專利名稱：一種高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠性增長測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠性增長測試方法，屬于高速列車運(yùn) 行控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)可靠性增長測試方法的測試序列設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是通過測 試檢測出對系統(tǒng)可靠性影響較大的故障，然后通過故障的修改高效地提高系統(tǒng)可靠性。高 速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是高可靠性、高安全性系統(tǒng)，是鐵路系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)安全可靠的 運(yùn)營關(guān)系到廣大人民生命財(cái)產(chǎn)安全，因此以高效提高系統(tǒng)可靠性為目的的可靠性增長測試 是高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)在功能驗(yàn)證測試之后的一種更有針對性的測試。目前，在高速 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域可靠性增長測試的研究相對較少，未見到相關(guān)公開報(bào)道。文 獻(xiàn) Coit D W. Economic allocation of test times for subsystem-level reliability growth testing. IIE Transaction，1998，30 :1143-1151 ；Ansell J，Walls L，Quigley J.Achieving growth in reliability. Annals of Operation Research 91，1999 :11-24.； Dai Y S，Xie M，Poh K L，et al. Optimal testing-resource allocation with genetic algorithm for modular software systems. Journal of Systems and Software，2003， 66(1) :47-55.在這方面進(jìn)行了有益的探索。COIT針對大型電子系統(tǒng)提出了一種通過對子 系統(tǒng)合理分配測試時(shí)間使系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間最長的算法。Y. S. Dai針對模塊化軟件系 統(tǒng)使用遺傳算法研究了測試資源的優(yōu)化分配。Huang通過敏感性分析方法研究了組件化軟 件在開發(fā)過程中為了保證系統(tǒng)高可靠性進(jìn)行測試資源分配的方法。已有的可靠性增長測試 方法不能分析子系統(tǒng)不同功能的可靠性對系統(tǒng)可靠性的影響，因此，已有可靠性增長測試 方法并不適合高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠性增長測試方法，建立適 合高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠性瓶頸識(shí)別方法和可靠性增長測試方法，通過對高速列車 運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)對系統(tǒng)可靠性影響較大的錯(cuò)誤，通過錯(cuò)誤的修改高效地提高系 統(tǒng)可靠性。本發(fā)明提出的高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性增長測試方法，包括以下步 驟(1)建立一個(gè)高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型RSA= (Q, Σ' , P, Qm, (RijJ U R(Si，sk))，其中，Q是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的狀態(tài)集合，Q = SU {F，C，q0, qT}，其中，S = Is1, S2, ... sn} 表示高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的η個(gè)子系統(tǒng)對應(yīng)的狀態(tài)集合，{F，C，q0, qT}是四個(gè)特殊狀態(tài)， Q0是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的超級(jí)初始狀態(tài)，作為隨機(jī)自動(dòng)機(jī)多個(gè)初始事件的統(tǒng)一頭狀態(tài)，qT是 隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的超級(jí)結(jié)束狀態(tài)，表示多個(gè)作為系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束的子系統(tǒng)T= {SlT, s2T,…SUT}的統(tǒng)一終止?fàn)顟B(tài)，吸收態(tài)F用來描述系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)失效之后的狀態(tài)，吸收態(tài)C用 來描述系統(tǒng)運(yùn)行正確結(jié)束之后的狀態(tài)，Σ'是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)的事件集合，Σ ‘ =Σ U Ε，其中，Σ= F1 U…U Fi U…U Fn， 其中Fi是與高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)Si的功能對應(yīng)的事件集合，E代表高速列車運(yùn) 行控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生的故障事件，E = E1 U…U Ei U…U En是系統(tǒng)故障事件的集 合，Ei表示高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)子系統(tǒng)Si的故障事件集合，每個(gè)故障事件與子系統(tǒng)Si中 一個(gè)功能的錯(cuò)誤執(zhí)行相對應(yīng)；P是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移δ :QX Σ ‘ — Q發(fā)生的概率集；Qffl是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)的標(biāo)識(shí)狀態(tài)集，它是狀態(tài)集的一個(gè)子集；(Ri, J U R(Si，sk)是可靠度集合，其中Riim表示子系統(tǒng)Si的第m個(gè)功能f"的可 靠度，R(Si, Sk)表示子系統(tǒng)Si和子系統(tǒng)、之間通信鏈路可靠度；(2)根據(jù)上述高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型，對高速 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性瓶頸分析，得到可靠度函數(shù)集，具體過程包括以下步驟(2-1)計(jì)算高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型從狀態(tài)^轉(zhuǎn) 移到狀態(tài)Sk的概率P (sk I Si)，由下式計(jì)算
權(quán)利要求
1. 一種高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性增長測試方法，其特征在于該方法包括以 下步驟(1)建立一個(gè)高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型RSA = (Q, Σ ‘，P，Qm，(RijJ U R(Si，sk))，其中，Q是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的狀態(tài)集合，Q = SU {F，C，q0, qT}，其中，S = Is1, s2, -SnI表 示高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的η個(gè)子系統(tǒng)對應(yīng)的狀態(tài)集合，{F，C，q0, qT}是四個(gè)特殊狀態(tài)，Q0 是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的超級(jí)初始狀態(tài)，作為隨機(jī)自動(dòng)機(jī)多個(gè)初始事件的統(tǒng)一頭狀態(tài)，qT是隨 機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的超級(jí)結(jié)束狀態(tài)，表示多個(gè)作為系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束的子系統(tǒng)T= {SlT, s2T,…乂} 的統(tǒng)一終止?fàn)顟B(tài)，吸收態(tài)F用來描述系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)失效之后的狀態(tài)，吸收態(tài)C用來描 述系統(tǒng)運(yùn)行正確結(jié)束之后的狀態(tài)，Σ'是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)的事件集合，Σ ‘ =Συ Ε，其中，E = F1 U…U Fi U…U Fn，其中 Fi是與高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)Si的功能對應(yīng)的事件集合，E代表高速列車運(yùn)行控 制系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生的故障事件，E = E1 U…U Ei U…U En是系統(tǒng)故障事件的集合，Ei 表示高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)子系統(tǒng)Si的故障事件集合，每個(gè)故障事件與子系統(tǒng)Si中一個(gè)功 能的錯(cuò)誤執(zhí)行相對應(yīng)；P是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移δ :QX Σ ‘ — Q發(fā)生的概率集；Qffl是隨機(jī)自動(dòng)機(jī)的標(biāo)識(shí)狀態(tài)集，它是狀態(tài)集的一個(gè)子集，(Ri,J U R(si,sk)是可靠度集合，其中表示子系統(tǒng)Si的第m個(gè)功能f^的可靠度， R(Si, Sk)表示子系統(tǒng)Si和子系統(tǒng)、之間通信鏈路可靠度；(2)根據(jù)上述高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型，對高速列車 運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性瓶頸分析，得到可靠度函數(shù)集，具體過程包括以下步驟(2-1)計(jì)算高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型從狀態(tài)Si轉(zhuǎn)移到 狀態(tài)％的概率P (sk I Si)，由下式計(jì)算其中fi, m是子系統(tǒng)Si的第m個(gè)功能，F(xiàn)i是子系統(tǒng)Si的功能集合，Ri, m是功能& m的可 靠度，R(Si，Sk)是子系統(tǒng)&和％之間通信鏈路的可靠度，P (sk，^,Jsi)是功能f"發(fā)生并 引起隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型從狀態(tài)Si轉(zhuǎn)移到狀態(tài)％的概率；(2-2)根據(jù)上述隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型從狀態(tài)Si轉(zhuǎn)移到狀態(tài)％的概率P (sk I Si)，構(gòu)造可靠性 瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣> ,如下所示
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠性增長測試方法，屬于高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本方法首先根據(jù)高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)建立用于系統(tǒng)可靠性瓶頸識(shí)別的隨機(jī)自動(dòng)機(jī)模型，然后基于該模型對高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性瓶頸分析并計(jì)算高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的可靠度函數(shù)集，進(jìn)一步地，基于可靠度函數(shù)集和高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)可靠度增長測試過程模型，對被測高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性增長測試。本發(fā)明所述方法解決了現(xiàn)有的可靠性瓶頸識(shí)別方法不能對高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)功能可靠性有效識(shí)別的問題，基于本發(fā)明對被測高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性增長測試能高效地提高系統(tǒng)可靠性。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102109848SQ20101060557
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者吉吟東, 周暐, 孫新亞, 王帥, 董煒 申請人:北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院, 清華大學(xué)