本發(fā)明涉及一種基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法，特別是涉及一種基于狀態(tài)事件故障樹構(gòu)件內(nèi)部時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法。

背景技術(shù)：

由于作戰(zhàn)系統(tǒng)具有一些特殊屬性，如時序關(guān)系、功能依賴等，使得普通故障樹很難應(yīng)用到作戰(zhàn)系統(tǒng)中。狀態(tài)事件故障樹既可以表述組件內(nèi)部時序行為活動，又可以表述系統(tǒng)的因果失效關(guān)系，適用于描述作戰(zhàn)系統(tǒng)的失效因果鏈。由于狀態(tài)事件故障樹缺乏嚴(yán)格語義，分析過程大部分是基于模型轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成dspn模型或markov模型，但是在進(jìn)行模型的等價轉(zhuǎn)換時存在狀態(tài)空間爆炸問題。

針對狀態(tài)空間爆炸問題，國內(nèi)外的研究人員分別進(jìn)行了基于dspn的狀態(tài)空間縮減方法的研究以及基于交互markov的狀態(tài)空間縮減方法研究?；赿spn的狀態(tài)空間縮減方法主要采用轉(zhuǎn)移優(yōu)先權(quán)方法、頂層事件狀態(tài)終止方法、最小化圖方法等，但是這些過程的主要缺陷是在進(jìn)行狀態(tài)空間縮減之前，首先需要生成一個完整的系統(tǒng)可達(dá)狀態(tài)圖，這個巨大的任務(wù)通常會伴隨著狀態(tài)空間爆炸；交互markov的狀態(tài)空間縮減方法是基于弱互模擬技術(shù)，當(dāng)組件內(nèi)部狀態(tài)較多時仍會出現(xiàn)狀態(tài)空間爆炸問題。roth博士提出在狀態(tài)事件故障樹基礎(chǔ)上直接生成系統(tǒng)失效圖的方法，但是該系統(tǒng)失效生成圖方法依賴于組件間的直接觸發(fā)關(guān)系獲得系統(tǒng)的不可達(dá)對，對于無直接觸發(fā)關(guān)系的組件間的狀態(tài)不可達(dá)對無法直接識別，依然會造成階段性的空間爆炸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法，有效解決了系統(tǒng)失效生成圖生成過程中存在的狀態(tài)空間爆炸問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法，包括如下步驟：

步驟1，根據(jù)系統(tǒng)各組件內(nèi)部事件的時序活動和系統(tǒng)各組件間的觸發(fā)關(guān)系，對系統(tǒng)內(nèi)部觸發(fā)和被觸發(fā)類型事件進(jìn)行排序，確定系統(tǒng)所有組件內(nèi)部觸發(fā)和被觸發(fā)類型事件的時序關(guān)系；

步驟2，計算系統(tǒng)內(nèi)部觸發(fā)關(guān)系中觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)集和被觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)集；

步驟3，根據(jù)步驟1的時序關(guān)系和步驟2的前驅(qū)狀態(tài)集和后繼狀態(tài)集識別系統(tǒng)內(nèi)部所有組件間的不可達(dá)狀態(tài)組；

步驟4，對系統(tǒng)c＝{ci,i＝1,2,…,n}，其中，ci＝{sj,j＝1,2,…,m}，sj為組件ci的第j個狀態(tài)，m為組件ci包含的狀態(tài)數(shù)目，n為所有組件的數(shù)目，設(shè)參與笛卡爾積組合計算的組件集為d，可達(dá)狀態(tài)組為r，d、r初始為空；

a.任取一個組件ci放入集合d中，d＝{ci}，c＝c-d，則r＝{r1,r2,…,rm}＝{{ci.s1},{ci.s2},…,{ci.sm}}，{ci.sj}表示組件ci的第j個狀態(tài)構(gòu)成的集合；

b.從c中選擇任意組件ck,k＝1,2,…,n且k≠i，d＝{ci,ck}，將ck中每個狀態(tài)依次與ci.sj組合成新的集合，根據(jù)步驟3判斷新的集合是否為不可達(dá)狀態(tài)組，若是不可達(dá)狀態(tài)組，則刪除，否則，加入到r中；

c.重復(fù)步驟b，直至所有的組件均包含在d中，c為空，r中包含整個系統(tǒng)的可達(dá)狀態(tài)組；

步驟5，建立系統(tǒng)各組件事件的連接表以及系統(tǒng)的割集，根據(jù)步驟4整個系統(tǒng)的可達(dá)狀態(tài)組、連接表以及割集，獲得系統(tǒng)失效生成圖。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1所述系統(tǒng)各組件內(nèi)部事件的時序活動，排序存在如下規(guī)則：對于一個組件c1內(nèi)部包含的事件e1、e2，若事件e1發(fā)生時間先于e2，則時序關(guān)系為：

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1所述系統(tǒng)各組件間的觸發(fā)關(guān)系包括直接觸發(fā)關(guān)系和間接觸發(fā)關(guān)系；其中，直接觸發(fā)關(guān)系排序存在如下規(guī)則：對于兩個組件c1、c2，若組件c1中事件e1與組件c2中事件e1存在直接觸發(fā)關(guān)系，則時序關(guān)系為：間接觸發(fā)關(guān)系排序存在如下規(guī)則：對于組件c1、c2、c3，若組件c1中事件e1與組件c2中事件e1存在直接觸發(fā)關(guān)系，組件c1中事件e2與組件c3中事件e1存在直接觸發(fā)關(guān)系，且則時序關(guān)系為：

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟3所述不可達(dá)狀態(tài)組的識別規(guī)則：對于存在相等時序關(guān)系的兩事件，觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)和被觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)不能同時到達(dá)，建立觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)和被觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)的笛卡爾積，獲得不可達(dá)狀態(tài)組；對于存在相等時序關(guān)系的兩事件，當(dāng)被觸發(fā)事件的直接前驅(qū)狀態(tài)為初始狀態(tài)，且前驅(qū)狀態(tài)集僅包含初始狀態(tài)，根據(jù)被觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)和觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)建立笛卡爾積，獲得不可達(dá)狀態(tài)組；對于存在先后時序關(guān)系的兩事件，根據(jù)先發(fā)生事件的前驅(qū)狀態(tài)和后發(fā)生事件的后繼狀態(tài)建立笛卡爾積，獲得不可達(dá)狀態(tài)組。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟5所述獲得系統(tǒng)失效生成圖的具體做法為：首先，根據(jù)組件內(nèi)部時序活動，對于系統(tǒng)中各組件的所有事件，建立連接表；其次，根據(jù)獲得的整個系統(tǒng)的可達(dá)狀態(tài)組，依據(jù)連接表執(zhí)行dijkstra算法，生成系統(tǒng)活動圖；最后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)故障樹定性分析方法獲得最小割集，根據(jù)最小割集，判斷系統(tǒng)活動圖中的失效狀態(tài)，獲得系統(tǒng)失效生成圖。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法，有效解決了系統(tǒng)失效生成圖生成過程中存在的狀態(tài)空間爆炸問題。

2、本發(fā)明基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法，狀態(tài)空間縮減不受組件組合計算先后順序的影響，比較穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法的整體流程圖。

圖2是本發(fā)明中通過中間組件間接相關(guān)聯(lián)的組件間的時序關(guān)系示例圖。

圖3是本發(fā)明中相等時序關(guān)系識別存在直接觸發(fā)關(guān)系的組件間的不可達(dá)狀態(tài)組示例圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)的seft失效模型實(shí)例圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)中聲吶組件的內(nèi)部圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)中導(dǎo)航組件的內(nèi)部圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)中魚雷組件的內(nèi)部圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)中指控組件的內(nèi)部圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)中通信組件的內(nèi)部圖。

圖10是本發(fā)明實(shí)施例魚攻系統(tǒng)的整體失效生成圖。

圖11是本發(fā)明時序與常規(guī)生成圖過程中，狀態(tài)空間變化情況隨組件組合計算的對比圖。

圖12是本發(fā)明基于時序關(guān)系的狀態(tài)空間隨不同組件組合順序的變化情況。

圖13是基于常規(guī)方法的狀態(tài)空間隨不同組件組合順序的變化情況。

圖14是本發(fā)明時序與常規(guī)的狀態(tài)空間對比圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

為了將狀態(tài)事件故障樹直接轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)失效生成圖，狀態(tài)事件故障樹必須滿足以下前提條件：

(1)狀態(tài)事件故障樹的動態(tài)部分僅允許事件端口交互。一個狀態(tài)事件故障樹的動態(tài)部分由組件內(nèi)部狀態(tài)機(jī)以及狀態(tài)依賴組成。僅允許觸發(fā)事件塑造狀態(tài)機(jī)之間的依賴關(guān)系；

(2)因果失效關(guān)系模型僅能通過純狀態(tài)門。該規(guī)則使得狀態(tài)事件故障樹邏輯門語義與標(biāo)準(zhǔn)故障樹的邏輯門一致，簡化了狀態(tài)事件故障樹失效模型的識別；

(3)禁止使用時序邏輯門，如延遲門，概率延遲門等。在動態(tài)狀態(tài)事件故障樹模型中的時序行為通過時間事件塑造；

(4)失效場景通過狀態(tài)表示。

以上四條前提條件簡化了系統(tǒng)失效生成圖方法，如圖1所示，本發(fā)明基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法包括以下幾個步驟：

步驟一：根據(jù)組件內(nèi)部時序行為活動和組件間的觸發(fā)關(guān)系對系統(tǒng)內(nèi)部觸發(fā)或被觸發(fā)類型事件進(jìn)行排序

一個組件的可達(dá)圖為組件可達(dá)圖。組件可達(dá)圖與組件內(nèi)部狀態(tài)機(jī)存在相同的結(jié)構(gòu)，根據(jù)組件可達(dá)圖可獲得系統(tǒng)內(nèi)部觸發(fā)類型事件的時序關(guān)系，通過直接觸發(fā)關(guān)系，獲得兩兩組件間觸發(fā)類型事件的時序關(guān)系，通過間接觸發(fā)關(guān)系，建立起系統(tǒng)內(nèi)部存在時序的觸發(fā)和被觸發(fā)類型事件的時序關(guān)系。

1)根據(jù)組件內(nèi)部的時序行為狀態(tài)圖對組件內(nèi)部的觸發(fā)和被觸發(fā)類型事件進(jìn)行時序排序；

2)對于存在觸發(fā)關(guān)系的組件間，觸發(fā)事件和被觸發(fā)事件發(fā)生時間相等；

3)對于通過中間組件間接相關(guān)聯(lián)的組件間，根據(jù)中間組件觸發(fā)關(guān)系的時序活動建立不相鄰組件間的觸發(fā)類型事件的時序關(guān)系。

根據(jù)以上三種事件時序關(guān)系建立三條規(guī)則：

規(guī)則1：對于組件c1內(nèi)部包含兩個觸發(fā)或被觸發(fā)類型事件e1、e2，若事件發(fā)生時間e1先于e2，則存在時序關(guān)系：

規(guī)則2：對于存在觸發(fā)關(guān)系組件c1、c2，即組件c1中事件e1與組件c2中事件e1存在觸發(fā)關(guān)系，則存在時序關(guān)系：

規(guī)則3：對于組件c1、c2、c3，若組件c1中事件e1與組件c2中事件e1存在觸發(fā)關(guān)系，組件c1中事件e2與組間c3中事件e1存在觸發(fā)關(guān)系，且則存在時序關(guān)系如圖2所示。

對于組件c1內(nèi)部，包含觸發(fā)事件e1和e2，根據(jù)組件c1內(nèi)部時序活動，組件c1與組件c2的觸發(fā)關(guān)系存在組件c1與組件c3的觸發(fā)關(guān)系存在則組件c2與組件c3之間存在時序關(guān)系

步驟二：計算觸發(fā)關(guān)系的前驅(qū)狀態(tài)集和后繼狀態(tài)集

事件的前驅(qū)狀態(tài)是指同一組件內(nèi)部，僅能在事件發(fā)生前被激活，事件發(fā)生后則不能被激活的狀態(tài)。事件的直接前驅(qū)狀態(tài)是指唯一與事件直接相鄰接的前驅(qū)狀態(tài)。事件的后繼狀態(tài)是指同一組件內(nèi)部，僅能在事件發(fā)生后被激活，事件發(fā)生前則不能被激活的狀態(tài)。

1)確定觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)集。根據(jù)組件可達(dá)圖識別觸發(fā)事件的所有不可達(dá)狀態(tài)，從事件的直接前驅(qū)狀態(tài)使用dijkstra算法，對于不可達(dá)狀態(tài)，距離為無窮大；

2)確定被觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)集。根據(jù)組件可達(dá)圖識別從初始狀態(tài)開始的所有不可達(dá)狀態(tài)，從初始狀態(tài)開始執(zhí)行dijkstra算法，識別所有不可達(dá)狀態(tài)，距離為無窮大。因此，只有通過觸發(fā)關(guān)系被激活的狀態(tài)是作為被觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)。

步驟三：根據(jù)時序關(guān)系識別不可達(dá)狀態(tài)組

在該步驟中，通過前兩步獲得的時序關(guān)系和狀態(tài)集，可以獲得系統(tǒng)內(nèi)部所有組件間的不可達(dá)狀態(tài)組。不可達(dá)狀態(tài)組是seft模型不同組件的兩個狀態(tài)的組合，由于模型的時序行為，不可能被同時激活。在該步驟中，根據(jù)步驟一中獲得的觸發(fā)或被觸發(fā)事件的時序關(guān)系，獲得兩兩組件間不可同時到達(dá)狀態(tài)組，其中時序關(guān)系分為兩種：1)由直接觸發(fā)關(guān)系獲得的相等時序關(guān)系；2)由間接觸發(fā)關(guān)系獲得的先后時序關(guān)系。

1)根據(jù)相等時序關(guān)系識別存在直接觸發(fā)關(guān)系的構(gòu)件間的不可達(dá)狀態(tài)組

對于存在相等時序關(guān)系的兩事件，通過觸發(fā)關(guān)系判斷其構(gòu)件間的狀態(tài)不可達(dá)組，那么觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)和被觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)不可能同時到達(dá)，建立前驅(qū)狀態(tài)和后繼狀態(tài)的笛卡爾積，獲得不可達(dá)狀態(tài)組。同時，若被觸發(fā)事件與初始狀態(tài)唯一連接，則被觸發(fā)事件的前驅(qū)狀態(tài)和觸發(fā)事件的后繼狀態(tài)建立不可達(dá)狀態(tài)對。

如圖3所示，組件c1產(chǎn)生觸發(fā)事件e1，若組件c2正處于s1狀態(tài)，則接受組件c1產(chǎn)生的觸發(fā)事件e1，發(fā)生被觸發(fā)事件e1到達(dá)s2狀態(tài)。

由圖3所示，被觸發(fā)事件c2.e1的后繼狀態(tài)集為{c2.s2}，前驅(qū)狀態(tài)集為{c2.s1}；觸發(fā)事件c1.e1的前驅(qū)狀態(tài)集為{c1.s1}，后繼狀態(tài)集為{c1.s2,c1.s3}，則根據(jù)時序規(guī)則建立不可達(dá)狀態(tài)組：{c1.s1,c2.s2}{c2.s1,c1.s2}{c2.s1,c1.s3}。

2)根據(jù)事件先后時序關(guān)系識別構(gòu)件間存在間接觸發(fā)關(guān)系的不可達(dá)狀態(tài)組

對于通過中間組件間接關(guān)聯(lián)的兩組件間，根據(jù)步驟一獲得的時序關(guān)系則事件e1的前驅(qū)狀態(tài)與事件e2的后繼狀態(tài)構(gòu)成不可達(dá)狀態(tài)組。

如圖2所示，對于組件c2、c3存在間接時序關(guān)系，根據(jù)組件的行為時序活動存在組件c2與組件c3之間存在時序關(guān)系則c2.e1的前驅(qū)狀態(tài)與c3.e1的后繼狀態(tài)組成不可達(dá)狀態(tài)組，反之亦然。

該示例的不可達(dá)狀態(tài)組：

{c1.s1,c2.s2}{c1.s1,c3.s2}{c1.s2,c3.s2}{c2.s1,c1.s2}

{c2.s1,c1.s3}{c3.s1,c1.s3}{c2.s1,c3.s2}

其中，{c2.s1,c3.s2}是存在間接時序關(guān)系的不可達(dá)狀態(tài)組。

步驟四：獲得整個系統(tǒng)的可達(dá)狀態(tài)組

通過第三步中已經(jīng)獲得的系統(tǒng)內(nèi)部所有狀態(tài)不可達(dá)組，在對組件間的所有狀態(tài)建立笛卡爾狀態(tài)機(jī)時，先檢索是否與當(dāng)前的元組中狀態(tài)存在不可達(dá)關(guān)系，若存在，則不進(jìn)行笛卡爾積計算，若不存在，則進(jìn)行笛卡爾積計算。從該步驟中可獲得系統(tǒng)的所有可達(dá)狀態(tài)組。

對于系統(tǒng)c，c＝{c1,c2,…,cn}，其中ci＝{s1,s2,…,sm}表示第i個組件包含m個狀態(tài)，通過笛卡爾積組合計算所有組件間的可同時到達(dá)狀態(tài)。設(shè)參與笛卡爾積組合計算的組件集為d，可達(dá)狀態(tài)組為r，集合d初始為空，r初始為空。

1)初始時，從組件集c中取出ci放入集合d中，d＝{ci}，c＝c-d，則r＝{r1,r2,…,rm}＝{{ci.s1},{ci.s2},…,{ci.sm}}，i＝1,…,n，{ci.sj}表示組件ci中的第j個狀態(tài)構(gòu)成的集合；

2)從c中選擇任意組件ck,k＝1,2,…,n且k≠i，d＝{ci,ck}，對所有的rj∈r，j＝1,…,m，獲得rj的不可達(dá)狀態(tài)集對于ck子狀態(tài){s1,s2,…,sm}進(jìn)行組合計算

3)重復(fù)第2)步，直到所有的組件都包含在d中，c為空，r中包含所有的可達(dá)狀態(tài)組。

步驟五：建立連接表，獲得系統(tǒng)活動可達(dá)圖

對于源狀態(tài)事件故障樹的每一個事件都存在一種連接模式。該模式描述了其前驅(qū)狀態(tài)到后繼狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。從圖的初始狀態(tài)，通過dijkstra算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可達(dá)圖，無效狀態(tài)是不可達(dá)的，去掉所有的不可達(dá)狀態(tài)，得到一個最小化可達(dá)圖。

步驟六：根據(jù)最小割集，確定系統(tǒng)的失效狀態(tài)

由于前提條件僅允許純狀態(tài)邏輯門，因此可將狀態(tài)事件故障樹轉(zhuǎn)換成構(gòu)件故障樹，利用構(gòu)件故障樹的最小割集生成算法，若可達(dá)狀態(tài)中包含失效狀態(tài)滿足最小割集，則該狀態(tài)作為系統(tǒng)的失效狀態(tài)。

下面舉例進(jìn)行詳細(xì)說明：

本節(jié)給出作戰(zhàn)系統(tǒng)中魚攻系統(tǒng)的seft失效模型實(shí)例，如圖4所示。該例中的失效結(jié)果為“通信故障或指控系統(tǒng)中軟件部分信息解算錯誤，未能向魚雷發(fā)出命令或魚雷系統(tǒng)失效”。

該系統(tǒng)主要由5個組件組成，分別是聲納組件、導(dǎo)航組件、魚雷組件、指控組件、通信組件，分別如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示；其中，魚雷組件：接收指控命令，與指控系統(tǒng)進(jìn)行遙測信息交互，進(jìn)行目標(biāo)攻擊；指控組件：接收導(dǎo)航信息和聲納系統(tǒng)發(fā)出的目標(biāo)信息，進(jìn)行情報綜合處理，組織魚雷攻擊；聲納組件：采集目標(biāo)信息；導(dǎo)航組件：向指控系統(tǒng)發(fā)送導(dǎo)航信息；通信組件：作戰(zhàn)系統(tǒng)需要協(xié)同作戰(zhàn)，任一網(wǎng)段發(fā)生故障均會引起系統(tǒng)失效，該組件監(jiān)測魚雷、指控、聲納、導(dǎo)航系統(tǒng)通信是否正常，若通信失敗，如發(fā)生斷電，則系統(tǒng)失效。該seft模型通過兩個or門以自底向上的方式連接5個組件，描述了該失效結(jié)果發(fā)生的因果關(guān)系鏈。即當(dāng)通信發(fā)生故障、魚雷系統(tǒng)初始化失敗或指控系統(tǒng)軟件失效均會導(dǎo)致系統(tǒng)失效。

為方便表示，將魚雷、指控、聲納、導(dǎo)航、通信分別用組件c1、c2、c3、c4、c5表示。聲納組件狀態(tài)c3從左到右依次用s0、s1表示。導(dǎo)航組件狀態(tài)c4從左到右依次用s0、s1表示。魚雷組件狀態(tài)c1從左到右依次用s0、s1、s2、s3、s4表示，其中s4表示失效。指控組件狀態(tài)c2從左到右依次用s0、s1、s2、s3、s4、s5、s6表示，其中s6表示失效狀態(tài)。通信組件狀態(tài)c5從左到右依次用s0、s1表示。

第一步，確定組件內(nèi)部和組件間各觸發(fā)關(guān)系的時序關(guān)系

首先，建立組件內(nèi)部的觸發(fā)事件的時序關(guān)系：

對于魚雷組件c1，

對于指控組件c2，

其次，對于有直接觸發(fā)關(guān)系的觸發(fā)事件時序關(guān)系：

聲納與指控之間時序關(guān)系：

導(dǎo)航與指控之間時序關(guān)系：

指控與魚雷之間時序關(guān)系：

再次，根據(jù)組件內(nèi)部的時序關(guān)系及有直接觸發(fā)關(guān)系的時序關(guān)系，獲得組件間存在間接時序關(guān)系的事件時序關(guān)系：

導(dǎo)航與魚雷之間時序關(guān)系：

聲納與魚雷之間時序關(guān)系：

導(dǎo)航與聲納之間時序關(guān)系：

最后，系統(tǒng)中所有組件內(nèi)部觸發(fā)和被觸發(fā)類型事件的時序關(guān)系：

第二步，獲得組件間的不可達(dá)狀態(tài)組

聲納與指控存在時序關(guān)系則不可達(dá)狀態(tài)對：

{c3.s0,c2.s2}{c3.s0,c2.s3}{c3.s0,c2.s4}

{c3.s0,c2.s5}{c3.s0,c2.s6}{c3.s1,c2.s0}

{c3.s1,c2.s1}

導(dǎo)航與指控之間存在時序關(guān)系則不可達(dá)狀態(tài)對：

{c4.s0,c2.s1}{c4.s0,c2.s2}{c4.s0,c2.s3}

{c4.s0,c2.s4}{c4.s0,c2.s5}{c4.s0,c2.s6}

{c4.s1,c2.s0}

對于時序關(guān)系魚雷與指控之間不可達(dá)狀態(tài)對：

{c2.s0,c1.s1}{c2.s0,c1.s2}{c2.s0,c1.s3}

{c2.s1,c1.s1}{c2.s1,c1.s2}{c2.s1,c1.s3}

{c2.s2,c1.s1}{c2.s2,c1.s2}{c2.s2,c1.s3}

{c2.s6,c1.s1}{c2.s6,c1.s2}{c2.s6,c1.s3}

{c1.s0,c2.s3}{c1.s0,c2.s4}{c1.s0,c2.s5}

{c1.s4,c2.s3}{c1.s4,c2.s4}{c1.s4,c2.s5}

對于時序關(guān)系魚雷與指控之間不可達(dá)狀態(tài)對：

{c1.s1,c2.s4}{c1.s1,c2.s5}

{c1.s2,c2.s4}{c1.s2,c2.s5}

對于時序關(guān)系魚雷與指控之間不可達(dá)狀態(tài)對：

{c1.s3,c2.s0}{c1.s3,c2.s1}{c1.s3,c2.s2}

{c1.s3,c2.s3}{c1.s3,c2.s4}{c1.s3,c2.s6}

導(dǎo)航與魚雷之間存在間接時序關(guān)系：則存在不可達(dá)狀態(tài)對：

{c4.s0,c1.s1}{c4.s0,c1.s2}{c4.s0,c1.s3}

聲納與魚雷之間存在間接時序關(guān)系：則存在不可達(dá)狀態(tài)對：

{c3.s0,c1.s1}{c3.s0,c1.s2}{c3.s0,c1.s3}

導(dǎo)航與聲納之間存在間接時序關(guān)系：則存在不可達(dá)狀態(tài)對：

{c4.s0,c3.s1}

第三步，獲得系統(tǒng)內(nèi)可達(dá)狀態(tài)組

對系統(tǒng)內(nèi)部的各組件狀態(tài)依次進(jìn)行笛卡爾積的計算，若狀態(tài)元組中含有不可達(dá)對，則刪除。

導(dǎo)航與指控可達(dá)對c4×c2：

{c4.s0,c2.s0}{c4.s1,c2.s1}{c4.s1,c2.s2}

{c4.s1,c2.s3}{c4.s1,c2.s4}{c4.s1,c2.s5}

{c4.s1,c2.s6}

導(dǎo)航、指控、聲納c4×c3×c2：

{c4.s0,c2.s0,c3.s0}{c4.s1,c2.s1,c3.s0}{c4.s1,c2.s2,c3.s1}

{c4.s1,c2.s3,c3.s1}{c4.s1,c2.s4,c3.s1}{c4.s1,c2.s5,c3.s1}

{c4.s1,c2.s6,c3.s1}

導(dǎo)航、指控、聲納、魚雷c4×c2×c3×c1：

{c4.s0,c2.s0,c3.s0,c1.s0}{c4.s1,c2.s1,c3.s0,c1.s0}

{c4.s1,c2.s2,c3.s1,c1.s0}{c4.s1,c2.s3,c3.s1,c1.s1}

{c4.s1,c2.s3,c3.s1,c1.s2}{c4.s1,c2.s4,c3.s1,c1.s4}

{c4.s1,c2.s5,c3.s1,c1.s3}{c4.s1,c2.s6,c3.s1,c1.s0}

{c4.s0,c2.s0,c3.s0,c1.s4}{c4.s1,c2.s1,c3.s0,c1.s4}

{c4.s1,c2.s2,c3.s1,c1.s4}{c4.s1,c2.s6,c3.s1,c1.s4}

導(dǎo)航、指控、聲納、魚雷、通信c4×c2×c3×c1×c5：

{c4.s0,c2.s0,c3.s0,c1.s0,c5.s0}{c4.s0,c2.s0,c3.s0,c1.s0,c5.s1}

{c4.s1,c2.s1,c3.s0,c1.s0,c5.s0}{c4.s1,c2.s1,c3.s0,c1.s0,c5.s1}

{c4.s1,c2.s2,c3.s1,c1.s0,c5.s0}{c4.s1,c2.s2,c3.s1,c1.s0,c5.s1}

{c4.s1,c2.s3,c3.s1,c1.s1,c5.s0}{c4.s1,c2.s3,c3.s1,c1.s1,c5.s1}

{c4.s1,c2.s3,c3.s1,c1.s2,c5.s0}{c4.s1,c2.s3,c3.s1,c1.s2,c5.s1}

{c4.s1,c2.s4,c3.s1,c1.s2,c5.s0}{c4.s1,c2.s4,c3.s1,c1.s2,c5.s1}

{c4.s1,c2.s5,c3.s1,c1.s3,c5.s0}{c4.s1,c2.s5,c3.s1,c1.s3,c5.s1}

{c4.s1,c2.s6,c3.s1,c1.s0,c5.s0}{c4.s1,c2.s6,c3.s1,c1.s0,c5.s1}

{c4.s0,c2.s0,c3.s0,c1.s4,c5.s0}{c4.s0,c2.s0,c3.s0,c1.s4,c5.s1}

{c4.s1,c2.s1,c3.s0,c1.s4,c5.s0}{c4.s1,c2.s1,c3.s0,c1.s4,c5.s1}

{c4.s1,c2.s1,c3.s1,c1.s4,c5.s0}{c4.s1,c2.s1,c3.s1,c1.s4,c5.s1}

{c4.s1,c2.s2,c3.s1,c1.s4,c5.s0}{c4.s1,c2.s2,c3.s1,c1.s4,c5.s1}

{c4.s1,c2.s6,c3.s1,c1.s4,c5.s0}{c4.s1,c2.s6,c3.s1,c1.s4,c5.s1}

第四步，建立連接表

第五步，根據(jù)連接表和系統(tǒng)的割集，獲得系統(tǒng)失效生成圖，如圖10所示。其中，s7表示失效狀態(tài)，包含所有表示失效狀態(tài)的狀態(tài)集。

為了分析基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖在狀態(tài)空間縮減方面的可行性及優(yōu)缺點(diǎn)，本發(fā)明將常規(guī)的狀態(tài)事件故障樹直接生成圖方法應(yīng)用到魚攻系統(tǒng)中，從兩方面說明基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法的穩(wěn)定性和空間占用情況。圖11和圖14分別按照不同的順序?qū)M件進(jìn)行合并。注明：為表明狀態(tài)空間隨組件組合的變化情況，各點(diǎn)之間用直線相連接，實(shí)際上狀態(tài)個數(shù)是離散的，兩線相交處為組合時狀態(tài)的真正個數(shù)。

1)圖11為狀態(tài)空間變化情況隨組件組合計算的對比圖，其中橫坐標(biāo)1表示導(dǎo)航與指控組合計算c4×c2，橫坐標(biāo)2表示導(dǎo)航、指控、聲納組合計算c4×c3×c2，橫坐標(biāo)3表示導(dǎo)航、指控、聲納、魚雷組合計算c4×c2×c3×c1，橫坐標(biāo)4表示導(dǎo)航、指控、聲納、魚雷、通信組合計算c4×c2×c3×c1×c5。

在圖中，在生成圖的過程中，基于時序關(guān)系的seft狀態(tài)空間增長緩慢，且增長過程中不會出現(xiàn)暴增現(xiàn)象；而常規(guī)的直接生成圖在增長過程中會出現(xiàn)狀態(tài)空間激增現(xiàn)象。

從評價方法來看，兩者在處理存在間接觸發(fā)關(guān)系的組件間的不可達(dá)對時存在差異。常規(guī)的直接生成圖算法在僅考慮具有直接觸發(fā)關(guān)系的組件間的不可達(dá)狀態(tài)對，但是不能確定哪些組件存在間接觸發(fā)關(guān)系，無法確定所有的不可達(dá)狀態(tài)對，所以只能逐步建立整體系統(tǒng)的笛卡爾積，刪除其中存在不可達(dá)對的狀態(tài)集。

基于時序的系統(tǒng)失效生成圖方法通過組件觸發(fā)關(guān)系的時序活動，建立組件間存在觸發(fā)關(guān)系的各觸發(fā)和被觸發(fā)事件的時序關(guān)系，該時序關(guān)系包含了存在間接觸發(fā)關(guān)系的事件時序。因此可以直接獲得系統(tǒng)所有的不可達(dá)狀態(tài)對，直接建立所有的可達(dá)狀態(tài)集。

2)圖12表示應(yīng)用基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法，狀態(tài)空間隨不同組件組合順序的變化情況，圖13表示應(yīng)用常規(guī)的直接生成圖方法，狀態(tài)空間隨隨不同組件組合順序的變化情況，其中橫坐標(biāo)表示組合合并過程。圖14表示兩種方式的狀態(tài)空間對比圖，橫坐標(biāo)1表示聲納與魚雷的組合計算c3×c1，橫坐標(biāo)2表示聲納、魚雷、導(dǎo)航的組合計算c3×c1×c4，橫坐標(biāo)3表示聲納、魚雷、導(dǎo)航、指控的組合計算c3×c1×c4×c2，橫坐標(biāo)4表示聲納、魚雷、導(dǎo)航、指控、通信的組合計算c3×c1×c4×c2×c5。

從圖12-圖14中可以看出，基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法不受組合計算先后順序的影響，比較穩(wěn)定，而常規(guī)的直接生成圖方法對組合順序敏感，不同的組件組合計算順序會直接影響空間縮減方法的性能。

從評價方法來看，基于時序關(guān)系的系統(tǒng)失效生成圖方法因可識別系統(tǒng)內(nèi)部各組件間的不可達(dá)狀態(tài)，因此狀態(tài)空間縮減不受組合順序的影響。以上對比可知，基于時序的系統(tǒng)失效生成圖方法對空間縮減更有效。利用基于時序關(guān)系的系統(tǒng)生成圖方法生成魚攻系統(tǒng)的生成圖，結(jié)果驗(yàn)證了本發(fā)明方法的可行性與穩(wěn)定性，為狀態(tài)事件故障樹生成系統(tǒng)失效圖提供了一種新的方法。

以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。