基于线性结构因果模型的服务故障传播路径识别

在云计算环境中,当一个服务发生故障时,故障会随着服务之间的交互行为不断传播,导致产生大规模服务失效的风险。复杂且动态变化的服务调用关系加大了识别服务故障传播路径的难度。针对该问题,提出一种基于因果图的服务故障传播路径识别方法。监测并收集服务的运行数据,通过服务运行数据对服务故障事件完成度量;根据因果图模型推断服务故障事件之间的因果关系并构建服务故障传播图;利用服务故障传播图确定故障传播路径。实验结果表明,该方法能够有效识别服务故障传播路径。

基于改进FPPN的飞控系统故障传播路径分析方法

针对飞控系统多冗余、多闭环的结构特性,结合有向图模型和模糊Petri网(FPN)模型,构建飞控系统故障传播模糊概率Petri网(FPPN)模型,以解决飞控系统特定结构下的故障传播路径问题。改进的FPPN模型包含飞控系统有向图模型、故障传播特性量化计算模型和故障传播FPPN模型3个部分。采用面向对象技术分析飞控系统的功能行为和物理结构,综合复杂网络理论,构建系统故障传播有向图模型;引入Floyd算法,开展系统耦合关联分析,基于节点的度和边介数定义系统故障传播特性;在有向图模型的基础上,提出相应的结构映射规则,构建飞控系统故障传播FPPN模型,融合改进后的参数量化方法,设定2种推理算法对系统多冗余、闭环结构特性下的故障传播路径进行有效分析。通过数值分析与实例验证,获取飞控系统典型故障传播路径及路径上相关节点的状态值,验证所提方法的有效性。

基于因果关系的故障传播路径辨识方法研究

针对故障传播路径辨识问题,提出了一种基于因果关系的故障传播路径辨识方法,从因果关系的角度揭示了故障发生及传播的内涵。利用系统中故障发生的因果性,确定故障发生时受影响的变量,构建故障相关变量集合;通过因果关系指示指标确定故障相关变量中各个变量的因果性,构建因果矩阵;提出保可达性的赋权有向图最小生成树算法,根据因果矩阵对相关变量之间的因果性进行图示化表达,确定故障相关变量之间的传播影响过程,实现故障传播路径的辨识。所提方法在双带通滤波器电路上进行了实验验证,实验结果表明了所提方法能够正确筛选故障相关变量集合,分析变量之间的因果关系,辨识出故障传播路径,同时所提方法在时间成本上相较于常用的传递熵方法具有一定的优势。

云计算环境下服务故障传播路径判别方法

云计算环境下服务的运行具有动态性、复杂性和多样性的特征,使得众多服务间的动态交互关系日益复杂,随着云计算环境下服务故障发生,故障在服务间不断传播,致使系统不能正常运行。当前,部分故障传播影响分析方法存在过多关注历史数据、衡量故障传播因素单一、无法适用动态变更的系统结构等问题。为解决上述问题,提出了一种云计算环境下服务故障传播路径判别方法。动态建立服务交互图;优化服务交互图结构,建立服务关系图;通过综合考虑服务运行、环境状况计算服务故障可能性,确定发生故障服务;分析服务故障传播的影响因素,计算服务故障传播概率,进行服务故障传播路径判别。实验结果表明,该方法能准确确定发生故障服务、有效判别服务故障传播路径。

基于MPPS模型的机电系统故障传播路径搜索方法（英文）

为确定机电系统发生故障时所有可能的故障传播路径及其长度,本文考虑机电系统的结构和行为,提出了最大概率路径搜索(MPPS)模型。首先,基于系统的物理结构、功能行为和复杂网络理论,定义了系统结构-行为网络(SSAN)。然后在SSAN概念的基础上,将网络中节点和边的拓扑属性和可靠性属性进行融合,定义SSAN中节点和边的故障传播属性。其次,结合本文提出的MPPS模型,对网络中所有的故障传播路径以及路径上的节点可能失效率进行计算。最后,将本文提出的MPPS模型和函数空间迭代法(FSI)以及蚁群算法(ACO)进行对比分析,从而验证MPPS模型的准确性和先进性。

基于故障传播路径覆盖的软件测试

关联缺陷具有不确定性,现有的一些软件测试方法与测试策略难以发现此类缺陷。本文提出了一种面向故障传播路径覆盖的软件测试方法,该方法在分析经验与历史数据的基础上,对缺陷特征和类型进行推测和归纳,从而培育出能够诱发这些缺陷的种子缺陷,并将其注入到软件代码中。通过设计算法,找到能够激活这些种子缺陷的测试用例,再以得到的测试用例作为输入,激活缺陷并覆盖其传播路径。最终在传播路径上发现潜在的关联缺陷。

基于HMM和BN的精轧过程故障传播路径识别

针对故障传播路径识别领域中基于数据的方法会造成变量间存在大量冗余连接的问题和基于知识的方法会造成变量间信息丢失的问题,提出隐马尔科夫模型与贝叶斯网络相结合的故障传播路径识别新方法。首先,将带钢热连轧过程知识构建为定性贝叶斯网络结构,通过主成分分析方法对带钢热连轧过程中的数据进行降维处理,以得到训练模型所需的观测序列;然后,根据降维后的正常历史数据及其对数似然值,建立贝叶斯网络进行传播路径识别所需的条件概率表;最后,将故障数据及其对数似然值作为贝叶斯网络进行识别故障传播路径的似然证据。实验结果表明,该方法能精准定位发生故障的6个变量,没有出现误诊和漏检的现象,且能准确识别故障的传播路径。

炼化系统故障链式效应分析方法研究

基于链式关联矩阵分析方法,研究炼化系统内在的结构关系,揭示链式效应行为的复杂性规律和关联本质,得到炼化系统故障链式传播路径。以催化裂化装置再生器爆炸事故为例对方法进行运用,得到30条引发再生器爆炸的故障传播路径,有助于生产技术人员及时采取相应措施以中断故障传播路径,避免再生器爆炸事故发生。

基于格兰杰因果关系检验的炼化系统故障根原因诊断方法

为了减少故障对炼化系统造成的影响,快速诊断出故障的根原因,使用格兰杰因果关系检验进行炼化系统故障诊断。分析炼化系统中过程参数之间的关联,建立过程参数作用关系图。在过程参数发生报警后,根据过程参数作用关系图,选出可能造成该过程参数报警的其他过程参数,进而使用格兰杰因果关系检验对其进行两两检验。根据计算得出的各个过程参数之间的因果关系量值,建立故障的定量因果关系图。使用定量因果关系图从发生报警的过程参数开始,寻找图中因果关系量值最大的路径,该路径即故障在系统的传播路径,该路径终点的过程参数即故障的根原因。将该方法应用于某化工厂常压塔装置的故障诊断,结果表明,该方法可以准确地诊断出系统中存在的故障,并找出故障在系统中的传播路径,对根原因进行定位,方法有效、可行。

针对轻量级分组密码算法PRESENT的随机差分故障攻击

轻量级分组密码算法PRESENT采用了SPN网络结构,具有实现面积小、功耗低等特点,因此广泛使用于资源受限的环境中。针对PRESENT算法,设计多字节故障模型,在PRESENT算法的第30、29轮的任意位置分别进行随机故障注入,注入的字节数不固定。利用PRESNET算法的故障传播路径,构建输出差分和可能输入值之间的关系,通过提出的并行S盒分析方法得到正确输入,进而得到正确的轮子密钥。最后通过分析密钥编排方案,只需要两轮正确的轮子密钥即可推导出初始的80 bits主密钥。实验结果表明,与现有的针对PRESENT算法的故障攻击相比,利用提出的故障模型,可以将攻击复杂度由2^(31)降低到2^(18),并且轮密钥攻击平均时长由20000 ms降低到1000 ms。与此同时,提出的方法将单字节、固定位置故障模型改进为多字节、任意位置的故障模型,更加符合实际的攻击情况,降低了对故障注入设备的要求,提高方法的实用性。

潜艇可靠性特点分析及FMEA应用研究

FMEA是可靠性领域中分析故障因果关系的通用分析方法,在应用FMEA时应结合本行业特点开展适应性研究。基于对潜艇可靠性特点的深入分析,详细讨论了潜艇设计FMEA的分类组成、各部分分析内容及分析目的、各阶段应采用的分析方法和故障判据等适应性问题,并通过对任务与工况、功能与设备、功能与功能三组关系的研究提出了针对潜艇故障传播路径的分析方法。

基于分层有向图的航天器故障诊断

针对航天器在轨故障诊断系统在实时性、准确性和完备性上的要求,提出了基于分层有向图的新的定性诊断方法。采用有向图分层策略,减小故障源搜索空间的大小;利用故障传播路径上的测试节点间的定性关系,回溯搜索不相容支路找出故障源候选集合,并且通过部件故障概率和故障传播的权重对候选故障源进行故障可能性的排序。应用提出的方法,建立了某卫星一次电源系统的定性诊断模型,并进行了故障诊断的仿真测试。结果表明该诊断方法是高效的,诊断结果准确而且完备。该方法适用于航天器在轨故障诊断。