(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211006364.1 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150006 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 杨京礼　黄宇翔　方晓彤　赵静萌　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于模型的舰船电子信息系统可靠性 建模与分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模型的舰船电子信 息系统可靠性建模与分析方法， 涉及舰船电子信 息系统技术领域， 方法包括， S1、 构建舰船电子信 息系统AADL结构模型、 舰船电子信息系统AADL行 为模型和舰船电子信息系统AADL错误模型； S2、 以舰船电子信息系统AADL结构模型、 舰船电子信 息系统AADL行为模型和舰船电子信息系统AADL 错误模型作为元模型， 构建舰船电子信息系统 AADL可靠性模型； S3、 将舰船电子信息系统AADL 可靠性模型映射到GSPN模型； S4、 根据GSPN模型 分析系统可靠性。 本发明利用基于模 型的可靠性 分析方法解决目前新型体系结构的舰船电子信 息系统故障传播规律不清晰、 系统状态混沌、 任 务能力不确定等问题。 权利要求书2页 说明书12页 附图5页 CN 115292955 A 2022.11.04 CN 115292955 A 1.一种基于模型的舰船电子信息系统可靠性建模与分析方法， 其特征在于， 所述方法 包括： S1、 构建舰船电子信息系统AADL结构模型、 舰船电子信息系统AADL行为模型和舰船电 子信息系统A ADL错误模型； S2、 以舰船电子信息系统AADL结构模型、 舰船电子信息系统AADL行为模型和舰船电子 信息系统A ADL错误模型作为元模型， 构建舰船电子信息系统A ADL可靠性模型； S3、 将舰船电子信息系统A ADL可靠性模型映射到GS PN模型； S4、 根据GS PN模型分析系统可靠性。 2.根据权利要求1所述的基于模型的舰船电子信息系统可靠性建模与分析方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中， 构建舰船电子信息系统A ADL结构模型 具体包括： 根据结构功能特点将舰船电子信 息系统中的组成结构划分为前端、 中端及后端三个层 级， 所述前端包括雷达组件及其他感知设备硬件组件构成的舰船搜索感知系统， 所述中端 包括软件组件和公共计算服务设备硬件组件构成的舰船指挥系统， 所述后端包括导 弹组件 及其他武器硬件组件构成的舰船武器系统； 将舰船电子信息系统中的各个组件按照层级关系映射到对应的AADL元模型中， 生成 AADL结构元模型； 将所述AADL结构元模型实例化， 将实例化操作后的各个AADL结构元模型绑定到相应 CPU上执行的软件进程， 建立舰船电子信息系统A ADL结构模型。 3.根据权利要求2所述的基于模型的舰船电子信息系统可靠性建模与分析方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中， 构建舰船电子信息系统A ADL行为模型 具体包括： 对舰船电子信息系统各组件 的行为模式进行描述， 构建AADL行为元模型， 所述AADL行 为元模型包括硬件动态重构元模型和软件动态配置元模型； 将所述AADL行为元模型的状态改变触发事件配置到相应舰船电子信息系 统AADL结构 模型的各个组件之上， 建立舰船电子信息系统A ADL行为模型。 4.根据权利要求3所述的基于模型的舰船电子信息系统可靠性建模与分析方法， 其特 征在于， 所述 步骤S1中， 构建舰船电子信息系统A ADL错误模型具体包括： 逐层分析舰船电子信息系统前端、 中端及后端各个组件的故障类型， 并建立相应的 AADL故障库； 分析各个组件的故障状态和转换条件， 并建立故障状态机， 将所述故障状态机及组件 之间的故障传播路径设置 到相应的组件上； 按各组件分布的层级关系， 将不同组件之间的故障传播关系分成同层级组件 间的横向 传播和不同层级组件间的纵向传播； 根据不同组件之间的故障传播关系和各个组件内部故障传播关系建立舰船电子信息 系统AADL错误模型。 5.根据权利要求4所述的基于模型的舰船电子信息系统可靠性建模与分析方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3中将舰船电子信息系统A ADL可靠性模型映射到GS PN模型， 具体包括： 利用舰船电子信息系统AADL可靠性模型， 将舰船电子信息系统当中的各个组件按其自 身的故障状态机将正常状态和各个故障状态加入映射库， 并添加故障状态机的状态转换从 而将舰船电子信息系统当中的各个组件映射成对应的子GS PN模型；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292955 A 2根据所述子GS PN模型建立舰船电子信息系统GS PN模型。 6.根据权利要求1所述的基于模型的舰船电子信息系统可靠性建模与分析方法， 其特 征在于， 所述 步骤S4具体包括： S41、 读取并解析舰船电子信息系统AADL可靠性模型中的AADL代码文件， 利用正则表达 式提取AADL代码文件中的组件信息， 并按照前端、 中端及后端对所述组件信息中的组件进 行分类； S42、 存储组件信息， 所述组件信息包括组件类别 信息； S43、 添加组件之间的故障传播关系， 及软件和硬件之间的绑定关系， 逐条运行所述故 障传播关系和所述绑定关系， 利用XML模块生成舰船电子信息系统GSPN模型的XML工程文 件； S44、 利用Pipe2软件打开舰船电子信息系统GSPN模型的XML工程文件， 并根据舰船电子 信息系统中各个组件能够 传递的故障类型设置组件相应的故障失效概 率和故障传播 概率； S45、 利用Pipe2软件的GSPN  Analysis功能对舰船电子信息系统GSPN模型进行分析， 并 根据所述故障失效概率和故障传播概率得出舰船电子信息系统在各个稳定状态的概率分 布； S46、 记录舰船电子信息系统稳定状态的概率分布， 并根据 所述舰船电子信息系统稳定 状态的概 率分布分析舰船电子信息系统的可靠性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292955 A 3