基于模型的复杂系统安全性和可靠性分析技术发展综述

复杂系统的安全性、可靠性分析一直是装备通用质量特性领域关注的热点问题。随着航空机载系统向综合化、集成化、智能化方向发展,系统的功能逻辑、架构设计以及容错设计越来越复杂,以人工演绎推理为主的传统安全性、可靠性分析手段已经越来越不能满足要求,模型驱动的分析方法正在成为复杂系统安全性、可靠性设计所依赖的重要技术手段。特别是近几年,基于模型的系统工程技术发展迅猛,并在国内外航空企业中得到了广泛的应用和认可,这为基于模型的系统安全性、可靠性设计技术的进一步发展提供了有利条件。本文主要对国内外基于模型的复杂系统安全性、可靠性分析技术的研究进展进行了介绍,并对该项技术未来的发展方向和趋势进行了分析,为装备开展系统安全性、可靠性分析工作提供借鉴。     

基于Java的CSCW框架及实现研究

通过对目前业已成熟的和正在实施的分布处理系统的对比分析，及深入探析CSCW内在机理及实现机制，本文提出了一个基于WWW的CSCW框架模型，并进一步借助当前的Java语言，构筑了一个相对简单的基于Java的CSCW实现框架JSCW（Java支持的协同工作系统），从而为进一步研究基于WWW的CSCW系统奠定了基础。     

MBSE在民用飞机刹车系统需求分析中的应用

系统工程是组织管理复杂研制对象的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都有普遍意义的科学方法。随着民用飞机及其系统复杂程度的不断提高,系统的研制周期不断变长,研制成本不断增加,系统的质量管理、可靠性及集成工作的困难程度也越来越高。基于模型的系统工程（Model-Based System Engineering, 以下简称MBSE）用建模的方法和图形化的表达方式对民用飞机及其系统研制过程中的需求分析、系统功能分析、系统逻辑架构的设计综合与验证进行了有效处理。该文首先阐述了MBSE思想,然后分析了MBSE相比传统文档形式研制流程的优势,最后详细分析了MBSE在民机刹车系统需求分析中的应用。     

面向对象的软件需求分析方法及其在图书馆系统的应用

结合图书馆系统具体说明怎样利用面向对象的方法来对系统进行需求分析。简要描述了系统的需求,介绍了以用况为中心的开发(UseCaseCenterDesign,即UCCD)的软件需求分析方法,并用该方法来完成图书馆系统的需求分析过程。     

先进制造系统中人的素质特性

先进制造系统中各要素应具备的条件及受到的相应约束与其它制造系统相比是不同的。本文研究并指出了先进制造系统中人这个因素所要具备的条件及受到的约束即人的素质特性。     

基于MBSE的副翼及其操纵系统研发技术及应用

飞机的设计研发是一项涉及多学科领域、多目标、多约束的复杂系统工程过程,系统耦合紧密、参与人员众多、设计信息庞杂,以文档为中心的需求管理等传统研发方法突显出一定的困难,亟需探索新的飞机设计研发方法。以副翼及其操纵系统为研究对象,对基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,以下简称MBSE)方法进行了探索研究:采用达索MBSE方法论-MMS(Modeling Methodology for Systems,以下简称MMS),从使命、服务、功能和组件不同视角对副翼及其操纵系统研发的各个方面进行解析,进而完整定义系统;利用达索3D Experience平台,通过RFLP系统工程架构,进行了副翼及其操纵系统的需求开发、功能分析及逻辑架构设计,完成了需求、功能、逻辑架构、系统仿真、物理设计等模型的关联追溯,实现了以达索MBSE方法论为核心的研发技术的有效应用。     

视频会议系统在VPN网络中的设计与应用

介绍了视频会议系统的组成、通信标准、优势、组网模式、VPN技术以及基于VPN的视频会议系统工作原理及应用,以上海至西安的视频会议为例,探讨视频会议系统的应用。     

美军直升机基于状态的维修

介绍了美军航空兵部队的CBM计划和CBM系统,列出了美军利用CBM系统得到的3种主要型号直升机的监控零部件清单,并分析了实施CBM计划后将会获得的效益。以"伊拉克自由"行动中CBM系统的应用为例,说明了CBM计划对作战效能的积极影响。     

应用于工程设计的KBE技术

介绍了一种新型的工程设计方法——基于知识的工程(knowledge—Based Engineering,KBE),并对这一新型设计系统的研究和应用现状、关键技术(知识获取,知识表示和推理,知识库的建立)、应用过程中存在的问题以及将来的发展趋势作了分析和介绍。     

输入无模型动态扰动非线性系统的反演控制

研究了输入无模型动态扰动的不确定非线性系统的全局镇定。基于控制李雅普诺夫函数,设计了反演控制律,利用自抗扰的思想,构建扩展状态观测器来处理输入无模型动态,仿真结果验证了本方法的有效性。文章提出的控制方法适用于很多非线性系统。     

基于模型的民用飞机自动刹车系统设计与研究

针对民用飞机刹车系统的重要组成部分自动刹车系统,介绍了自动刹车系统的功能,并对其原理进行了简单介绍,提出了一种适用于自动刹车系统开发的基于模型驱动的设计方法,根据自动刹车的功能需求,建立其对应的行为模型,对需求进行确认以及验证,根据自动刹车的功能架构对其行为模型进行集成,形成自动刹车功能的集成模型,确认、验证其架构的正确性。最后,综合考虑自动刹车的需求以及行为模型,建立基于模型的各工况测试用例,包括着陆刹车以及中止起飞测试用例,对自动刹车系统需求进行自动化测试,验证其正确性、完整性。最后,以着陆阶段自动刹车某一减速率为例对该方法进行了验证,确认了该方法的正确性。模型及管理工具分别为Library、Stateflow、Simulink。     

一种基于TCBR与RBR融合推理的试飞支持信息系统

深入研究了基于文本案例的推理(TCBR)、基于规则的推理(RBR)及两者融合的人工智能技术,并首创性地运用于先进战机的试飞支持信息系统,由此构建了先进战机智能化试飞支持信息系统的整体框架。建立了其案例库、规则库和知识库的结构。采用Tomcat7、IK Analyzer、GWT、MySQL等运用软件进行开发。实现了理解问答、智能搜索和案例推理等功能,对于试飞工程师还增加了数据库维护及试飞文档编写助手等功能。运行结果表明:系统整体构架设计合理实用;特别是TCBR和RBR的融合运用使系统体现了接近人类思维特点的智能化特征。     

P^3I系统方法与飞机研制策略

Ｐ３Ｉ是一种具有普遍意义的系统性方法。Ｐ３Ｉ方法对飞机及其他复杂系统的设计均有重大意义。本文分析了波音公司采用Ｐ３Ｉ策略研制飞机的成功经验，研究了Ｐ３Ｉ的本质及应用问题，探讨了如何设计预设条件及减少改进的不确定性，最后介绍了几个新近的应用项目。     

基于状态维修策略下的机组氧气监控模型的建模与实现

鉴于当前的机组氧气系统排故与维护主要为事后处理,通过建立机组氧气系统失效模型,运用数学统计的方法监控和评估机组氧气运行状态,以实际的案例论证了此方法的可行性及其实践成效。     

一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

MJS-8型30秒计时器软件的设计

MJS-8型30秒计时器,采用8051单片机,利用可编程通用,键盘和显示器接口器件8279来完成整个系统。本文主要介绍软件部分的设计。     

基于模型检查的民用飞机飞控系统安全性评估

在以大型民机为代表的安全关键系统研制中,系统复杂度的提升极大地降低了依赖设计人员经验的传统安全性评估手段的效率与有效性,并带来了反复迭代困难等问题,基于模型的安全性评估方法(MBSA)能够显著降低研制过程的分析复杂度,提高安全性评估的工作效率。民机系统安全性评估指南ARP 4761A中也增加了MBSA相关的安全性评估工作。阐述了利用有限状态机与时态逻辑构建形式化安全性模型,开展安全性评估的基本原理,详细的分析过程及定义安全属性的方法,并以某民用飞机为对象,建立飞控系统副翼控制功能的SMV形式化模型,定义了副翼控制功能的形式化安全性需求,给出了基于形式模型的安全性属性验证评估案例,证明了基于形式化方法的安全性评估在民机系统安全性工作中的可行性。     

面向数控机床的信息模型及通用后置处理系统

采用面向对象的方法，分析了ＣＩＭＳ环境下异构ＣＡＤ／ＣＡＭ系统和ＣＮＣ系统之间多对多后置处理的功能和信息需求，介绍了按照ＳＴＥＰ技术要求所建立的完整的、面向数控机床的产品信息模型，及其采用面向对象的编程方法所设计的多对多通用后置处理系统。     

项目风险评估研究

风险评估是各项目过程中的一个重要环节,通常由项目的不同角色去完成。随着越来越多的项目需要协同工作的发展趋势,有必要开发协同完成风险评估的工具。本文论述了风险评估系统的设计和实现,并阐明系统如何使异地的项目成员在项目概念设计阶段评估项目风险,开发了一个基于Web技术和模糊理论的原型系统。     

实现航行新技术的CNS系统架构设计研究

从国际民航组织、美国联邦航空局、欧洲航空安全局和中国民用航空局已经发布的航行新技术政策及规章出发,包括基于性能的导航技术、自动相关监视技术、卫星通信技术和卫星着陆技术,提出了民机机载通信导航监视系统实现这些航行新技术的需求,总结了通信导航监视系统的传统系统架构,结合先进的航电系统架构设计技术、先进的航电数据网络设计技术,在民机型号研制经验的基础上,提出了一种新的通信导航监视系统实现架构。新架构是高度综合化、开放式的系统架构,增加了系统扩充功能的灵活性。最后,提出了工程实现上需要进一步考虑的适航和安全性分析、时间延迟及信号失真等方面的问题。