[发明专利]一种具有故障预测能力的时序属性监控方法

权利要求书

1.一种具有故障预测能力的时序属性监控方法，其特征在于，步骤为：

（1）插装；在编译目标程序时实现，根据修改的编译规则向受控程序中插入代码，并生成相应的信息处理单元；插装的任务是基于相应的编译机制，通过编写的监控脚本自动产生插装数据和事件识别器，并根据实现系统控制的模型，在代码实现的适当位置自动插入额外的事件执行条件代码，生成相应的调节器；

（2）预测监控器的产生；采用LTL到Büchi自动机的构造方法，生成监控器；

（3）运行时部分模型产生；

（4）调控动作产生；

（5）调控动作的执行。

2.根据权利要求1所述的具有故障预测能力的时序属性监控方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体执行步骤为：

1.1、编写监测插装所需的监控脚本，采用PEDL和MEDL语言定义属性规约，前者主要描述原子事件和条件是如何由目标程序中的方法和变量抽象而成，后者则主要是描述原子事件和条件如何组成复合事件和条件；

1.2、编译得到一个事件识别器和一个.out文件，该文件包含了关于系统插装所需要的信息，它以Jtrek工具包可识别的方式被存储；Jtrek是一种开源的基于java字节码的比较成熟的插装工具包；

1.3、把模型中的与迁移事件相关的插装信息以Jtrek可识别的方式手工定义在另一个.out文件中；

1.4、插装组件以受控程序为目标，以.out文件为输入，完成代码插装，调节器的生成需要用到事件识别器。

3.根据权利要求1所述的具有故障预测能力的时序属性监控方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体执行步骤为：

2.1、针对被监控的时序性质构造两个Büchi自动机和

2.2、构造有穷状态机，把上面构造的两个Büchi自动机转换为两个确定有穷自动机和

2.3、将得到的两个有穷自动机作笛卡尔乘积，得到有穷状态机；

2.4、将自动机最小化，则得到了针对性质的监控器

4.根据权利要求3所述的具有故障预测能力的时序属性监控方法，其特征在于，所述步骤（3）中给定系统模型G以及与之相对应的Büchi自动机G_A,假定s₀是G_A的初始状态，运行时部分模型产生的具体过程为：

3.1、通过宽度优先遍历，产生N+1步运行时部分模型

3.2、每当接收到一个事件e，得到相应的后续状态s′₀＝Λ(s₀，e)；

3.3、在模型树中确定从状态s′₀可达的状态集合F′；

3.4、通过在模型G中搜索状态集合F′中每个状态的后继状态，从而形成新的部分模型

3.5、当运行时部分模型产生以后，假定其终结状态为F_l,那么返回集合{Ψ(s)|s∈F₁}。

5.根据权利要求4所述的具有故障预测能力的时序属性监控方法，其特征在于，所述步骤（4）中假定是起源于状态q的运行时部分模型，F={f₁，…，f_n}是终止状态集合，判断的标准为，对于当前的有穷执行序列：

4.1、如果，对步骤（3）得到的集合中的每一元素Ψ(f_i)，预测监控器判定结果均为真，那么不需要产生控制动作，并且如果系统未来N+1步执行与状态序列Ψ(f_i)一致，则监控过程可以安全终止；

4.2、如果存在Ψ(f_i)，预测监控器能够判定结果为假，那么状态f_i将被记录以便基于系统模型产生相应的调控动作；

4.3、否则，不做任何操作。

6.根据权利要求5所述的具有故障预测能力的时序属性监控方法，其特征在于，所述步骤（5）的具体执行步骤为：

5.1、在系统执行过程中的任意时刻，记录集合采用基于Hash表的控制执行方式；在这种方法中，状态序列Ψ(u)的Hash值以及相应的调控动作被存储起来；

5.2、当观察到一个新的状态，系统递增的计算新的Hash值，并与Hash表中的项做比较；如果命中某个表项，那么与那个表项关联的调控动作被使能；同时在观察到一个后续新状态后，又钝化被使能的调控动作。