[发明专利]一种复杂系统危害程度评估方法

权利要求书

1.一种复杂系统危害程度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据对象系统输入、输出信息及拓扑结构，确定系统内部信息流，明确设备功能需求；

步骤2、根据系统内信息流关系，采用颜色Petri网对系统建模，验证所建模型的活性；

步骤3、从网络静态结构角度选取网络关联度指标，分析系统复杂程度；

步骤4、从网络动态运行角度选取危害特征值，以计算施加冲击时系统所受危害的程度；

步骤5、建立危害特征值评分准则，划分危害等级；

步骤1所述的根据对象系统输入、输出信息及拓扑结构，确定系统内部信息流，明确设备功能需求，具体如下：

步骤1.1，分析系统设计功能及架构，得到整体建模需求；

步骤1.2，划分系统内部功能模块；

步骤1.3，分析各模块承担任务，确定系统内部信息流；

步骤2所述的根据系统内信息流关系，采用颜色Petri网对系统建模，验证所建模型的活性，具体如下：

步骤2.1，根据系统内信息流关系建立初始CPN模型；

步骤2.2，给定初始标识，仿真运行并优化；

步骤2.3，根据Petri网的理论分析方法分析网络特性，验证模型的合理性；

步骤2.1所述的根据系统内信息流关系建立初始CPN模型，具体如下：

步骤2.1.1、建立基本假设：基于模块之间的信息传递确定节点之间的关联关系，通过token的规则约束与资源分配来模拟系统数据交互；

步骤2.1.2、根据实际运营维护的模块划分界定研究对象范围，根据实际模块间信息流关系确定节点间逻辑关系，建立初始CPN模型；

步骤3所述的从网络静态结构角度选取网络关联度指标，分析系统复杂程度，具体如下：

步骤3.1，根据模型中节点数目定义节点复杂度：

其中，Nc为节点复杂度，num(S)为库所总数，num(T)为变迁总数；

步骤3.2，根据模型中节点耦合关系定义节点关联度：

其中，Nr为节点关联度，num(x_i)°为节点x_i的输出弧记录数，num°(x_i)为节点x_i的输入弧记录数，num(x)为网络相关弧总数；NET指网络中所有节点的集合；

步骤3.3、将节点复杂度与节点关联度赋予不同权重，组合得到网络关联度指标，衡量系统复杂程度：

K＝λ·Nc+(1-λ)Nr

其中，K代表网络关联度，λ代表节点复杂度与节点关联度对网络关联度影响系数，其中节点x_i网络关联度的影响系数λ_i公式如下：

其中，num(x_i)°为节点x_i输出弧记录数，num°(x_i)为节点x_i输入弧记录数；

步骤4所述的从网络动态运行角度选取危害特征值，以计算施加冲击时系统所受危害的程度，具体如下：

步骤4.1，根据模型中节点于网络的耦合强度定义节点强度Ni_i：

Ni_i＝num°(x_i)+num(x_i)°+∑_j∈B(num°(x_j)+num(x_j)°)

其中，num°(x_i)+num(x_i)°为目标节点x_i的相关弧，∑_j∈B(num°(x_j)+num(x_j)°)为x_i的所有一阶邻居x_j的相关弧之和，B指与节点x_i直接连接的一阶邻居构成的集合；

步骤4.2，根据模型中节点受冲击引发的故障链规模定义节点危害度Nd_i：

其中，∑_i1为节点i失效后发生相继故障的节点数，num(X)为节点总数；

步骤4.3、综合节点强度与节点危害度得到危害特征值指标，衡量节点受冲击的影响程度：

采用同趋化函数对两个指标进行处理得危害特征值Δ_i：

其中，Δ_i指第i个节点在当前状态下的危害特征值；

步骤5所述的建立危害特征值评分准则，划分危害等级，具体如下：

步骤5.1，划分危害等级层次及对应危害程度；

步骤5.2，确定各层次对应危害特征值范围。