故障树自动建树及分析软件的实现

故障树分析(Fault Tree Analysis)在系统可靠性评估中起着至关重要的作用。然而,作为故障树分析的核心故障树(FT)的构建,传统构建故障树的方法存在耗时长且容易出错等缺点。为了解决这些问题并应对复杂系统自动建造故障树的困难,该文提出一种基于元部件模型及系统结构模型的规范化描述方法,并以此为基础,通过建立元部件模型库、复杂标识符库,设计出故障树自动建树及分析软件,实现系统结构模型搭建、自动建树、复杂结构识别处理及可靠性分析过程的全自动化。详细阐述了故障树自动建树软件自动建树及分析的基本步骤,并通过一个简化的汽车ABS系统应用实例验证了该软件的有效性和可行性。实例应用结果表明,该故障树自动建树及分析软件不仅能够实现自动构建和分析故障树,提高工作效率,而且能够识别处理具有复杂结构的故障树,对复杂系统的自动建树及可靠性分析的推广具有重要意义。

基于SFTA的桥接模式安全性分析

采用软件故障树分析法,通过一个应用桥接模式的实例研究在软件设计中引入设计模式对软件安全性的影响。结果表明,单纯引入桥接模式,软件的安全性约降低50%,但引入设计模式使得软件模块之间解耦合,通过加入双余量设计,可以使软件安全性提高2个数量级。该结论对安全关键软件面向对象的设计具有指导作用。

某伺服实时控制软件SFMEA/SFTA

对某助推伺服控制软件开展失效模式影响分析(System Failure Mode and Effects Analysis,SFMEA)和故障树分析(Software Failure Tree Analysis,SFTA)。SFMEA是一种自下而上的分析方法,用以辨识出一系列可能的软件潜在故障模式,并评估其对系统工作的危害性。SFTA是一种自上而下的分析方法,其目标是识别出基本事件(底事件),而基本事件可导致系统产生其所不希望发生的顶事件。应用SFMEA和SFTA的主要目的是提高软件和系统的安全性及可靠性。

一种针对嵌入式系统的安全性分析方法

嵌入式系统广泛应用于安全关键的工业领域,但目前嵌入式系统的安全性缺乏整体性的分析。为此,提出了一种较为全面且融合了失效概率及失效路径的嵌入式系统的故障演化链分析方法。对系统采用层次分析法,借鉴失效模式和影响分析的方法,构建出故障的演化关系链条,即故障演化链。利用故障演化链可以对系统中可能包含的故障、故障产生的原因、故障带来的危害等级及故障的传播路径进行分析。在2个嵌入式软件系统上进行实验,结果显示:基于故障演化链方法比故障影响分析、功能危害性分析和故障树分析更全面,故障演化链的方法能较好地对嵌入式系统进行安全性分析。

大型集成概率安全分析软件系统的研究与发展

FDS团队在广泛调研和深入分析国际现有概率安全分析软件及其关键技术的基础上,研发了具有自主知识产权的大型概率安全分析软件系统RiskA。该软件提供了系统建模、故障树分析、事件树分析、不确定性分析、可靠性数据管理与分析、敏感性分析和重要度分析等概率安全分析所需的基本功能。介绍RiskA的设计思想、总体结构、主要功能、技术特点和相关测试与应用等。

形式化故障树分析建模和软件安全性测试

阐述了安全性需求的形式化故障树表示技术 ,给出了一种基于形式化故障树最小割集的动态扩展安全性测试用例结构 ,并对满足安全性需求覆盖准则的测试用例自动生成算法进行了讨论 .

定量化故障树分析技术在空间相机软件开发中的应用

为保证空间相机软件系统可靠安全地运行,多采用定量化故障树方法对其进行可靠性分析。由于获取故障知识及确定故障树结构有一定难度,提出了一种基于粗糙集的软件故障树建立方法。针对软件故障原因错综复杂,无法获取大量有效数据的情况,给出一种采用Vague集方法对底事件进行建模,从而计算底事件相对重要度和顶事件发生概率的定量分析方法,根据分析结果指导软件的可靠性设计并确定测试重点。实验结果表明:使用提出的故障树分析方法,有效地指导了设计人员通过容错差错和避错等设计措施提高系统的可靠性,解决了由于软件部件可靠性指标很难精确量化,无法进行定量分析的问题。

基于抽象语法树的代码静态自动测试方法研究

软件测试是排除软件故障,提高软件质量和可靠性的重要手段。从是否需要执行被测程序角度考虑,软件测试分为静态测试和动态测试。动态测试通过输入测试数据,动态执行程序来发现软件中存在的错误。尽管动态测试能发现部分软件错误,但对于一些特殊类型错误的检测无效。鉴于此,本文采取了一种特殊的静态分析技术来实现对代码的测试。本文首先讨论了传统软件测试方法的缺点和局限性,给出了软件的故障模型,进而提出了基于抽象语法树的静态分析技术,并给出了故障自动检测算法。依据该算法开发了自动化测试工具,给出了实验结果和对比分析,并指出了下一步的研究方向。

故障树分析技术在软件测试中的应用

针对故障模式判决软件测试用例设计的特点 ,提出了一种利用故障树分析原理 (FTA)和软件测试用例设计等价类划分方法进行故障模式判决软件测试用例设计的新方法。该方法运用FTA原理进行测试用例设计 ,根据故障判决模式画出故障树 ,将该树作为测试用例设计树 ,然后运用故障树原理获得该树的最小割集 ,将此最小割集作软件测试用例的设计的依据。利用该方法进行测试用例设计保证了测试的充分性、测试用例分布的合理性 ,同时依据此方法设计的测试用例辅助生成软件 ,也极大地提高了软件测试自动化水平。

面向多用户软件系统的可靠性分配的故障树分析法

本文首先对目前已有的各种分配技术与方法的特点进行了探讨 ,介绍了如何采用故障树技术求得导致系统失效的功能模块的最小割集 ,首次提出运用故障树技术进行各模块可靠性的划分和确定 ,并提出了一种新的算法来快速、有效地确定各模块的重要度 ,结合考虑软件的总体开发费用 ,创建了一个新的基于软件实用性的可靠性分配模型并详细讨论了其具体运用 。

基于IPO功能分解的嵌入式软件故障树分层构建方法

针对嵌入式软件需求阶段的安全性分析方法中故障树分析缺少构建方法的问题,结合嵌入式系统的特点,提出了一种故障树分层构建方法.为构建各功能层内部的故障树,提出了基于IPO的功能分解法,采用失效模式与影响分析方法对分解的各部分功能进行影响分析,以确定构建故障树的建树元素,并提出了功能层内部故障树构建的框架模型与各功能层故障树的层次关系,实现了部分故障树构建的自动化,提高了故障树构建的完整性、准确性与效率.在某型号发动机控制软件的安全性分析中,应用上述方法指导该嵌入式软件故障树的构建与分析,验证了该方法的可行性和有效性.

基于故障树分析法的软件测试技术

为了更加有效地提高软件测试的效率,将故障树分析法引人软件测试中,提出了建模的基本思想和方法,给出了软件测试故障树最小割集的算法,对故障树模型进行了定性和定量的分析,并将分析结果指导和应用于软件测试实践中。

动态故障树分析方法在软、硬件容错计算机系统中的应用

结合几个动态逻辑门及其向Markov状态转移链的转化,介绍了一种新的动态故障树建模分析方法,用来解决不可修系统中对动态时序特性的建模困难问题。并给出了一个具体的例子,应用这种方法对其进行分析。分析结果表明,软、硬件容错技术在计算机系统中的应用,可以显著提高系统的可靠性。

一种基于故障树分析的软件设计方法

为尽量减少被软件设计过程传播的故障数,提出一种基于故障树分析(fault-tree analysis,FTA)的软件设计方法。以故障树分析为基础,从软件的静态和动态特性出发,将其引入到软件设计开发过程中,并以实例进行建模、分析。结果表明:该方法计算复杂度低、精确度高,建模过程简单,适合于规模小的系统。在海上测控软件的设计开发过程中应用该方法,提高了软件的可靠性和安全性。

软件故障树分析在铁路自动售票系统服务中的应用

以铁路自动售票系统应用服务为例,应用软件故障树分析法进行分析。根据铁路自动售票系统应用服务的特点,建立该系统应用服务的失效模型,采用最小割集分析法,确定影响系统应用服务失效的主要因素,从而在以后的设计过程中采取有效措施防止错误或故障的发生,达到提高铁路自动售票系统应用服务稳定性的目的。

软件故障树分析实例研究

软件故障树分析(SFTA)是硬件或系统FTA的扩展,可应用于安全性关键软件的验证和可靠性分析。本文首先阐述了SFTA的原理和应用过程,然后介绍了结合某嵌入式软件进行实际应用的过程以及最小割集的生成,并在此基础上提出了对该软件的改进建议。

计算机联锁软件测试方法研究

描述了计算机联锁软件的基本结构、主要完成功能和联锁软件测试的重要性,采用白盒法和黑盒法来完成对计算机联锁软件的结构测试和功能测试,并给出结构测试实例和黑盒测试框图;采用故障树分析法来完成对计算机联锁软件的安全性测试,并给出了具体实例.

故障树求解中前处理技术的算法

核电厂概率安全评价(PSA)技术已引起核电业主和核安全当局的广泛重视,随着PSA应用的广泛开展和深入,对分析软件的计算速度提出了更高的要求。核电厂系统复杂庞大,其完整的PSA模型十分巨大,随着工作的进一步细致,其规模仍在增加,这给计算机的运算带来一定压力。为解决这一问题,在自主开发的PSA软件NFRisk中,采用了两种故障树求解的前处理技术:故障树结构简化方法和故障树模块化方法。实践证明:该技术的应用能明显加快故障树计算速度,缩短故障树求解时间。

基于故障树分析与组合测试的测试用例生成方法

随着软件的日益复杂,如何从巨大的可用测试用例空间中选择少量的测试用例进行有效的测试,成为了软件测试的重要课题之一。给出了一种易于自动化实现的软件测试用例生成方法。首先运用故障树分析原理,获取待测软件故障树的最小割集;然后利用等价类划分法、边界值分析法等经典黑盒测试方法,获取各最小割集中每个元素的典型取值集合;最后利用组合测试技术,在充分考虑各元素两两之间关系的基础上生成测试用例集。该方法对传统的故障树分析方法进行了改造,具有更大的适用范围;综合利用组合覆盖技术与黑盒测试方法,能有效保障测试充分性并减少测试用例数目。工程实践表明,该方法能够大幅提高测试效率。

基于故障树分析法的软件测试技术研究

将安全性评估领域广泛应用的故障树分析法引入软件测试中,融合基于软件故障概率分析和风险分析的方法,对软件测试的故障树建模进行了重点研究。提出了建模的基本思想和方法,给出了软件测试故障树最小割集的算法,对故障树模型进行了定性和定量分析,并将分析结果指导和应用于软件测试实践中。