C4ISR系统软硬件混合可靠性与故障分析
发布时间：2021-07-22 10:42
C4ISR系统对于现代化战争的影响愈加重大,其中的指挥控制系统所负责的信息收集与指令发布功能更是主导和支配着战场形势,任何细小的故障都可能造成极其严重的后果。因此对C4ISR系统中的指挥控制系统模块进行可靠性与故障传播模式分析具有重要意义。本文通过调研某型舰载C4ISR指挥系统,将其组成划分为软件模块、硬件模块、软硬混合模块进行可靠性分配预计工作。再根据系统模型建立故障传播矩阵,进一步确定节点重要度与边介数,从而为确定重要故障传播路径提供保障。本文研究内容对复杂电子信息系统中软硬件混合模块的故障传播模式的划分有一定参考意义。主要研究内容与成果如下:（1）对系统的软件模块、硬件模块、软硬混合模块分别运用不同方法进行了可靠性分配与预计工作。其中对于软件模块的专家评分环节采用了基于软件自身复杂性的度量方法,对比众多评判因素来进行客观评分。对混合模块的可靠性预计计算提出了跨模块混合系数,解决了不同板级模块间失效率计算问题。（2）基于节点重要度的思想,提取了故障传播模型的结构指标,包括基于有向边的边缘载荷特性评估以及基于PageRank算法的故障影响程度。模块节点的故障影响程度为系统故障源的位置...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模块节点影响度排序
第四章指挥控制系统故障传播路径与寿命预测49(b)(c)图4-1各模块软件故障分布拟合图(a)操作台模块软件故障分布拟合图；(b)数据库模块软件故障分布拟合图；(c)决策台模块软件故障分布拟合图
第四章指挥控制系统故障传播路径与寿命预测77图4-30控系统分层故障传播强度有向图模型比较根源层组件节点故障影响度与故障概率乘积值，由图可知，根层级L5只有一个节点模块G，其故障概率也为最高。因此，指挥控制系统的故障源应为外装硬件模块；故障从根层级L5的外装硬件模块G向上传播，经过L4层级的数据存储模块D后出现三条路径，由之前定义可知，故障会优先通过传播强度大的路径。比较三者0.2316DUIe、0.2233DCIe、0.1576DNIe。因此，层级L4至层级L3的重要路径为D→U；重复此过程，直到所有重要路径依次确定，得到结果为G→D→U→T→S，对应系统模块为：外装硬件模块→数据存储模块→机房管理与UPS模块→时统模块→状态显示模块。4.5本章小结本章首先根据第二章可靠性预计分配的结果，对指控系统软件模块、硬件模块、软硬结合模块分别进行了寿命区间预测。再根据第三章得出的故障模型与故障传播边负荷属性结果，进一步研究了基于故障传播强度的系统故障传播路径，得到了故障源与重要传播路径，验证了第三章基于PageRank迭代算法的节点故障影响度评价结果。为C4ISR指控系统故障诊断奠定了基础，为系统维修提供了一定保障，为软硬件混合系统分析提供了一定的研究思路。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊数和AHP的数控机床可靠性分配方法[J]. 程强,孙东洋,刘志峰,初红艳. 组合机床与自动化加工技术. 2020(02)
[2]基于多状态故障的卫星姿态控制系统剩余寿命预测方法[J]. 祁海铭,程月华,姜斌,陆宁云,邢琰. 南京航空航天大学学报. 2015(01)
[3]基于故障树和层次分析的可靠性分配方法[J]. 李博远,胡丽琴,陈珊琦,汪进,王芳. 安全与环境工程. 2015(01)
[4]基于层次分析法的舰炮武器系统可靠性分配[J]. 张虹,田颖. 舰船电子工程. 2014(04)
[5]C4 ISR系统网络中心体系架构[J]. 蓝羽石,王珩,张刚宁,徐沛,易侃,毛少杰. 指挥信息系统与技术. 2013(06)
[6]基于分层传递系统模型的航天器故障诊断方法[J]. 金洋,王日新,徐敏强. 航空学报. 2013(02)
[7]基于先验节点序学习贝叶斯网络结构的优化方法[J]. 朱明敏,刘三阳,汪春峰. 自动化学报. 2011(12)
[8]模糊概率SDG模型及故障推理方法[J]. 宋其江,徐敏强,王日新. 控制与决策. 2009(05)
[9]电力需求影响因素的解释结构模型分析[J]. 徐敏杰,胡兆光,单葆国,吴俊勇. 中国电力. 2009(04)
[10]软件密集型装备中软硬件故障诊断模型的建立[J]. 帅桂华,慕晓冬,梁洪波,常瑞花. 微计算机信息. 2008(19)
博士论文
[1]基于智能技术的民航发动机故障诊断和寿命预测研究[D]. 郝英.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于故障树和层次分析法的可靠性分配方法研究与系统实现[D]. 李博远.中国科学技术大学 2014
本文编号：3297000
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模块节点影响度排序
第四章指挥控制系统故障传播路径与寿命预测49(b)(c)图4-1各模块软件故障分布拟合图(a)操作台模块软件故障分布拟合图；(b)数据库模块软件故障分布拟合图；(c)决策台模块软件故障分布拟合图
第四章指挥控制系统故障传播路径与寿命预测77图4-30控系统分层故障传播强度有向图模型比较根源层组件节点故障影响度与故障概率乘积值，由图可知，根层级L5只有一个节点模块G，其故障概率也为最高。因此，指挥控制系统的故障源应为外装硬件模块；故障从根层级L5的外装硬件模块G向上传播，经过L4层级的数据存储模块D后出现三条路径，由之前定义可知，故障会优先通过传播强度大的路径。比较三者0.2316DUIe、0.2233DCIe、0.1576DNIe。因此，层级L4至层级L3的重要路径为D→U；重复此过程，直到所有重要路径依次确定，得到结果为G→D→U→T→S，对应系统模块为：外装硬件模块→数据存储模块→机房管理与UPS模块→时统模块→状态显示模块。4.5本章小结本章首先根据第二章可靠性预计分配的结果，对指控系统软件模块、硬件模块、软硬结合模块分别进行了寿命区间预测。再根据第三章得出的故障模型与故障传播边负荷属性结果，进一步研究了基于故障传播强度的系统故障传播路径，得到了故障源与重要传播路径，验证了第三章基于PageRank迭代算法的节点故障影响度评价结果。为C4ISR指控系统故障诊断奠定了基础，为系统维修提供了一定保障，为软硬件混合系统分析提供了一定的研究思路。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊数和AHP的数控机床可靠性分配方法[J]. 程强,孙东洋,刘志峰,初红艳. 组合机床与自动化加工技术. 2020(02)
[2]基于多状态故障的卫星姿态控制系统剩余寿命预测方法[J]. 祁海铭,程月华,姜斌,陆宁云,邢琰. 南京航空航天大学学报. 2015(01)
[3]基于故障树和层次分析的可靠性分配方法[J]. 李博远,胡丽琴,陈珊琦,汪进,王芳. 安全与环境工程. 2015(01)
[4]基于层次分析法的舰炮武器系统可靠性分配[J]. 张虹,田颖. 舰船电子工程. 2014(04)
[5]C4 ISR系统网络中心体系架构[J]. 蓝羽石,王珩,张刚宁,徐沛,易侃,毛少杰. 指挥信息系统与技术. 2013(06)
[6]基于分层传递系统模型的航天器故障诊断方法[J]. 金洋,王日新,徐敏强. 航空学报. 2013(02)
[7]基于先验节点序学习贝叶斯网络结构的优化方法[J]. 朱明敏,刘三阳,汪春峰. 自动化学报. 2011(12)
[8]模糊概率SDG模型及故障推理方法[J]. 宋其江,徐敏强,王日新. 控制与决策. 2009(05)
[9]电力需求影响因素的解释结构模型分析[J]. 徐敏杰,胡兆光,单葆国,吴俊勇. 中国电力. 2009(04)
[10]软件密集型装备中软硬件故障诊断模型的建立[J]. 帅桂华,慕晓冬,梁洪波,常瑞花. 微计算机信息. 2008(19)
博士论文
[1]基于智能技术的民航发动机故障诊断和寿命预测研究[D]. 郝英.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]基于故障树和层次分析法的可靠性分配方法研究与系统实现[D]. 李博远.中国科学技术大学 2014
本文编号：3297000
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