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中断驱动型航天嵌入式软件原子性违反检测方法

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计算机研究与发展 2023年第2期60卷 294-310页

作者：于婷婷李超王博祥陈睿江云松北京轩宇信息技术有限公司北京100190 北京控制工程研究所北京100190

嵌入式软件的可信性对航天任务的成败至关重要.航天嵌入式软件广泛采用中断驱动的并发机制,不确定的中断抢占可能导致并发缺陷,引发严重的安全问题.研究表明原子性违反是中断并发缺陷中最突出的一类缺陷模式.目前面向中断驱动型嵌入式... 详细信息

嵌入式软件的可信性对航天任务的成败至关重要.航天嵌入式软件广泛采用中断驱动的并发机制,不确定的中断抢占可能导致并发缺陷,引发严重的安全问题.研究表明原子性违反是中断并发缺陷中最突出的一类缺陷模式.目前面向中断驱动型嵌入式软件的原子性违反检测方法都无法同时实现高精度和高可扩展性,且其对真实航天嵌入式软件的有效性尚未得到证实.为了有效提升检测该类缺陷的精度与效率,对82个航天嵌入式软件原子性违反进行实证研究,获得该类缺陷在原子区范围、中断嵌套层数、访问交错模式、共享数据访问方式、访问粒度等5个方面的表现特征.并在此基础上,提出一个精确、高效的原子性违反静态检测方法intAtom-S.首先,基于一个由数值不变式参数化的细粒度内存访问模型,引入基于规则的方法剔除标志变量访问,并采用抽象解释进行精确的共享数据分析,该分析能将共享数据访问粒度精确至数组元素,并可识别共享的内存映射I/O地址.然后,使用轻量级数据流分析技术匹配符合缺陷访问交错模式的所有并发三次访问序,作为潜在的原子性违反缺陷候选.最后,采用基于路径条件的约束求解对缺陷候选中的串行访问对和并发三次访问序进行路径可行性分析,逐步消除误报,得到最终的原子性违反结果.在基准测试集和8个真实航天嵌入式软件上的实验表明,与目前最先进的方法相比,intAtom-S误报率降低了72%,检测效率提高了3倍.此外,该方法能够快速完成对真实航天嵌入式软件的分析,平均误报率仅为8.9%,并发现了23个已被开发人员确认的缺陷.

关键词：航天嵌入式软件中断并发缺陷缺陷特征原子性违反静态分析

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随机中断环境下的库存优化管理

系统工程理论与实践 2010年第3期30卷 469-475页

作者：娄山佐吴耀华吕文肖际伟山东大学现代物流研究中心济南250061 山东大学数学与系统科学学院济南250061

在假设供应商和零售商工作和中断的持续时间分别服从独立的指数分布条件下,首先,利用4个状态连续时间Markov链,得到完成订单的平均等待时间,其次,基于更新报酬定理,构建零售商库存的长程平均费用模型,并设计自适应交叉熵法(ACE),求解它... 详细信息

在假设供应商和零售商工作和中断的持续时间分别服从独立的指数分布条件下,首先,利用4个状态连续时间Markov链,得到完成订单的平均等待时间,其次,基于更新报酬定理,构建零售商库存的长程平均费用模型,并设计自适应交叉熵法(ACE),求解它的近似最优解.最后,通过仿真试验,验证了算法的有效性,并得到如下结论:当零售商中断率较大恢复率较小或单位产品需求未满足损失费较大时,采用经典的经济订货批量(EOQ)模型,会显著增加系统的费用.

关键词：中断库存策略更新报酬交叉熵

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需求和退货与供应中断相关环境下库存控制

控制与决策 2021年第4期36卷 1003-1009页

作者：娄山佐荣学文山东大学控制科学与工程学院济南250061

需求和退货与供应中断相关会引发库存剧烈波动,从而导致库存控制非常困难.在采用Markov调制Lévy过程描述库存水平变化条件下,利用水平穿越法、更新过程和鞅理论确定循环期望时间和费用函数,据此构建系统长程平均费用率模型.在此基础上... 详细信息

需求和退货与供应中断相关会引发库存剧烈波动,从而导致库存控制非常困难.在采用Markov调制Lévy过程描述库存水平变化条件下,利用水平穿越法、更新过程和鞅理论确定循环期望时间和费用函数,据此构建系统长程平均费用率模型.在此基础上,通过仿真实验研究需求(退货)与供应中断相关度对最优库存控制策略的影响,并分析不同中断和退货类型下最优控制策略的变化,从而为该环境下有效管理库存提供新启示.

关键词：库存中断退货 Markov调制水平穿越 Lévy过程

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带通信中断的离散多智能体系统的免碰撞控制

控制理论与应用 2023年第12期40卷 2172-2178页

作者：刘泽刘易成国防科技大学理学院湖南长沙410073

本文研究了带有通信中断的多智能体系统在离散形式下的免碰撞和集群问题.通信中断会破坏系统的连通状态,从而导致碰撞或者不能集群,但是相关研究仍不完善.为解决相应问题,本文引入了具有截断特性的奇异通信权重,并提出了一种新的控制协... 详细信息

本文研究了带有通信中断的多智能体系统在离散形式下的免碰撞和集群问题.通信中断会破坏系统的连通状态,从而导致碰撞或者不能集群,但是相关研究仍不完善.为解决相应问题,本文引入了具有截断特性的奇异通信权重,并提出了一种新的控制协议.首先,本文利用图论的理论及分析的方法,通过数学归纳的思想证明了系统在有限时间内不会产生碰撞.其次,本文利用分析的方法证明了当系统的初始状态满足一定条件时,可以实现渐近集群,并得到了集群的速度以及智能体间距离的上界.最后,本文通过数值仿真验证了结论的正确性.

关键词：中断免碰撞集群奇异通信权重

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可中断电力合同中新型期权的定价

中国电机工程学报 2004年第12期24卷 18-23页

作者：张显王锡凡王建学陈芳华西安交通大学电力工程系陕西省西安市98710049

可中断电力合同是一种结合电力期权的风险管理工具,可有效地管理可中断负荷。可中断电力合同所结合的电力期权为新型复合电力期权而不是普通的期权,由于新型电力期权的复杂性导致不能求解期权价格的解析解,因此该文提出通过数值方法:蒙... 详细信息

可中断电力合同是一种结合电力期权的风险管理工具,可有效地管理可中断负荷。可中断电力合同所结合的电力期权为新型复合电力期权而不是普通的期权,由于新型电力期权的复杂性导致不能求解期权价格的解析解,因此该文提出通过数值方法:蒙特卡罗法近似求解该复合电力期权的价格,并提出了该期权在无套利条件下的定价公式。该文通过电价的历史数据分析提出了电价的混合模型,以描述电价行为特性。算例对美国New England电力市场某月的复合电力期权进行定价,结果表明该期权价格与实际市场中的该期权价值间的误差小于5％,说明该文所提方法是有效的。该文提出的期权定价方法也适用于其它类型的电力期权,有推广价值和应用前景。

关键词：期权价格电力期权定价方法电价合同风险管理工具期权价值中断断电历史数据

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基于不确定中断概率的鲁棒供应链网络设计

计算机集成制造系统 2016年第10期22卷 2458-2468页

作者：邱若臻王奕智黄小原东北大学工商管理学院辽宁沈阳110169

为了给决策者在不确定环境中设计具有鲁棒性的供应链网络提供决策支持,考虑供应链网络中上游制造商设备故障或网络中节点间链接失效导致的供应中断情况,建立了随机需求和供应中断下基于路径的供应链网络设计非线性规划模型。为解决非线... 详细信息

为了给决策者在不确定环境中设计具有鲁棒性的供应链网络提供决策支持,考虑供应链网络中上游制造商设备故障或网络中节点间链接失效导致的供应中断情况,建立了随机需求和供应中断下基于路径的供应链网络设计非线性规划模型。为解决非线性规划难以求解的问题,采用分段线性化方法将其转化为线性规划模型。进一步考虑了中断情景概率不确定的情况,并采用区间和椭球不确定集进行建模,给出了不确定中断概率下的供应链网络设计鲁棒优化模型;运用线性规划和拉格朗日对偶理论,将其转化为易于求解的线性规划和二阶锥规划问题。以实际案例为背景进行数值计算,验证了所建模型的有效性。

关键词：供应链网络设计鲁棒优化不确定性中断随机需求

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随机供应中断和退货环境下库存的应急控制

自动化学报 2015年第1期41卷 94-103页

作者：娄山佐田新诚山东大学控制科学与工程学院济南250061

随机供应中断和退货环境下库存变化,失去传统上的单调性,呈现复杂的随机波动状态,从而,极大地增加了控制难度.为解决系统库存的短缺和超储问题,本文提出一个应急控制(包括应急采购和应急处理)策略.在库存水平的动态变化表示为L′evy过... 详细信息

随机供应中断和退货环境下库存变化,失去传统上的单调性,呈现复杂的随机波动状态,从而,极大地增加了控制难度.为解决系统库存的短缺和超储问题,本文提出一个应急控制(包括应急采购和应急处理)策略.在库存水平的动态变化表示为L′evy过程条件下,利用连续时间Markov链、更新过程和鞅理论,构建了系统期望折扣总利润模型,并设计了交叉熵法确定最优控制策略.仿真结果表明,中断强度和类型及退货批次和批量,对最优应急处理水平和应急采购量均有较大影响.而退货类型仅影响最优应急处理水平,对最优应急采购量影响较小.

关键词：库存应急控制中断退货 L′evy过程

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导航卫星中断频次的分析方法

宇航学报 2021年第7期42卷 889-894页

作者：赵海涛熊笑谢军郑晋军谷岩北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国空间技术研究院北京100094

面向导航卫星中断频次的定量分析需求,该文分析导航卫星中断产生的主要原因,给出中断频次分析的流程,并针对分析过程中的三个关键问题,研究提出具体实施方法,包括通过相关性分析快速定位底层中断事件,通过中断树建立指标分析模型,并融... 详细信息

面向导航卫星中断频次的定量分析需求,该文分析导航卫星中断产生的主要原因,给出中断频次分析的流程,并针对分析过程中的三个关键问题,研究提出具体实施方法,包括通过相关性分析快速定位底层中断事件,通过中断树建立指标分析模型,并融合在轨数据、地面试验数据快速预估得到底层功能异常率等。最后通过示例进一步说明中断频次分析过程。该文方法已应用于北斗导航卫星工程。

关键词：卫星导航系统导航卫星可用性可靠性中断

顾及有色噪声的GPS位置时间序列中断探测法

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第6期41卷 745-751页

作者：明锋杨元喜曾安敏景一帆信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054 信息工程大学导航与空天目标学院河南郑州450001

GPS位置时间序列中经常会出现信息中断,造成数据不连续,进而导致测站速度及其不确定度的估计有偏。因此,时间序列中断探测是动态大地测量数据处理的重要内容。在基于t-检验的序贯格局转换分析法(sequential t-test analysis of regime s... 详细信息

GPS位置时间序列中经常会出现信息中断,造成数据不连续,进而导致测站速度及其不确定度的估计有偏。因此,时间序列中断探测是动态大地测量数据处理的重要内容。在基于t-检验的序贯格局转换分析法(sequential t-test analysis of regime shifts,STARS)算法的基础上,顾及GPS位置时间序列的噪声特性,提出了一种考虑有色噪声的STARS算法(COL-STARS)。该算法首先利用一阶自回归模型(auto-regressive,AR(1))模型进行噪声"白化",然后再进行数据中断探测。经模拟数据和实测数据分析,改进后的COLSTARS算法在一定程度上降低了中断探测的误判,能提高GPS位置时间序列中断探测的准确率。同时,也对STARS算法的参数设置以及滤波对中断探测的影响分别进行了讨论。

关键词： GPS位置时间序列中断有色噪声 AR(1)模型 t-检验