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故障检测率不规则变化的软件可靠性模型

软件学报 2015年第10期26卷 2465-2484页

作者：王金勇吴智博舒燕君张展哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

传统的NHPP(non-homogeneous Poisson process)模型在实际的测试当中被证明是成功的.但是,由于传统的NHPP模型用的是理想的假设,例如,假设故障检测率是常数、平稳变化和规律变化,模型的性能在实际的测试环境中总是受到损害.因此,提出一... 详细信息

传统的NHPP(non-homogeneous Poisson process)模型在实际的测试当中被证明是成功的.但是,由于传统的NHPP模型用的是理想的假设,例如,假设故障检测率是常数、平稳变化和规律变化,模型的性能在实际的测试环境中总是受到损害.因此,提出一个基于NHPP的软件可靠增长模型,并且考虑故障检测率的不规则变化情况,这种变化符合故障检测率在实际的软件测试过程中的变化.通过相关的实验验证了所提出的NHPP模型的拟合和预测能力.实验结果表明:在用实际的故障数据进行拟合和预测的过程中,所提出的模型与传统的NHPP模型相比,有更好的拟合和预测性能.同时,也给出了所提出模型相应的置信区间.

关键词：软件可靠性增长模型非齐次泊松过程不规则变化故障检测率软件可靠性

考虑BIT特性的装备可靠性与测试性协同优化

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哈尔滨理工大学学报 2023年第2期28卷 24-33页

作者：黄大荣高铭赵宁张宇重庆交通大学信息科学与工程学院重庆400074 中国船舶重工集团公司第七二四研究所南京211153

为优化平衡现代装备的可靠性与测试性,提出一种考虑机内测试(BIT,Built In Test)特性的装备可靠性与测试性协同优化方法。建立了BIT特性模型、装备的可靠性模型和测试性模型;建立了以BIT数量为决策变量、装备可靠性指标最低要求为约束... 详细信息

为优化平衡现代装备的可靠性与测试性,提出一种考虑机内测试(BIT,Built In Test)特性的装备可靠性与测试性协同优化方法。建立了BIT特性模型、装备的可靠性模型和测试性模型;建立了以BIT数量为决策变量、装备可靠性指标最低要求为约束条件、测试性指标为优化目标的装备测试性优化模型和以BIT数量为决策变量、装备可靠性指标最低要求与测试性指标最低要求为约束条件、可靠性指标与测试性指标加权求和结果为优化目标的装备可靠性与测试性协同优化模型;通过求解模型,计算得出最佳的BIT数量、装备的可靠性指标和测试性指标。以雷达为例,给出了装备可靠性与测试性协同优化的仿真实验结果:设置BIT数量为48个时,装备可靠度为0.821,故障诊断率为88.2%,为不同装备确定合理BIT数量以达到可靠性与测试性优化平衡的目的提供了参考。

关键词：可靠性测试性机内测试平均故障间隔时间故障检测率故障隔离率

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基于新息矩阵的独立成分分析故障检测方法

中南大学学报（自然科学版） 2021年第4期52卷 1232-1241页

作者：孔祥玉杨治艳罗家宇王晓兵火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

针对核密度估计(kernel density estimation,KDE)方法获取的静态控制限可能不合理以及静态控制限无法跟踪信号动态特性的问题,提出一种基于新息矩阵的独立成分分析故障检测方法(innovation matrixindependent component analysis,IM-ICA... 详细信息

针对核密度估计(kernel density estimation,KDE)方法获取的静态控制限可能不合理以及静态控制限无法跟踪信号动态特性的问题,提出一种基于新息矩阵的独立成分分析故障检测方法(innovation matrixindependent component analysis,IM-ICA)。首先采用正常样本数据建立ICA模型,然后在ICA的基础上引入基于移动窗口协方差矩阵的新息矩阵,最后考虑连续样本的相互影响,将静态控制限改进为局部动态阈值进行故障检测。研究结果表明:IM-ICA故障检测方法通过实时更新控制限能有效反映数据的动态特性;IM-ICA故障检测方法在受极小误报影响下,能有效提高故障检测率,在过程监控中具有较好的故障检测效果。

关键词：故障检测独立成分分析新息矩阵局部动态阈值故障检测率

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考虑单元互测的测试性指标分配方法

系统工程与电子技术 2019年第12期41卷 2899-2904页

作者：谢皓宇邱静杨鹏国防科技大学智能科学学院

测试性分配是将系统级测试性指标按照一定规则分配给各组成单元的过程。针对现有主流测试性分配方法未考虑单元之间的互测情形,导致分配结果不合理,尤其是部分单元分配指标虚高,难以实现或代价过高等问题,提出了在综合考虑单元故障率、... 详细信息

测试性分配是将系统级测试性指标按照一定规则分配给各组成单元的过程。针对现有主流测试性分配方法未考虑单元之间的互测情形,导致分配结果不合理,尤其是部分单元分配指标虚高,难以实现或代价过高等问题,提出了在综合考虑单元故障率、故障危害度等多重影响因素基础上,进一步考虑单元互测因素的测试性指标分配方法。首先实施考虑多重影响因素的指标初次分配;然后基于单元测试性初步设计结果,实施测试性建模与分析,得到单元自检故障率与他检故障率;再利用这两个数据以及初次分配结果构造分配函数实施再次分配,进而得到最终的分配结果;最后应用该方法进行仿真和实例运算,证明了该方法的有效性和先进性。

关键词：测试性分配故障检测率分配函数他检故障率反余切函数

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基于分层多信号流图的飞机空调系统故障诊断

振动．测试与诊断 2018年第1期38卷 196-201页

作者：孙智孙建红李冰月张雪枫南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 沈阳飞机设计研究所沈阳110035

在对飞机空调系统各主要部件进行故障模式影响分析(failure mode and effects analysis,简称FMEA)的基础上,采用分层多信号流图(hierarchy multi-signal flow,简称HMSF)方法对飞机空调系统进行故障诊断与仿真分析,得出了飞机空调系统的... 详细信息

在对飞机空调系统各主要部件进行故障模式影响分析(failure mode and effects analysis,简称FMEA)的基础上,采用分层多信号流图(hierarchy multi-signal flow,简称HMSF)方法对飞机空调系统进行故障诊断与仿真分析,得出了飞机空调系统的故障-测试关联矩阵,并给出系统各部件的故障检测率和故障隔离率。针对系统故障隔离率较低的情况,在尽可能少增检测点的前提下,对飞机空调系统分层多信号流故障模型进行了改进,增加了涡轮等部件共5个检测点,使飞机空调系统的故障检测率从91.4%提高到100%,故障隔离率从32.9%提高到83.9%。研究发现,分层多信号流图方法有助于改善飞机空调系统的故障检测率和故障隔离率,提高系统的故障诊断效率,为飞机空调系统健康管理的设计提供技术基础。

关键词：故障诊断分层多信号流图故障模式影响分析故障检测率故障隔离率

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一种混合粒度奇偶校验故障注入检测方法

北京航空航天大学学报 2019年第4期45卷 821-826页

作者：王沛晶刘强天津大学微电子学院天津300072 天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072

为了实现高效的抗故障注入攻击,提出了一种混合粒度奇偶校验故障注入检测方法。传统奇偶校验检测方法为每n比特设置一个奇偶位,表示该n比特的奇偶性。随着n的减小,奇偶位个数增加,资源消耗增加,检测率提高。为了实现故障检测率和资源消... 详细信息

为了实现高效的抗故障注入攻击,提出了一种混合粒度奇偶校验故障注入检测方法。传统奇偶校验检测方法为每n比特设置一个奇偶位,表示该n比特的奇偶性。随着n的减小,奇偶位个数增加,资源消耗增加,检测率提高。为了实现故障检测率和资源消耗的折中,对电路故障注入敏感部分或关键部分处理的数据采用细粒度奇偶校验(即n值较小),对其他部分采用粗粒度奇偶校验。以RC5加密算法为例,阐述了混合粒度奇偶校验故障检测方法的原理和应用,并对不同粒度奇偶校验方法的故障检测率及资源使用进行了理论分析。实验结果表明,与整个RC5电路都采用字(n=32 bit)奇偶校验相比,混合粒度奇偶校验故障注入检测方法可以提高故障检测率29. 44%,仅增加资源消耗2. 48%。

关键词：奇偶校验混合粒度故障检测故障检测率故障注入攻击现场可编程门阵列(FPGA)

基于层次Bayesian网络及后验风险准则的故障样本量确定方法

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兵工学报 2019年第1期40卷 171-181页

作者：史贤俊王康韩旭龙玉峰海军航空大学山东烟台264001

针对现有测试性验证方法对装备系统结构考虑不足,且在双方风险约束条件下所确定的故障样本量过大问题,提出一种基于层次Bayesian网络和后验风险准则的故障样本量确定方法。根据装备系统结构建立测试性验证方法的层次Bayesian网络模型,... 详细信息

针对现有测试性验证方法对装备系统结构考虑不足,且在双方风险约束条件下所确定的故障样本量过大问题,提出一种基于层次Bayesian网络和后验风险准则的故障样本量确定方法。根据装备系统结构建立测试性验证方法的层次Bayesian网络模型,并以故障检测率作为Bayesian网络的传递参数;提出Bayesian网络不确定性推理算法,充分融合各层次测试性先验信息,同时基于偏度-峰度检验的拟合分布选取方法推导出系统故障检测率联合先验分布;进一步结合系统成败型数据确定其后验分布,基于后验样本数据集和Bayes后验风险准则设计故障样本量确定算法,通过实例进行分析。结果表明,与经典验证方法、传统Bayesian方法相比,所提方法在相同双方指标约束下能有效降低样本量。

关键词：层次Bayesian网络后验风险准则测试性测试性验证故障样本量故障检测率

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基于HHT的航空直流串行电弧特征提取方法

航空学报 2019年第1期40卷 254-266页

作者：张瑶佳王莉尹振东高杨王帮亭南京航空航天大学自动化学院南京211100 上海飞机设计研究院电气系统设计研究部上海201210

由于飞机内部布线空间有限、电弧故障存在发生时间地点随机以及特征不明显等问题,导致检测困难。本文基于航空270V高压直流(HVDC)系统开展直流串行电弧故障特征提取方法研究,采用希尔伯特黄变换(HHT)提取电弧电流交流分量的时域和频域... 详细信息

由于飞机内部布线空间有限、电弧故障存在发生时间地点随机以及特征不明显等问题,导致检测困难。本文基于航空270V高压直流(HVDC)系统开展直流串行电弧故障特征提取方法研究,采用希尔伯特黄变换(HHT)提取电弧电流交流分量的时域和频域特征量。选择HHT的固有模态函数IMF5瞬时幅值的峰峰值和标准差作为识别电弧故障的时域特征,与原始信号中提取的时域特征量对比,正常和电弧特征量的区分度更大;选择HHT的固有模态函数IMF1+IMF2、一定频带范围内的瞬时幅值计算得到的谐波功率和作为区分正常和电弧情况的频域特征量。与常用的快速傅里叶变换(FFT)方法相比,HHT三维时频谱能够反映信号的局部特征,HHT方法计算得到的正常和电弧特征量之间的区分度更大,电弧和正常特征量的比值最高可达346。基于HHT的电弧故障特征提取方法能够更好地区分正常和电弧情况,有助于提高电弧故障的检测率,降低虚警率,具有重要的工程应用价值。

关键词：高压直流系统串行电弧希尔伯特黄变换(HHT) 快速傅里叶变换(FFT) 故障检测率

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可靠性模型中故障检测率研究述评

软件学报 2020年第9期31卷 2802-2825页

作者：张策刘宏伟白睿王瞰宇王金勇吕为工孟凡超哈尔滨工业大学(威海)计算机科学与技术学院山东威海264209 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 山西大学软件学院山西太原030006

故障检测率FDR(fault detection rate)是可靠性研究的关键要素,对于测试环境构建、故障检测效率提升、可靠性建模和可靠性增长具有重要作用,对于提高系统可靠性与确定发布时间具有重要现实意义.首先,对基于NHPP(non-homogeneous poisson... 详细信息

故障检测率FDR(fault detection rate)是可靠性研究的关键要素,对于测试环境构建、故障检测效率提升、可靠性建模和可靠性增长具有重要作用,对于提高系统可靠性与确定发布时间具有重要现实意义.首先,对基于NHPP(non-homogeneous poisson process,非齐次泊松过程)类的软件可靠性增长模型SRGM(software reliability growth mode)进行概述,给出了建模本质、功用与流程.基于此,引出可靠性建模与研究中的关键参数——FDR,给出定义,对测试环境描述能力进行分析,展示不同模型的差异.着重剖析了FDR与失效强度、冒险率(风险率)的区别,得出三者之间的关联性表述.全面梳理了FDR的大类模型,分别从测试覆盖函数视角、直接设定角度、测试工作量函数参与构成方式这3个方面进行剖析,继而提出统一的FDR相关的可靠性模型.考虑到对真实测试环境描述能力的需要,建立不完美排错框架模型,衍生出不完美排错下多个不同FDR参与的可靠性增长模型.进一步,在12个真实描述应用场景与公开发表的失效数据集上进行实验,验证不同FDR模型相关的可靠性模型效用,对差异性进行分析与讨论.结果表明,FDR模型自身的性能可以支撑可靠性模型性能的提升.最后,指出了未来研究趋势和需要解决的问题.

关键词：可靠性故障检测率测试覆盖率不完美排错效用分析