一种基于改进动态贝叶斯网络的C4ISR系统互操作能力评估方法

互操作能力是衡量C4ISR系统能力的关键指标,为解决传统互操作能力评价过程中存在的无法对战场环境下处于动态变化的C4ISR系统进行有效仿真评估的问题,通过双维蒙特卡洛方法对传统动态贝叶斯网络进行改进,提出了一种适用于战场环境下C4ISR系统互操作能力的评估方法,为C4ISR系统的规划建设和组织运用提供参考依据。

一种基于模型的通用化航天器可靠性设计与验证分析方法

航天器系统可靠性设计与验证作为航天器系统设计中的重点问题,随着航天器系统的复杂度、综合性和智能化程度越来越高,传统基于静态系统架构的可靠性设计已经越来越不能满足设计需求.而基于模型的系统设计方法在系统结构与行为一体化设计方面具有优势.本文在对基于模型的系统工程(model based system engineeving, MBSE)的航天器控制系统可靠性设计和分析工作进行分解的基础上,利用SysML建模语言,建立航天器通用化单机级和系统级可靠性验证模型,并以此为基础建立可靠性架构和行为的跨层级设计和验证一体化模型和设计流程,实现系统自顶向下的可靠性设计和结果验证迭代方案;利用实例表、值属性和Opaque元素,设计模型内及模型与外部文件间参数的传递与管理方法.设计实践表明本文提出的整套方案能满足通用化航天器系统可靠性设计与验证的需求,有助于航天器系统设计的模型化、模块化发展.

基于Spin的SysML活动图验证框架

系统建模语言(systems modeling language,SysML)缺乏精确的形式化分析和验证手段,造成模型存在死锁、活锁等诸多问题,可以通过形式化验证方法来提高模型的正确性。然而,受制于传统的形式化方法需要复杂的公式推理,并且不易理解等方面局限性,大多数验证仅限专家使用并且很耗时。为了克服SysML模型中存在的问题,提出了一种针对SysML多层次活动图的分析验证框架。它可以根据已构建的模型,将多层次活动图分解转换为Spin的输入模型,并对相关子图进行重组和验证。实验表明,该方法可以有效识别多层次活动图,并准确实施转换,为模型验证的演化提供支持。

基于SysML系统模型的动态性能效能评价

基于系统建模语言(SysML)的系统模型动态性能效能评价,采用一组性能指标参数值联系系统可执行模型。该评价步骤包括:系统分析与设计、建立CPN(着色Petri网)可执行模型、模型验证、性能分析和效能测定。

基于SysML的航电系统架构安全性评估方法

针对现有系统安全性分析方法中安全性分析与航电系统架构设计过程无法融合的问题,提出基于SysML的航电系统架构安全性评估方法。首先在EA中基于SysML建模语言建立系统架构模型;然后利用XML解析技术从中提取系统关键信息,并建立故障树模型对其失效概率与区域安全性等进行分析,得到安全性评估结果;最后基于SysML语言对IMA架构下的显示系统进行架构设计和安全性评估,评估结果验证了所提出安全性评估方法的有效性。

大型客机设计中的功能分析

介绍了大型民机研制中功能分析流程及方法,采用基于SysML(Systems Modeling Language)语言的行为模型方式建立用例、功能流、时序关系及状态机,指导系统架构的实施,探索功能分析方法在民机研制中的应用,解决大型客机设计中的需求和接口定义的模糊性和不匹配性的问题。

基于多视图建模的武器装备系统安全性分析

随着武器装备实战化要求的不断深化,武器装备系统作战任务剖面构成越发复杂,武器装备危险物质密集,发生故障与危险事故的风险普遍存在,安全性问题突出.本文首先建立多视图任务剖面模型,以过程视图为核心,以功能视图、组织视图、信息视图、资源视图和时序逻辑视图为补充识别武器装备系统组成要素.然后,利用形式化建模语言SysML实现对武器装备任务过程的多视图模型构建,从多个角度对武器装备复杂任务剖面进行描述.最后,建立基于SysML视图模型的武器装备安全性分析方法,并以某型陆基导弹武器系统为例进行基于多视图的武器装备任务剖面建模和安全性分析方法研究,为提升武器装备系统安全性分析提供理论与技术支撑.

一种基于航电系统架构模型的故障树自动建模方法

航电系统作为安全关键系统,利用故障树对其进行安全性分析十分必要。然而,传统的故障树依靠手工构建,主要依赖于分析人员对系统的理解程度;同时由于安全性分析人员与系统设计人员对系统的理解不同而很难保证失效模式与系统架构的一致性。针对上述问题,提出了一种基于航电系统架构模型的故障树自动建模方法:通过向系统设计模型中添加相应的安全性属性,并嵌入高级形式化语言AltaRica中的断言机制描述故障转移过程,由此形成安全性分析模型;基于此模型利用路径追溯的方法完成故障树自动建模。以某飞机驾驶舱显示系统为案例的研究结果表明,所提出的方法能基于航电系统架构模型有效进行故障树自动建模,从而确保了故障树分析结果的完整性。

基于航电系统架构模型的安全性分析工具的设计与实现

航电系统作为安全关键系统,必须对其进行共模分析和区域安全性分析,以满足系统的隔离性需求。随着航电系统综合化程度的提高,传统的共模分析和区域安全性分析方法主要依赖于分析人员对系统的理解程度,无法确保隔离性需求的完整性。同时由于安全性分析人员与系统设计人员对系统的理解不同而导致系统需求难以追溯,尤其在设计方案频繁变更的情况下,会出现安全性分析结果不准确、不一致的情况。针对上述问题,设计并实现了一种基于航电系统架构模型的安全性分析工具,通过采用物理架构中数据信号路径追溯的方法自动完成故障树建模,并基于此故障树完成共模分析和区域安全性分析,得出共模检查单和区域隔离性需求。以某飞机驾驶舱显示系统为案例的实验结果表明,该工具能对SysML语言描述的航电系统架构模型进行故障树自动建模,并能对需要隔离的系统组件进行标记,确保了共模分析和区域安全性分析结果的完整性。

基于MBSE的电气负载管理中心设计

本文采用基于模型的系统工程(MBSE)的正向设计方法,解决了电气负载管理中心(ELMC)在需求确认、验证、变更管理等方面存在的难度大、周期长、可追溯性差等问题。采用sysML语言,基于HarmonySE的开发流程,对ELMC进行了需求分析、功能分析、架构分析和架构设计等一系列建模活动。

波音777飞机ACARS系统及马航MH370航班失联事件分析

马来西亚航空公司MH370客机失联事件一度引发媒体与公众的诸多猜测,猜测的焦点之一就是执飞的波音777飞机的飞机通信寻址与报告系统(Aircraft Communication Addressing and Reporting System,简称ACARS)功能是如何被关闭的。从专业角度出发,首先采用Sys ML建模的方式描述了波音777飞机ACARS系统的详细架构和人机接口,并据此深入分析了马航MH370航班失联事件中ACARS被关闭的情景。最后,提出了此次事件暴露出的现代民用飞机设计中存在的问题以及改进方法。

红外导引装备环境适应性智能设计方法研究

适应性是制约红外导引装备性能的关键因素之一,其设计方法的智能化创新研究具有重要的意义。简介了基于模型的系统工程方法和人工智能方法的发展和现状,对红外导引装备环境适应性智能设计方法进行了分析,并利用Sys ML分别建立了一种5层的智能设计系统总体架构模型、一种智能综合推理的设计过程模型、一种面向对象的知识分类结构模型和一种用模糊神经网络抽取案例知识的行为模型,为精导装备智能设计系统的研发提供了有益的参考。

网络信息体系的需求建模与分析框架

网络信息体系是我国国防领域中的新概念,其需求具有抽象层次高、覆盖业务领域广和迭代演化周期长等特点,因此给需求工程带来了新挑战。借鉴模型驱动的系统工程思想方法,提出了一种网络信息体系需求分析建模框架,以网络信息体系需求本体为基础进行需求获取、描述和建模,采用多视图分析方法对体系和系统层面需求进行建模与验证。该框架采用了面向对象的建模方式,既有利于软件工程制品开发与管理,又兼容了军事领域中较流行的美国国防部体系结构框架(DoDAF)。最后,通过案例初步检验了理论方法的有效性。

基于MBSE的航天器建模应用研究

为了加强基于模型的系统工程(MBSE)在航天器研制生产中的推广落地,本文基于MBSE的开发流程和方法,对火灾卫星航天器的任务分析、任务上下文、需求、接口、行为等方面进行了建模分析,最后,通过对模型的集成仿真验证,验证了模型的逻辑合理。结果表明,相较传统的基于文档的系统工程方法,MBSE可以更好地确保航天器设计过程中设计信息的一致性,提高工作效率,降低航天器研发成本,加速推广应用。

基于SysML的反推力系统安全性分析

通过应用系统工程建模工具SysML(系统建模语言),对反推力系统的使用场景进行建模,分别建立起反推力系统的用例图和顺序图模型.在使用场景模型的基础上,进一步应用HAZOP(危险和可操作性)分析方法对使用场景进行危险分析,得到了反推力系统在使用中可能存在的危险状态,并提出了相应的安全性要求.此方法应用表明,综合SysML和HAZOP的安全性分析是一种比传统的系统安全性分析更为有效的方法.