專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)建模的用于錯(cuò)誤隔離和錯(cuò)誤減輕的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及定義系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)對車輛內(nèi)嵌入的電氣和電子系統(tǒng)(EES)的綜合錯(cuò)誤隔離和容錯(cuò)分析，并且更具體地涉及用于定義數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)嵌入的EES的綜合錯(cuò)誤隔離和容錯(cuò)分析的系統(tǒng)和方法，其包括將EES定義為網(wǎng)絡(luò)模型，針對模型中每一個(gè)潛在監(jiān)測點(diǎn)計(jì)算中介中心度量度，將中介中心度量度排序，并且如果具有最高中介中心度量度的潛在監(jiān)測點(diǎn)滿足由近鄰因子等級定義的預(yù)定覆蓋范圍，那么就選擇該點(diǎn)作為實(shí)際監(jiān)測點(diǎn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代車輛是復(fù)雜的電氣和機(jī)械系統(tǒng)，使用了很多的部件、設(shè)備、模塊、子系統(tǒng)等，例如嵌入式電氣和電子系統(tǒng)(EES)，它們利用高級算法和數(shù)據(jù)總線在彼此之間傳輸電氣信息。車輛的EES由于它們已經(jīng)響應(yīng)對于將電氣和電子控制單元(ECU)裝入車輛內(nèi)的不斷增長的需求而完善，正在變得越來越復(fù)雜。例如，現(xiàn)代的高端車輛可以包括七十個(gè)或者更多個(gè)ECU來為車輛上的EES提供控制和指令操作。這些控制單元帶來了更高的安全性、便捷性和舒適性的特點(diǎn)，并且滿足了新的排放和燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)。但是，車輛上ECU及其外圍設(shè)備數(shù)量的快速增加將導(dǎo)致復(fù)雜的相互作用，這有時(shí)會造成無法預(yù)料的行為例如新出現(xiàn)的故障或級聯(lián)故障。與其他系統(tǒng)一樣，EES和E⑶對能夠影響車輛運(yùn)行的差錯(cuò)、故障和錯(cuò)誤很敏感。在ECU中運(yùn)行的算法根據(jù)存儲器內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)生成信息和計(jì)算。而且，信號可以沿線路在ECU之間傳輸以促使執(zhí)行某些操作例如致動(dòng)致動(dòng)器。所有這些信息都可能會以某種方式例如由于線路松動(dòng)、存儲器故障、計(jì)算不準(zhǔn)確等而被破壞。因此，在系統(tǒng)內(nèi)不同元件之間無論是沿物理線路還是在軟件內(nèi)的數(shù)據(jù)或報(bào)文傳輸均可被用于確定錯(cuò)誤。而且，在綜合車輛健康管理(IVHM)和主動(dòng)安全系統(tǒng)中使用的現(xiàn)有技術(shù)仍然缺乏針對解決對于改進(jìn)和量化EES中可維護(hù)性和復(fù)雜性的需求的標(biāo)準(zhǔn)化和量度。當(dāng)這樣的差錯(cuò)和錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，受影響的設(shè)備或部件經(jīng)常要發(fā)出錯(cuò)誤碼，例如診斷事故碼(DTC)，錯(cuò)誤碼由一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)控制器接收，從而識別該錯(cuò)誤，或者集成部件的一些附隨錯(cuò)誤。為了能夠檢測和分析DTC及其他錯(cuò)誤，必須要收集識別和隔離這些錯(cuò)誤所需的數(shù)據(jù)，并且要在正確的位置收集數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)已收集，就使用診斷算法來分析和處理數(shù)據(jù)并以能夠被分析的格式提供數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)已被處理，隨后即可識別出錯(cuò)誤的根本原因。例如，可以由維護(hù)的技術(shù)人員和工程師來分析DTC以識別問題和/或進(jìn)行系統(tǒng)校正和升級。診斷建模包括確定已經(jīng)發(fā)生的問題的根本原因。已知的用于診斷部件和子系統(tǒng)錯(cuò)誤的錯(cuò)誤建模方法可以使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、隱馬爾科夫模型、模糊邏輯、信念網(wǎng)絡(luò)、Petri網(wǎng)等。有時(shí)傳感器被設(shè)置用于收集EES和/或ECU內(nèi)期望位置處的數(shù)據(jù)以提供由診斷算法用來識別問題原因的必要信息。而且，特別是在高級車輛中，數(shù)據(jù)收集經(jīng)常包括監(jiān)測在ECU之間傳遞的報(bào)文和其他信息。正被收集的數(shù)據(jù)和信息可以是在ECU之間傳輸?shù)膱?bào)文或者是ECU內(nèi)特定存儲器中的可用數(shù)據(jù)。盡管在某種程度上說可能希望在每一個(gè)可能的位置都設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)以收集足夠的數(shù)據(jù)來清楚地識別問題，但是這樣的方案是不實(shí)際的，并且最終成本太高。因此，有必要識別可以提供最有效信息的最佳監(jiān)測點(diǎn)。用于識別EES和/或E⑶內(nèi)部和其間的最佳監(jiān)測點(diǎn)的現(xiàn)有技術(shù)迄今為止仍然受限。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種用于識別車輛內(nèi)的電氣和電子系統(tǒng)(EES)中的監(jiān)測點(diǎn)的系統(tǒng)和方法，其是用于提供EES的錯(cuò)誤隔離和減輕分析的系統(tǒng)的一部分。所述方法包括定義EES的網(wǎng)絡(luò)模型，其中模型內(nèi)的潛在監(jiān)測點(diǎn)位置作為目標(biāo)被識別，例如節(jié)點(diǎn)。所述方法隨后將模型內(nèi)每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度計(jì)算為每一對目標(biāo)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的目標(biāo)的最短路徑數(shù)量的比值之和。所述方法識別出哪些中介中心度量度大于定義了最小可接受量度的閾值并且確定目標(biāo)中有哪些滿足預(yù)定的 模型覆蓋范圍。監(jiān)測點(diǎn)被選擇為最佳滿足最小量度和期望覆蓋范圍的目標(biāo)。本發(fā)明提供了如下方案
方案I. 一種用于識別車輛上的電氣和電子系統(tǒng)(EES)內(nèi)的信息監(jiān)測點(diǎn)的方法，所述方法包括
定義EES的網(wǎng)絡(luò)模型，其中模型內(nèi)的潛在監(jiān)測點(diǎn)被識別為目標(biāo)；
將模型內(nèi)每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度確定為模型內(nèi)每一對目標(biāo)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的目標(biāo)的那些最短路徑數(shù)量的比值之和；
選擇最小中介中心度量度閾值；
識別出所確定的每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度中有哪些大于閾值；
定義最小近鄰因子等級，最小近鄰因子等級定義了一個(gè)目標(biāo)相對于所有其他目標(biāo)的預(yù)定覆蓋范圍；
確定其中介中心度量度大于閾值的目標(biāo)中有哪些具有大于最小近鄰因子等級的近鄰因子等級；然后
將具有高于閾值的最高中介中心度量度并且具有滿足預(yù)定覆蓋范圍的近鄰因子等級的目標(biāo)識別為監(jiān)測點(diǎn)。方案2.如方案I所述的方法，其中模型包括從由電控單元、軟件部件和傳輸路徑構(gòu)成的群組中選出的節(jié)點(diǎn)以及作為節(jié)點(diǎn)間連接的邊。方案3.如方案2所述的方法，其中目標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)模型中的邊。方案4.如方案2所述的方法，其中目標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)模型中的節(jié)點(diǎn)。方案5.如方案I所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)模型是分層模型。方案6.如方案5所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)模型包括數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)層、報(bào)文網(wǎng)絡(luò)層、功能網(wǎng)絡(luò)層、物理網(wǎng)絡(luò)層和電氣網(wǎng)絡(luò)層。方案7.如方案I所述的方法，其中，中介中心度量度是均勻多部分中介中心度量度、逆多部分中介中心度量度、指定多部分中介中心度量度、均勻多屬性中介中心度量度、逆多屬性中介中心度量度或者邊中介中心度量度。方案8.如方案I所述的方法，其中最小近鄰因子等級是第二近鄰因子等級，其中特定目標(biāo)位于另一個(gè)目標(biāo)的兩個(gè)連接以內(nèi)。方案9.如方案I所述的方法，進(jìn)一步包括如果沒有目標(biāo)滿足由最小近鄰因子等級提供的預(yù)定覆蓋范圍，那么就降低最小中介中心度量度閾值。方案10.如方案I所述的方法，進(jìn)一步包括對每一個(gè)目標(biāo)執(zhí)行目標(biāo)故障模擬以確定目標(biāo)是否已經(jīng)故障。方案11. 一種用于識別車輛上的電氣和電子系統(tǒng)(EES)內(nèi)的信息監(jiān)測點(diǎn)的方法，所述方法包括
定義EES的分層網(wǎng)絡(luò)模型，該模型包括識別EES內(nèi)的電控單元、軟件部件和傳輸路徑中的一種或多種的節(jié)點(diǎn)；
將模型內(nèi)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的中介中心度量度確定為模型內(nèi)每一對節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的節(jié)點(diǎn)的那些最短路徑數(shù)量的比值之和；
選擇最小中介中心度量度閾值；
將所確定的中介中心度量度大于閾值的那些節(jié)點(diǎn)識別為潛在的監(jiān)測點(diǎn)。方案12.如方案11所述的方法，進(jìn)一步包括定義最小近鄰因子等級，最小近鄰因子等級定義了一個(gè)節(jié)點(diǎn)相對于所有其他節(jié)點(diǎn)的預(yù)定覆蓋范圍；然后確定其中介中心度量度大于閾值的節(jié)點(diǎn)中有哪些具有大于最小近鄰因子等級的近鄰因子等級，其中識別所確定的中介中心度量度大于閾值的那些節(jié)點(diǎn)包括識別出所確定的中介中心度量度大于閾值并且近鄰因子等級滿足預(yù)定覆蓋范圍的那些節(jié)點(diǎn)作為定義的潛在監(jiān)測點(diǎn)。方案13.如方案12所述的方法，其中最小近鄰因子等級是第二近鄰因子等級，其中特定節(jié)點(diǎn)位于另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)連接以內(nèi)。方案14.如方案11所述的方法，其中，中介中心度量度是均勻多部分中介中心度量度、逆多部分中介中心度量度、指定多部分中介中心度量度、均勻多屬性中介中心度量度、逆多屬性中介中心度量度或者邊中介中心度量度。方案15. —種用于識別車輛上的電氣和電子系統(tǒng)(EES)內(nèi)的信息監(jiān)測點(diǎn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
用于定義EES網(wǎng)絡(luò)模型的裝置，其中模型內(nèi)的潛在監(jiān)測點(diǎn)被識別為目標(biāo)；
用于將模型內(nèi)每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度確定為模型內(nèi)每一對目標(biāo)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的目標(biāo)的那些最短路徑數(shù)量的比值之和的裝置；
用于選擇最小中介中心度量度閾值的裝置；
用于識別出所確定的每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度中有哪些大于閾值的裝置；
用于定義最小近鄰因子等級的裝置，最小近鄰因子等級定義了一個(gè)目標(biāo)相對于所有其他目標(biāo)的預(yù)定覆蓋范圍；
用于確定其中介中心度量度大于閾值的目標(biāo)中有哪些具有大于最小近鄰因子等級的近鄰因子等級的裝置；以及
用于將具有高于閾值的最高中介中心度量度并且具有滿足預(yù)定覆蓋范圍的近鄰因子等級的目標(biāo)識別為監(jiān)測點(diǎn)的裝置。方案16.如方案15所述的系統(tǒng)，其中用于定義EES網(wǎng)絡(luò)模型的裝置定義的模型包括從由電控單元、軟件部件和傳輸路徑構(gòu)成的群組中選出的節(jié)點(diǎn)以及作為節(jié)點(diǎn)間連接的邊。方案17.如方案16所述的系統(tǒng)，其中目標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)模型中的邊。方案18.如方案16所述的系統(tǒng)，其中目標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)模型中的節(jié)點(diǎn)。方案19.如方案15所述的系統(tǒng)，其中用于確定中介中心度量度的裝置將中介中心度量度選擇為均勻多部分中介中心度量度、逆多部分中介中心度量度、指定多部分中介中心度量度、均勻多屬性中介中心度量度、逆多屬性中介中心度量度或者邊中介中心度量度。方案20.如方案15所述的系統(tǒng)，其中用于定義最小近鄰因子等級的裝置將最小近鄰因子等級定義為第二近鄰因子等級，其中特定目標(biāo)位于另一個(gè)目標(biāo)的兩個(gè)連接以內(nèi)。本發(fā)明的附加特征將根據(jù)以下結(jié)合附圖的說明內(nèi)容和所附權(quán)利要求而變得顯而 易見。


圖I是包括EES和E⑶的車輛的簡化示意 圖2是EES分層網(wǎng)絡(luò)模型的透視 圖3是識別分層網(wǎng)絡(luò)模型內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)流的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示例；以及圖4是示出了用于根據(jù)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的中介中心度量度識別節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)中合適的監(jiān)測點(diǎn)的過程流程圖。
具體實(shí)施例方式以下對利用中介中心度量度在車輛EES的網(wǎng)絡(luò)模型中選擇數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的系統(tǒng)和方法的說明在本質(zhì)上僅僅是示范性的，而不是為了以任何方式限制本發(fā)明或者其應(yīng)用或用途。例如，如上所述，本發(fā)明具有用于車輛上的EES的特定應(yīng)用。但是，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到的那樣，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以具有用于除車輛系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)的應(yīng)用。本發(fā)明提出了在用于車輛EES的網(wǎng)絡(luò)模型中選擇數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)供綜合錯(cuò)誤隔離和減輕分析(FIMA)系統(tǒng)使用的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)輸入是網(wǎng)絡(luò)模型，網(wǎng)絡(luò)模型可以是表示EES的物理特征、結(jié)構(gòu)特征、功能特征和數(shù)據(jù)流特征的分層網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的每一層都提供了 EES的一個(gè)方面，例如，物理網(wǎng)絡(luò)層表示ECU的物理線路連接，功能網(wǎng)絡(luò)層表示ECU和虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的虛擬設(shè)備之間的關(guān)系等。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以用節(jié)點(diǎn)屬性注釋，例如，ECU可以表示為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)屬性“發(fā)送”相關(guān)聯(lián)，而另一個(gè)則與報(bào)文網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的“接收”相關(guān)聯(lián)。節(jié)點(diǎn)例如在報(bào)文網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以用節(jié)點(diǎn)類型注釋。ECU被表示為具有節(jié)點(diǎn)類型“ECU”的節(jié)點(diǎn)，而報(bào)文則被表示為具有節(jié)點(diǎn)類型“報(bào)文”的節(jié)點(diǎn)。指定節(jié)點(diǎn)類型導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)劃分，其中相同分區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)沒有邊，例如，一個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)不是被直接連接至另一個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)，而是通過報(bào)文網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的報(bào)文節(jié)點(diǎn)連接。邊可以用邊屬性注釋，其中屬性值通常表示節(jié)點(diǎn)之間的信息流。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的邊可以跨越不同的層連接節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)使用多部分和/或多屬性的中介中心度量度以量化分層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的重要性分布方面的復(fù)雜性和可維護(hù)性，這樣對EES內(nèi)的電源層、布線層、測量層、控制層和通信層之間復(fù)雜的相互作用進(jìn)行整體建模。中介中心度量度是來自新興的網(wǎng)絡(luò)科技領(lǐng)域的一種已知特征并且被用于識別網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)和邊的重要性，其中將重要性排序以確定哪些節(jié)點(diǎn)和邊可以是監(jiān)測點(diǎn)。系統(tǒng)利用中介中心度量度提供隨機(jī)故障策略和基于使用情況的故障策略以模擬新出現(xiàn)的故障和級聯(lián)故障的場景，并針對期望的診斷覆蓋范圍推薦錯(cuò)誤檢測點(diǎn)和隔離監(jiān)測點(diǎn)。用于選擇數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的系統(tǒng)和方法的目的是要解決對EES中增長的復(fù)雜相互作用的復(fù)雜性和可維護(hù)性進(jìn)行量化的需求以及提高錯(cuò)誤隔離和錯(cuò)誤減輕分析的能力。車輛EES已經(jīng)響應(yīng)對于將ECU裝入車輛內(nèi)的不斷增長的需求而變得非常復(fù)雜。EES故障的根本原因很可能會跨越EES的網(wǎng)絡(luò)層造成影響，這些網(wǎng)絡(luò)層范圍涵蓋電源、物理線路連接、軟件部件之間的功能關(guān)系、報(bào)文、測量、控制和網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流?，F(xiàn)有技術(shù)中的分析技術(shù)通常是集中在一個(gè)單一應(yīng)用領(lǐng)域上的單層系統(tǒng)，例如用于CAN的端到端時(shí)延分析，它因其優(yōu)點(diǎn)而重要，但是不足以解決源于EES網(wǎng)絡(luò)其他層的問題。系統(tǒng)對節(jié)點(diǎn)或邊在控制位于EES的相同或不同部分內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)或邊之間成對 連接方面的重要性進(jìn)行量化。換句話說，中介中心度量度對節(jié)點(diǎn)或邊控制具有相同或不同屬性的其他節(jié)點(diǎn)之間成對連接方面的重要性進(jìn)行量化。系統(tǒng)使用多部分和/或多屬性的中介中心度量度以排序并推薦錯(cuò)誤隔離和監(jiān)測點(diǎn)，這些錯(cuò)誤隔離和監(jiān)測點(diǎn)無法通過單層分析技術(shù)以常規(guī)的中介中心度量度被發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)提供基于使用情況的故障模擬策略和隨機(jī)的故障模擬策略用于推薦供期望診斷覆蓋范圍使用的錯(cuò)誤檢測點(diǎn)、隔離點(diǎn)和減輕點(diǎn)。系統(tǒng)將EES視為視錯(cuò)誤檢測、隔離和減輕設(shè)計(jì)而定的嵌入式和分布式復(fù)雜系統(tǒng)。系統(tǒng)使用逼近故障模擬，其帶有一族新的中介中心度量度來解決EES中基于使用情況的故障和隨機(jī)故障。系統(tǒng)能夠推薦用于不同的故障情景的錯(cuò)誤隔離和可能的實(shí)施錯(cuò)誤減輕的監(jiān)測點(diǎn)。圖I是包括在彼此間傳輸數(shù)據(jù)、報(bào)文和其他信息的EES 12以及E⑶14和16的車輛10的示意圖。E⑶14和16可以是EES 12的一部分或者也可以與EES 12分開。每一個(gè)車輛都可以具有不同的EES和ECU構(gòu)造，其中EES可以在彼此之間以及與各種ECU來回地傳遞報(bào)文，并且其中每一個(gè)EES和E⑶都可以運(yùn)行不同的算法以使車輛系統(tǒng)能夠彼此通信并且促成以需要的方式執(zhí)行某些操作。用于收集存儲的和在EES 12以及E⑶14和16之間傳輸?shù)膱?bào)文和數(shù)據(jù)的監(jiān)測點(diǎn)將被確定為完成錯(cuò)誤識別的診斷分析算法的一部分。每一個(gè)E⑶14和16、EES 12或者E⑶14和16或EES 12內(nèi)的一些軟件元件在本文中被定義為節(jié)點(diǎn)，而ECU 14和16以及EES 12之間的通信或連接被定義為邊，其中監(jiān)測點(diǎn)可以是這些節(jié)點(diǎn)或邊中的特定一個(gè)，并且經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)或邊的數(shù)據(jù)和信息被收集作為診斷事故靶向的一部分。具體地，節(jié)點(diǎn)可以是物理E⑶或E⑶內(nèi)特定的軟件部件，而邊可以是EES 12和/或EES14和16之間的物理線路或者軟件部件之間的函數(shù)調(diào)用。圖2是EES 12的包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的代表性網(wǎng)絡(luò)模型20，其中每一層都對應(yīng)于供EES 12使用的電氣、線路、通信和數(shù)據(jù)流中的一個(gè)方面。用于EES 12的網(wǎng)絡(luò)模型20包括表示功率分配關(guān)系的較低的電氣網(wǎng)絡(luò)層22，表示E⑶14和16中布線關(guān)系的物理網(wǎng)絡(luò)層24，表示ECU虛擬網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的功能網(wǎng)絡(luò)層26，表示ECU報(bào)文關(guān)系的報(bào)文網(wǎng)絡(luò)層28以及表示任務(wù)、特征、報(bào)文和信號序列的數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)層30。分層的車輛內(nèi)EES網(wǎng)絡(luò)模型20如本文中所述具有幾種獨(dú)特的產(chǎn)生新的中介中心度量度的特征以量化EES 12內(nèi)復(fù)雜的相互作用。正如以下要詳細(xì)介紹的那樣，每一層22-30都輸出推薦的錯(cuò)誤檢測和隔離監(jiān)測點(diǎn)以及EES12的錯(cuò)誤隔離和減輕分析的模擬結(jié)果的排序表。上文中所述的中介中心度量度被用于識別模型20內(nèi)的節(jié)點(diǎn)和/或邊的重要性，并且將重要性排序以確定哪些節(jié)點(diǎn)和/或邊可以是監(jiān)測點(diǎn)。中介中心度量度能夠跨越各層22-30地被使用，并且可能有用于每一層22-30的推薦錯(cuò)誤檢測和隔離監(jiān)測點(diǎn)與模擬結(jié)果的排序表以及用于將所有的層22-30 —起考慮的排序表。本文中在無向圖的背景下討論中介中心度量度。但是，中介中心度量度也可以通過考慮遵循圖中有向邊的最短路徑而應(yīng)用于有向圖例如ECU 軟件中的函數(shù)調(diào)用。無向圖G=(N，E)由非空的可數(shù)節(jié)點(diǎn)集合N和邊集合
Fx F構(gòu)成。無向圖G是其中節(jié)點(diǎn)N被分為非空不相交子集的圖，其中同一子集內(nèi)的任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)N都沒有連接它們的邊。圖G內(nèi)的節(jié)點(diǎn)N可以與節(jié)點(diǎn)屬性矢量An相關(guān)聯(lián)，并且類似地邊可以與邊屬性矢量Ae相關(guān)聯(lián)。部分由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)賦予，而屬性則主要是被增加以用于節(jié)點(diǎn)的語義方面。對于分層的EES網(wǎng)絡(luò)模型20，節(jié)點(diǎn)類型通常對應(yīng)于部分。圖3是節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)40的示意圖，其作為可以表示在EES 12和/或E⑶14和16中定義的節(jié)點(diǎn)和邊或者是這些部件中的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的一部分的一種類型的無向圖。節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)40包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)42，其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)42由字母a-j表示。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)42都可能是如上所述用于收集供錯(cuò)誤檢測使用的數(shù)據(jù)和/或報(bào)文的監(jiān)測點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)40包括節(jié)點(diǎn)42之間的多條連接或邊44,表示在結(jié)構(gòu)40中的節(jié)點(diǎn)42之間的信息流和數(shù)據(jù)流。邊44是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)42之間的直接連接。從一個(gè)節(jié)點(diǎn)42到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)42的路徑可以包括單條邊44，或者可以包括多條邊44。正如以下要詳細(xì)介紹的那樣，中介中心度量度被用于識別或量化結(jié)構(gòu)40中節(jié)點(diǎn)42和邊44中每一個(gè)的重要性以確定特定的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)42或者一條或多條邊44是否可以是監(jiān)測點(diǎn)。對于以下的討論內(nèi)容，可以確定節(jié)點(diǎn)42的中介中心度量度以確定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)42具有最高的量度并且最適合成為監(jiān)測點(diǎn)。但是，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到的那樣，邊44也可以是監(jiān)測點(diǎn)并且可以用相同的方式確定邊44的中介中心度量度。中介中心度量度可以是均在以下介紹的多部分量度或多屬性量度之一或二者兼?zhèn)洹Ｖ薪橹行亩攘慷缺淮_定為節(jié)點(diǎn)42中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過中介中心度量度正被確定的特定節(jié)點(diǎn)42的那些最短路徑數(shù)量的比值之和，這將在下文中更加詳細(xì)地介紹。在為節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)40示出的示例中，可能看起來節(jié)點(diǎn)g是結(jié)構(gòu)40中的重要節(jié)點(diǎn)，原因在于它從很多個(gè)其他節(jié)點(diǎn)42具體是從節(jié)點(diǎn)b，c，h和e接收信息。但是，節(jié)點(diǎn)i實(shí)際上是結(jié)構(gòu)40中最重要的節(jié)點(diǎn)，原因在于經(jīng)過結(jié)構(gòu)40的信息必然總是要通過節(jié)點(diǎn)i而并非必須要通過節(jié)點(diǎn)g。換句話說，如果將節(jié)點(diǎn)i從結(jié)構(gòu)40中去除，那么在結(jié)構(gòu)40中的節(jié)點(diǎn)j和節(jié)點(diǎn)a-h之間就會完全斷開，而如果去除節(jié)點(diǎn)g，這一點(diǎn)卻未必會出現(xiàn)。確定結(jié)構(gòu)40中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)42的中介中心度量度，并且將這些值比較或排序以確定節(jié)點(diǎn)42的最高中介中心度量度，這些節(jié)點(diǎn)可以被用作結(jié)構(gòu)40中監(jiān)測點(diǎn)?；诒疚闹杏懻摰闹薪橹行亩攘慷葢?yīng)該在節(jié)點(diǎn)i時(shí)最高，并且節(jié)點(diǎn)i應(yīng)該是最適合用于結(jié)構(gòu)40的監(jiān)測點(diǎn)。一旦識別出其中介中心度量度高于某一最小中介中心度閾值的節(jié)點(diǎn)42，就計(jì)算這些節(jié)點(diǎn)42在結(jié)構(gòu)40中的覆蓋范圍，也就是特定節(jié)點(diǎn)與最大數(shù)量的其他節(jié)點(diǎn)的接近程度，這定義為近鄰因子等級，從而基于該節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)40中所有其他節(jié)點(diǎn)42的接近度來確定它是否適合用作監(jiān)測點(diǎn)的備選。例如，算法可以將近鄰因子等級定義為2級等級，也就是在其中介中心度量度正被計(jì)算的潛在監(jiān)測點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的兩條邊44內(nèi)的節(jié)點(diǎn)42的數(shù)量。參見結(jié)構(gòu)40，節(jié)點(diǎn)a, d, e, f, g, h和j都在節(jié)點(diǎn)i的兩節(jié)點(diǎn)42內(nèi)，并且因此節(jié)點(diǎn)i的覆蓋范圍或近鄰等級值為7。通過識別近鄰因子等級即可根據(jù)節(jié)點(diǎn)i是否不是過于遠(yuǎn)離太多的節(jié)點(diǎn)42來確定節(jié)點(diǎn)i是不是結(jié)構(gòu)40中合適的監(jiān)測點(diǎn)。結(jié)構(gòu)40中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)42都具有識別其與結(jié)構(gòu)40中所有其他節(jié)點(diǎn)42接近性的近鄰因子等級，并且使用中介中心度量度和近鄰因子等級的組合來確定特定的節(jié)點(diǎn)42是不是會成為監(jiān)測點(diǎn)。中介中心度量度被設(shè)計(jì)用于根據(jù)連接重要性在每一對節(jié)點(diǎn)的所有最短路徑中被等分的假設(shè)來對節(jié)點(diǎn)控制其他節(jié)點(diǎn)之間成對連接的重要性進(jìn)行量化。例如用于節(jié)點(diǎn)e N的中介中心度量度BC(Iii)可以是節(jié)點(diǎn)i的中介中心度量度BC(i)，并且定義為
^ ft)
⑴
其中Oxy是節(jié)點(diǎn)乂和7之間的路徑總數(shù)，而oxy(i)則是經(jīng)過節(jié)點(diǎn)i的最短路徑的數(shù)
BC k)
量。中介中心度量度BC(i)可以在0到I之間被歸一化為I# J1),其中Ijy!是圖G內(nèi)的節(jié)
點(diǎn)數(shù)量。公式⑴和下文中用于節(jié)點(diǎn)的指定X和y是節(jié)點(diǎn)索引指定，并且可以是上述示例 的結(jié)構(gòu)40中的節(jié)點(diǎn)42中的任一個(gè)。具體地，對于結(jié)構(gòu)44中的每對節(jié)點(diǎn)42的值o xy，確定這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的路徑數(shù)量，并且根據(jù)這些路徑確定構(gòu)成該路徑的邊44的最小數(shù)量。一旦確定了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)42之間的邊44的最小數(shù)量，那么計(jì)算就確定有多少條不同的最短路徑。類似地，對于同樣的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)42，對于值oxy(z)，確定經(jīng)過其中介中心度量度正被計(jì)算的特定節(jié)點(diǎn)42的那些最短路徑的數(shù)量。隨后對于所有不同的節(jié)點(diǎn)對組合的最短路徑計(jì)算，將這些最短路徑值之間的除商進(jìn)行求和以得到該特定節(jié)點(diǎn)42的中介中心度量度。對每一個(gè)節(jié)點(diǎn)42執(zhí)行計(jì)算，并且具有最高中介中心度量度的節(jié)點(diǎn)42根據(jù)其是否滿足所需的近鄰因子等級而很可能成為用于結(jié)構(gòu)40的監(jiān)測點(diǎn)。對于圖3中所示的示例，所有節(jié)點(diǎn)a-j的中介中心度量度可以被計(jì)算為a=0, b=2. 333，c=2. 333，d=0，e=9. 833，f=0, g=0. 667，h=9. 833，i=14 和 j=8。相應(yīng)地，用于邊ee S的中介中心度量度BC(e)被定義為經(jīng)過邊e的最短路徑數(shù)量喃⑵。中介中心度量度BC (e)可以在0到I之間被歸一化為
BC [e)
[()iV|-%J|-2)J/2⑶。認(rèn)識了分層EES網(wǎng)絡(luò)模型20中的豐富語義后，研發(fā)出多部分中介中心度量度和多屬性中介中心度量度以說明分層EES網(wǎng)絡(luò)模型20中節(jié)點(diǎn)42的類型和屬性/角色。節(jié)點(diǎn)的均勻多部分中介中心度BCp⑴，其中Np是部分并且其中Mp CF,被定義為
權(quán)利要求
1.一種用于識別車輛上的電氣和電子系統(tǒng)(EES)內(nèi)的信息監(jiān)測點(diǎn)的方法，所述方法包括 定義EES的網(wǎng)絡(luò)模型，其中模型內(nèi)的潛在監(jiān)測點(diǎn)被識別為目標(biāo)； 將模型內(nèi)每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度確定為模型內(nèi)每一對目標(biāo)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的目標(biāo)的那些最短路徑數(shù)量的比值之和； 選擇最小中介中心度量度閾值； 識別出所確定的每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度中有哪些大于閾值； 定義最小近鄰因子等級，最小近鄰因子等級定義了一個(gè)目標(biāo)相對于所有其他目標(biāo)的預(yù)定覆蓋范圍； 確定其中介中心度量度大于閾值的目標(biāo)中有哪些具有大于最小近鄰因子等級的近鄰因子等級；然后 將具有高于閾值的最高中介中心度量度并且具有滿足預(yù)定覆蓋范圍的近鄰因子等級的目標(biāo)識別為監(jiān)測點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中模型包括從由電控單元、軟件部件和傳輸路徑構(gòu)成的群組中選出的節(jié)點(diǎn)以及作為節(jié)點(diǎn)間連接的邊。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中目標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)模型中的邊。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中目標(biāo)包括網(wǎng)絡(luò)模型中的節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)模型是分層模型。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)模型包括數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)層、報(bào)文網(wǎng)絡(luò)層、功能網(wǎng)絡(luò)層、物理網(wǎng)絡(luò)層和電氣網(wǎng)絡(luò)層。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，中介中心度量度是均勻多部分中介中心度量度、逆多部分中介中心度量度、指定多部分中介中心度量度、均勻多屬性中介中心度量度、逆多屬性中介中心度量度或者邊中介中心度量度。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中最小近鄰因子等級是第二近鄰因子等級，其中特定目標(biāo)位于另一個(gè)目標(biāo)的兩個(gè)連接以內(nèi)。
9.一種用于識別車輛上的電氣和電子系統(tǒng)(EES)內(nèi)的信息監(jiān)測點(diǎn)的方法，所述方法包括 定義EES的分層網(wǎng)絡(luò)模型，該模型包括識別EES內(nèi)的電控單元、軟件部件和傳輸路徑中的一種或多種的節(jié)點(diǎn)； 將模型內(nèi)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的中介中心度量度確定為模型內(nèi)每一對節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的節(jié)點(diǎn)的那些最短路徑數(shù)量的比值之和； 選擇最小中介中心度量度閾值； 將所確定的中介中心度量度大于閾值的那些節(jié)點(diǎn)識別為潛在的監(jiān)測點(diǎn)。
10.一種用于識別車輛上的電氣和電子系統(tǒng)(EES)內(nèi)的信息監(jiān)測點(diǎn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于定義EES網(wǎng)絡(luò)模型的裝置，其中模型內(nèi)的潛在監(jiān)測點(diǎn)被識別為目標(biāo)； 用于將模型內(nèi)每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度確定為模型內(nèi)每一對目標(biāo)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的目標(biāo)的那些最短路徑數(shù)量的比值之和的裝置；用于選擇最小中介中心度量度閾值的裝置； 用于識別出所確定的每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度中有哪些大于閾值的裝置； 用于定義最小近鄰因子等級的裝置，最小近鄰因子等級定義了一個(gè)目標(biāo)相對于所有其他目標(biāo)的預(yù)定覆蓋范圍； 用于確定其中介中心度量度大于閾值的目標(biāo)中有哪些具有大于最小近鄰因子等級的近鄰因子等級的裝置；以及 用于將具有高于閾值的最高中介中心度量度并且具有滿足預(yù)定覆蓋范圍的近鄰因子等級的目標(biāo)識別為監(jiān)測點(diǎn)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于網(wǎng)絡(luò)建模的用于錯(cuò)誤隔離和錯(cuò)誤減輕的系統(tǒng)和方法。一種用于識別車輛內(nèi)的電氣和電子系統(tǒng)(EES)中的監(jiān)測點(diǎn)的系統(tǒng)和方法。所述方法包括定義EES的網(wǎng)絡(luò)模型，其中模型內(nèi)的潛在監(jiān)測點(diǎn)位置被識別為目標(biāo)，例如節(jié)點(diǎn)。所述方法隨后將模型內(nèi)每一個(gè)目標(biāo)的中介中心度量度計(jì)算為每一對目標(biāo)之間的最短路徑總數(shù)與經(jīng)過其中介中心度量度正被確定的目標(biāo)的最短路徑數(shù)量的比值之和。所述方法識別出哪些中介中心度量度大于定義了最小可接受量度的閾值并且確定目標(biāo)中有哪些滿足預(yù)定的模型覆蓋范圍。監(jiān)測點(diǎn)被選擇為最佳地滿足了最小量度和期望覆蓋范圍的目標(biāo)。
文檔編號H04L12/26GK102801552SQ20121016154
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者Y.張, A.尼賈姆金, D.L.艾倫, H.蒙, M.A.薩爾曼, T-C.盧 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司