● 摘要
动态重构技术是现代武器装备与复杂系统普遍采用的一种容错技术。为了保证系统安全与任务成功,动态重构技术已经逐步应用于控制、信息传输等安全关键领域,如波音787动态重构飞行控制系统、美国第三代GPS星座导航系统等。这也代表着我国的重大战略项目中,动态重构的理论与技术应得到高度重视,特别是在高速铁路的测控系统、大型飞机的飞控与航电系统、卫星星座的导航系统等研发领域。但是,随着大量采用动态重构技术,系统或装备的运行行为也呈现复杂化。系统表现出的复杂故障逻辑行为和动态过程,反而成为了制约系统安全应用,导致重大事故的关键因素。对动态重构系统缺乏有效、精确的分析、评价与验证手段,是制约该技术使用的重要难题之一。本文从动态重构系统行为特性出发,针对其动态行为进行安全性分析、建模与评价,给出了动态重构系统安全性分析评价问题的科学有效的解决途径。本论文重点针对航空装备中的动态重构系统,以动态重构行为特性为切入点,以复杂动态重构系统安全性分析评价的理论与技术方法研究为核心,并结合系统机理仿真、风险数学建模等工作,研究动态重构系统安全性分析评价的有效手段,从而科学的解决动态重构行为特性对传统安全性分析评价理论与技术带来的挑战与难题。本文的研究成果包括(1)基于动态重构系统特性的安全性分析评价理论研究;(2)提出了多状态空间下危险引导的多元故障分析方法,可用于具有主体演变特性的系统安全性分析;(3)提出了基于仿真数据的Markov建模方法,可用于具有动态重构不确定性的系统安全性建模与计算;(4)深化研究了时间尺度下的三维风险评价模型,用于动态重构系统风险的可控性与可变性度量。最后,总结了本论文的研究成果与创新点,并分析展望未来进一步的研究工作。
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