通信网络可靠性指标的新定义及计算方法

为了从网络的宏观角度更全面地评估通信可靠性能,新定义了一套把网络拓扑连通性与传输容量有机地综合在一起的通信网可靠性指标———归一化容量加权可靠性指标,并从网络设计的主观和客观角度以及兼容传统指标等方面阐述了新定义指标的合理性与全面性。为了利于用新指标分析实际问题,研究出一套新指标的计算方法。从路由寻找到不交化网络状态及其对应容量的计算,所有运算过程都实现了易于程序化分析的代数化计算,并论证了算法每个环节的正确性。通过典型算例详述了新指标的计算方法,并以新指标作为参考扼要地介绍了提高网络可靠性方法。     

基于时间Petri网的装备体系可靠性建模与仿真

针对装备体系规模大、层次多、成员彼此分离、不断演化的特点,以及体系可靠性预计与分配困难的问题,在充分研究体系内涵的基础上,结合美国国防部体系结构框架（Department of Defense Architecture Framework, DoDAF）和流程分析研究方法,提出了一种基于时间Petri网流程分析的装备体系可靠性建模与分析方法,详细分析了体系结构和使用流程的建模过程,构建了装备体系的可靠性计算模型。以某机场航空保障体系为例,说明了基于流程的体系可靠性建模分析的详细过程,通过ExSpect（Executable Specification Tool）仿真软件,得出了装备体系流程的执行时间和可靠度仿真结果。     

基于新网络路由算法的通信网可靠性指标计算

解决通信网络"归一化容量加权可靠性指标"全代数化计算的最关键问题,是寻找能够算出网络节点之间全部路由的代数化路由算法。提出一种网络路由新算法,是按照逻辑代数运算规则,以关联矩阵降阶变换方式计算,对于有m个节点的网络,只需m-2次距阵降阶变换运算,就能够算得网络两节点间全部路由,且不会出现闭环路由问题,完全符合通信传输规则。基于该路由算法研究出通信网络"归一化容量加权可靠性指标"的全代数化算法,由于新算法所有环节均实现了代数化运算,所以易于编写计算机程序,可以很方便地计算出大型通信网络的可靠性指标,解决了大型通信网络可靠性分析困难的问题。通过算例对新算法的各计算过程进行了详细说明,验证了其正确性。     

大型复杂系统多态可靠性快速评估算法

开展装备系统可靠性评估工作, 对于发挥装备固有性能、提升装备使用效能、降低装备管控风险, 具有重要工程应用价值。针对大型装备复杂系统, 通过构建面向不同耦合结构的极限序列核和极限可靠度逼近函数, 探索了一类计算资源要求低, 计算便捷, 且逼近精度满足工程需要的多状态可靠性建模、分析与快速评估方法。案例研究表明: 算法突破了装备复杂系统大维度可靠性解算技术瓶颈, 提升了可靠性评估效率, 且评估与风险预报效果好; 算法丰富了装备复杂系统多状态可靠性建模、分析与评估体系, 可为可靠性工程的设计、使用与管理人员, 提供前沿理论储备和工程技术借鉴。     

Wiener过程性能退化产品可靠性评估的Bayes方法

在分析性能退化数据模型的基础上,针对Wiener过程性能退化产品提出了一种可靠性评估的Bayes方法,给出了参数的递推估计.该方法计算简单,并且能随着性能退化试验进行不断更新可靠性评估结果,而不需要重新处理历史数据,因而也适合于实时可靠性评估.最后通过金属化膜电容器可靠性评估实例分析验证了该方法的适用性,并进行了相关讨论.     

机器人制造单元的建模与分析方法研究

以一类重复性生产方式的机器人制造单元作为研究对象 ,通过分析在制造单元加工流程和输送流程中的各个活动所要满足的约束条件 ,提出了一种基于极大代数的机器人单元的建模方法 ;并根据所建立状态空间模型 ,分析了在确定决策下系统的稳态性能 ,给出了一种计算系统运行周期的有效方法.     

基于OBDD的通信网链路重要性评估

通信网的链路重要性评估是网络设计和维护的重要依据。在链路重要性评估方法上提出了一种基于有序二叉决策图(ordered binary decision diagram, OBDD)的新方法--BO(Birnbaum OBDD, BO)方法。该方法引入了Birnbaum测度来量化链路重要性,并采用边扩张图(edge expansion diagram,EED)来创建网络的OBDD结构,在可靠度计算基础之上,通过分析链路故障时网络可靠度得到Birnbaum测度值。BO方法将高效的OBDD结构与hash表结合起来,并通过识别计算中出现的同构子网,减少冗余状态与重复计算来提高整体计算效率。引入并对比经典可靠性文献中一些规模较大网络,通过实验验证了BO方法不仅能正确地评估网络链路重要性,而且在计算效率方面优于因子分解方法。     

基于灰色系统理论的软件系统可靠性分析

通过运用灰色系统理论对影响软件系统可靠性行为的各种因素进行分析,给出了软件系统可靠性预测模型,对软件系统失效间隔时间进行了预测,并以海军战术数据系统(the naval tactical data system,NTDS)数据验证了模型。通过关联分析,得到各种因素对软件系统可靠性的影响及其关联度,为软件系统的可靠性评判和推断提供依据,并为下一步提高软件可靠性的途径提供参考。     

包含错误恢复的软件可靠性仿真研究

基于结构的软件可靠性分析模型虽然能够在构件可靠性、系统结构、系统可靠性三者之间建立联系并分析,但由于其模型中大多使用可靠性常量来刻画构件可靠性,忽略了实际软件开发过程中错误恢复对系统可靠性的影响.为此,利用离散事件仿真手段对构件失效行为、系统失效行为和错误恢复进行仿真,给出一种包含错误恢复的软件可靠性仿真分析方法,该方法在软件测试阶段能够反映构件可靠性增长对于系统可靠性的影响,同时具有软件可靠性增长模型和基于结构的软件可靠性分析模型的优点.通过对两个软件系统的可靠性仿真分析验证了该方法的有效性.     

基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法

确信可靠性理论基于可靠性科学原理, 在产品设计阶段综合考量产品的性能参数与不确定性, 实现了产品的正向设计与定量设计。为了将确信可靠性理论转化为实践可行的可靠性设计流程, 提出了基于概率测度的确信可靠性建模与分析方法。通过研究功能性能裕量分析确定关键性能参数与性能阈值, 通过理论分析、仿真建模、实验建模建立产品的性能方程、裕量方程与退化方程; 确定量化参数的不确定性, 开展确信可靠性分析, 并计算可靠性定量指标。本文为可靠性设计工作流程提供创新性的理论探索和工程实践, 为进一步说明该方法的应用流程, 本文以某型电连接器作为案例进行研究,定量提出了电连接器可靠性的优化改进方向。     

软件可靠性关键参数判定的矩估计方法

已有的基于结构的软件可靠性研究中大多假设建模参数为已知常量,导致模型忽略了参数估计的统计特征对于系统可靠性的影响.针对该问题,提出一种基于矩估计的软件可靠性关键参数判定方法,该方法通过分析基于结构软件可靠性模型的特点,建立各建模参数的矩估计量与系统可靠性预测结果之间的关系,量化各参数对于系统可靠性的影响,判定关键参数.为系统可靠性控制、系统结构优化及软件测试资源最优化分配等问题的解决提供了理论支持,通过对两个实际软件系统的分析验证了方法的有效性.     

基于fUML的C4ISR体系结构可执行

由于C4ISR体系结构模型缺乏可执行性,不利于体系结构的验证评估,为此提出了一种基于fUML(semantics of a foundational subset for executable unified modeling language models)的体系结构建模与分析方法。基于fUML元模型来定义C4ISR体系结构的可执行建模元模型,使用它们来构建C4ISR体系结构的可执行模型;定义可执行模型的代数语义域--可执行活动模型代数（executable activity model algebra,EAMA）,使用语义函数将可执行模型的行为语义转换为EAMA的进程项;定义EAMA的操作语义作为进程项的执行规约,通过对进程项的仿真执行来实现C4ISR体系结构的可执行分析,最后以区域防空作战系统为例说明了方法的可行性。     

铁道车辆动力学云平台架构设计及原型验证

现阶段铁道车辆动力学领域的基础仿真软件多为单机模式,基于单机模式开发追赶国外先进仿真软件短时间难以达到,鉴于此,提出一套基于云平台的自主可控的车辆系统动力学软件架构。依据车辆系统动力学理论,依托云服务,搭建拥有自动化流程建模、云计算、后处理分析等功能的平台。在此基础上建立拖车仿真模型,并与SIMPACK仿真计算结果进行对比研究车辆动力学性能,验证平台的可用性和可靠性。平台的实现在一定程度上可以替代常用的铁道车辆动力学软件,可为同类型软件的开发提供参考。     

基于System C的星载计算机系统设计

分析了小卫星星载计算机系统的公共需求及其应用的特殊性,给出了典型小卫星星载计算机系统的通用体系结构;提出了基于System C的星载计算机系统的设计方法。通过与传统的星载计算机系统设计方法的对比,提出的基于System C的设计方法可使星载计算机系统的研发周期缩短,设计质量获得较大的提升。同时结合实际工程经验,给出了星载计算机系统软硬件协同设计的基本步骤。     

Analysis and design for architecture-based software

1.INTRODUCTION Softwareengineeringindustryhasproposedaseriesof theories,methodsandtoolstosolvesomeproblemsin thesoftwaredevelopmentprocess,sincetheconcept ofsoftwareengineeringwascreatedbyNATOin1968.However,theproblemsoflongdevelopment period,highcostandlowqualityinthesoftwarede velopmentstillexistduetotheinherentcomplexity andvolatilenessofthesoftware.Accordingtoagreat dealofstatistics,70%erroneousnessisintroduced duringrequirementanddesignphaseinthelargescale softwaredevelopment.Moreov…     

基于Agent的建模与仿真和离散事件仿真的集成应用研究

基于Agent的建模与仿真(ABMS)和离散事件仿真(DES)同属先进的建模仿真模式,都具备一定处理复杂系统问题的能力。ABMS继承面向对象思想,擅长从微观角度着手分析复杂系统;DES沿用传统的面向过程思想,能对复杂系统整体的宏观行为进行分析。二者在功能上具有互补性。在对两种模式深入分析的基础上,本文提出将二者集成应用的思想,扩展了传统DES事件表的结构,提出将ABMS和DES集成应用的完整框架,并实现了一个支持此框架实现的软件平台——absimlib,充分发挥了两种仿真模式的优势,弥补了单独使用其中任何一种的不足,增强了对复杂系统的建模与仿真能力,且结构简单、易于实现和向分布式环境下扩展。最后以一个防空作战的例子证明此方法的有效性。     

考虑用户行为和排错延迟的多版本软件可靠性增长模型

软件在测试阶段和使用阶段操作环境的差别导致软件测试可靠性和运行可靠性不完全相同.软件在发布后的使用和维护阶段,软件可靠性的增长不仅体现在软件固有故障的排除,而且用户对软件的熟悉程度也会影响软件的可靠性.本文研究了软件固有故障检测过程、固有故障纠正过程和外在失效过程的特征,建立了考虑用户行为和排错延迟下的多版本软件可靠性增长模型.通过一组来自于开源软件用户缺陷跟踪系统中的真实数据进行数值分析,试验结果表明提出的模型具有较好的效果.     

A three-parameter fault-detection software reliability model with the uncertainty of operating environments

As requirements for system quality have increased, the need for high system reliability is also increasing. Software systems are extremely important, in terms of enhanced reliability and stability, for providing high quality services to customers. However, because of the complexity of software systems, software development can be time-consuming and expensive. Many statistical models have been developed in the past years to estimate software reliability. In this paper, we propose a new three-parameter fault-detection software reliability model with the uncertainty of operating environments. The explicit mean value function solution for the proposed model is presented. Examples are presented to illustrate the goodness-of-fit of the proposed model and several existing non-homogeneous Poisson process (NHPP) models based on three sets of failure data collected from software applications. The results show that the proposed model fits significantly better than other existing NHPP models based on three criteria such as mean squared error (MSE), predictive ratio risk (PRR), and predictive power (PP).     

基于可靠性的软件构件费用分配最优模型

针对软件系统可靠性和费用分配问题,给出了一种基于可靠性的软件构件费用分配最优模型。将软件系统可靠性定义为软件构件失效率、操作剖面、构件使用矩阵以及软件无失效运行的规定任务时间的函数,详细描述了费用最优模型的建立和利用非线性规划理论求解模型的步骤。在求解过程中,将费用最优模型转化为Kuhn-Tucker方程,有效地处理了带有复杂计算的目标函数和约束条件的可靠性和费用最优分配问题。计算实例表明利用该模型进行可靠性和费用分配是可行的。