一种自动生成Markov模型的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115906435A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211370468.0(22)申请日2022.11.03(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人李志峰任羿杨德真孙博冯强王自力(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F111/08(2020.01)G06F119/02(2020.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种自动生成Markov模型的方法(57)摘要本发明提供一种基于信息、物质、能量流模型自动生成系统的Markov模型的方法。目的和解决的问题是：实现以近似系统功能原理的系统模型基础，自动生成系统Markov模型，实现对系统的动态系统的可靠性评估和分析。该方法首先是基于系统的功能原理，建立基于物质、能量和信息流的系统模型，该模型包含了系统的组成单元、单元间的连接关系、单元的连接端口间的逻辑关系；其次，基于构建的系统模型，构建每一个单元的状态机模型，并基于各单元模型间的事件联系，将单元的状态机模型合并为系统的状态机模型，并将利用简化规则将合并后的系统状态机模型简化；最后，系统状态机模型转换为系统的Markov模型，将状态机模型中的事件替换为事件发生的发生率，则生成系统的Markov模型。CN115906435ACN115906435A权利要求书1/1页1.一种自动生成Markov模型的方法，其特征在于，包含以下两个组成部分：(1)系统能量、物质、信息流模型的构建；(2)基于系统模型生成状态机模型。2.根据权利要求1所述的一种自动生成Markov模型的方法，其特征在于在组成部分(1)中，系统能量、物质、信息流模型的构建包括如下三个步骤：步骤1：梳理系统功能逻辑关系；根据系统的工作原理图，明确单元的输入信息，包括：输入单元、输入单元的输出端口、输入的类型；明确单元的输入和输出的逻辑关系；明确单元、系统的失效依据；步骤2：建立基于能量、物质、信息表示的系统模型；根据步骤1确定的系统功能逻辑关系，建立系统组成单元间的联系，细化单元输入和输出端口的对应关系，将原来系统中简单的连接关系细化为具体的能量、物质或信息；步骤3：建立各单元的输出端口、输入端口以及单元本身的逻辑关系；输入端口存在两种情况，一种是有输入，一种是无输入；输出端口同样存在有输出和无输出这两种情形，在各单元中建立输出端口无输出、输入单元无输入以及单元本身失效间的逻辑关系。3.根据权利要求1所述的一种自动生成Markov模型的方法，其特征在于，在组成部分(2)中基于系统模型生成状态机模型的流程包括如下八个步骤：步骤1：根据单元的输出端口、输入端口及单元本身的逻辑关系，构建单元的状态机模型；步骤2：首先生成输出端口无输出对应的状态s，按照逻辑关系模型遍历，‘’遇到“或”关系时，则生成两条连接状态s的事件；遇到“与”关系时，则遍历“与”关系下的事件，并依次生成事件对应的状态；遇到失效事件时，则将失效事件作为连接事件，并将事件的出发端连接为单元的正常状态；步骤3：遍历系统中组成单元，应用步骤2中的生成规则，可以得到系统中全部单元的状态机模型；步骤4：在得到全部单元的状态机模型后，将这些状态机模型合并为系统的状态机模型，以f＝{0，1}表示单元的状态，系统的状态为F＝fn，为各单元的状态组合；步骤5：以系统正常状态为始点，以单元的失效作为触发事件，得到系统处于的某一个状态s*，遍历其他单元的状态机模型，找到该状态s*作为触发事件的状态机模型SM*，并将该***事件连接的状态s′到SM的失效状态se的路径连接到状态s上，且将状态s到状态s′的转移事件置为空；步骤6：反复实施步骤5，遍历全部单元失效的触发事件，则得到包含所有单元失效事件的系统状态机模型；步骤7：遍历系统的输入端口，在各状态机模型中，找到输入端口无输入的事件，将这些事件关联的状态添加到步骤6得到的状态机模型中，则得到完整的系统状态机模型；步骤8：得到完整的系统状态机模型后，以系统失效状态为起点，反向遍历状态机模型节点，将其中转移事件为空的事件以及该事件的起始状态一起删除，并将原有的起始状态关联的转移事件直接连接到该事件的结束状态，遍历完成后，得到简化的系统状态机模型。2CN115906435A说明书1/3页一种自动生成Markov模型的方法所属技术领域[0001]本发明提供了一种基于信息、物质、能量流模型自动生成系统的Markov模型的方法。它适用于动态系统的Markov模型的构建，有助于提高动态系统的Markov模型构建的效率，提升动态系统动态可靠性分析的能力。本发明属于系统可靠性分析技术领域。背景技术[0002]Markov模型是当前常