本文探讨了一种基于交互马尔可夫链的状态事件故障树(time properties analysis of state/event fault trees)的时间特性分析方法,适用于组件基础系统(Component based systems)的安全性和可靠性评估。状态事件故障树是一种建模技术,用于描述构件化嵌入式系统的失效因果链,其中顶层事件表示失效的结果。通过分析顶层事件的平均发生时间,可以获取系统的平均失效时间参数,为系统安全评估提供依据。
在状态事件故障树中,由于缺乏严格的语义定义,需要将其形式化以便进行定量分析。文章提出了一种创新的方法,首先利用交互马尔可夫链(Interactive Markov chains)精细化交互动作,构建接口交互马尔可夫链模型,以此为基础描述故障树的组件和逻辑门的语义。接着,通过并行组合组件和逻辑门的形式语义模型,构建整个故障树的模型,并应用弱互模拟(Weak bisimilarity)来简化状态空间。然后,根据状态事件故障树的形式语义,作者给出了计算顶层事件平均发生时间的方法。最后,论文通过飞机着陆雷达控制系统和喷淋防火系统的实例,展示了状态事件故障树时间特性分析的应用。
此方法为组件化系统提供了新的失效时间特性分析手段,对于故障预测、系统设计优化以及风险控制具有重要意义。关键词包括状态事件故障树、交互马尔可夫链、平均时间分析以及形式化方法。文章归类于计算机科学领域的程序设计与系统结构(中图法分类号:TP311)。
参考格式:
徐丙凤,黄志球,胡军,魏欧,李伟湋. 一种状态事件故障树的时间特性分析方法. 软件学报, 2015, 26(2): 427−446. http://www.jos.org.cn/1000-9825/4562.htm
英文引用格式:
XuBF, HuangZQ, HuJ, WeiO, LiWW. "A method for time property analysis of state/event fault trees". Journal of Software, 2015, 26(2): 427−446. [doi:10.13328/j.cnki.jos.004562]