[发明专利]一种基于AltaRica的系统故障树自动生成方法

说明书

本发明涉及系统安全性建模分析方法技术领域，具体地说，是一种基于AltaRica的系统故障树自动生成方法，本发明基于AltaRica的语言规范，通过研究AltaRica语言的语法和语义，将可视化建模和AltaRica语言相结合，提出了一种基于AltaRica的单类节点、多节点和子系统节点的自动系统建模与故障分析方法。不仅提高了系统模型的安全性建模能力，还实现了将系统安全性建模和可视化建模和分析结合起来。在对系统进行AltaRica建模时加入了安全性描述，便于对系统和故障模型进行同步修改和维护。同时，系统建模、故障建模和故障树分析的工作的同步对接，极大地提高了安全关键系统的系统和故障建模分析工作的准确性和效率。

技术领域

本发明涉及系统安全性建模分析方法技术领域，具体地说，是一种基于AltaRica的系统故障树自动生成方法。

背景技术

AltaRica是一种面向故障的安全建模语言。它以卫式转换系统(GTS)为核心，用一种可重用的面向对象语言来描述节点和故障，并通过节点和嵌套系统之间的接口连接来描述节点和系统之间的交互信息。AltaRica模型能够更好的反映系统功能和物理结构，消除传统安全性分析手段与系统设计的隔阂，提高安全性模型的可维护性和可重用性。在安全关键系统中采用AltaRica语言建模，可以真实地反映系统物理架构和运行机制。

在对系统的安全性分析中，研究人员广泛采用系统安全性建模和分析技术。传统的系统安全性分析技术主要有：马尔科夫过程分析、故障树分析和失效模式影响分析。但如今这些形式设计的模型已经无法匹配规模越来越大，复杂度越来越高的系统。为了解决这个问题，创建了高级建模语言AltaRica。AltaRica模型的数据流元素支持组件间的交互，组件之间还存在着依赖关系，用线性时序逻辑(line temporal logic，LTL)对其进行规约。由于其自身易于修改和维护，使得故障建模和分析也易于修改和维护，给系统的建模和分析带来了极大的方便。

目前工业系统的规模越来越庞大，如果只用单层系统建模来描述整个系统，那么单个层次上集中的模型节点就会太多，不便于分析研究，而且工业系统本身也由很多子系统组成，一些子系统又由下层子系统或者节点组成，所以系统自身已经很自然的形成了分层结构，这首先要求必须使用分层建模技术来描述系统自身的物理结构。

安全模型通常用于对因内源性和外源性原因而存在的已识别风险或危险进行安全评估。因此，在描述建模过程之前，必须强调，以结构化和系统化的方式识别风险是规范化的基础，系统和结构化的安全建模过程。在完成风险或危险的识别后，建模过程可以开始。建模过程包含三个阶段：信息收集，模型构建和模型验证和验证。

需求分析是任何一款软件开发最重要的环节，详细的需求分析将以一些模糊的软件功能和性能具化为严格的规范。需求分析必须具有极强的前瞻性和策略性，这对其后期的开发和维护重要作用。随着计算机处理问题的能力越来越强，已经可以处理具有多层嵌套的复杂系统。利用可视化开发技术对系统进行图形化建模，并且在图形化建模的基础上实现分层嵌套建模，就可以使复杂的大系统变成多层次展开的分层系统，使得分析问题变得简单清晰，对复杂嵌套系统模型的建立和分析有很好的帮助。因此，本发明开发的基于AltaRica语言的故障树建模工具原型可以针对任何多层嵌套的系统进行建模分析。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于AltaRica的系统故障树自动生成的方法来对系统进行可视化和图形化的建模分析，从而提高系统的安全性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于AltaRica的系统故障树自动生成方法，首先判断当前系统类型，

当前系统是单类节点系统，则故障树生成算法分为两个步骤：

第一步是记录从断言中扫描和剪切出的有效的字符串并计算其括号深度，其中包括：

1.1扫描、剪切、记录单类节点断言字符串；