Petri网方法,对柔性制造系统进行建模和分析,提出了控制策略和优化方法.针对柔性制造系统的离散性,对整个系统的过程模型进行分析.利用广义随机Petri网结合马尔可夫链的方法,确立了系统的配置参数,得出了系统的平均运行时间,机床的平均使用率,系统的生产率,故障概率,对系统的优化和生产效率的提高以及柔性的提高提供了理论支持.最后,通过柔性制造系统实例,对该方法进行了检验.     

一类不确定时延网络控制系统的故障诊断

研究了具有不确定时延的网络控制系统的故障诊断问题。通过建模将一类具有不确定时延的网络控制系统等效为具有不确定性的离散线性系统,并构建了故障观测器对系统进行故障检测。基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,将故障诊断问题转化为系统鲁棒性的设计问题,给出并证明了解存在的条件以及观测器增益矩阵的求解方法。最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

曙光作业管理系统的可用性评价

针对持续发展的高性能计算带来的新需求,我们设计与实现了DCJM机群作业管理系统,并使用了多种高可用保障措施。为了验证其有效性,综合使用可靠性框图、故障树和随机Petri网等工具对DCJM建模,然后基于实际测量的参数,使用统一的模型求解,对系统可用性进行了完整的评价。分析结果显示DCJM系统达到了高可用性。     

考虑混合维修策略的复杂系统区间可用度

针对马尔可夫过程只能计算故障时间和维修时间服从指数分布、更新过程只能计算故障时间和维修时间服从独立同分布系统可用度的局限,以及现有可用度模型没有同时考虑不同维修策略和环境因子对系统可用性的影响的现状,构建了一种考虑混合维修策略和使用环境的复杂系统的区间可用度模型。该模型假设系统的故障和维修时间服从任意分布,不同的故障模式采取不同的维修策略。计算系统停机时间时,考虑了系统的预防性维修时间、修复性维修时间和保障延误时间。以某型无人机控制系统为例,对设计方法进行了验证。系统关键部件服从不同参数的威布尔分布,系统维修时间和延误时间均服从正态分布。结果表明,设计方法可行、正确,可为基于可用度的预防性维修周期优化、效能权衡和通用质量特性指标阈值设计提供技术支撑。