[发明专利]基于飞行过程的面向参数功能模型的仿真实现方法

权利要求书

1.一种基于飞行过程的面向参数功能模型的仿真实现方法，其特征在于，包括：

步骤1、对航电系统内的所有功能进行分析，建立主干功能组合而成的功能运行框架；

步骤2、通过逻辑参数，从不同维度对功能模型框架中的元素进行组合，并结合飞行场景，以表现不同约束因素对于功能完成的影响；

步骤3、基于运行参数功能状态关系搜索网络对级联告警进行搜索验证模型；

所述的功能模型框架表现为功能组织、行为组织和物理部件映射几个层次的组合，其中：包括：功能/子功能、过程行为、物理部件，其中：功能/子功能是为达成任务/需求的行为组织，可逐层下分为更具体的活动；过程行为是为达成上层功能任务需求而进行的一系列具体活动；是物理部件是为执行过程行为的具体物理部件；

所述的功能运行框架以过程行为模型作为媒介，开展功能到物理部件的映射，实现从抽象功能到具象行为的传递；基于功能模型组合作用对象，可将功能细化为具体的客观行为链条，进而实现功能、行为与物理部件的链接；

所述的功能模型组合包括：主干功能和辅助功能的组合，其中主干功能为框架建立过程中的基本元素，以链条或环路的形式存在；进而根据实际运行关系将辅助功能嵌入到主干功能模型的上下游，并通过与门、或门结构建立功能之间的关联；

所述的运行参数是对于功能架构中各个功能模块间所传递的信息，本发明通过运行参数来表现功能之间的传递关系；对于运行参数的建模，根据功能模块的实际用途，将参数划分为能源物质、控制指令、数据信息、状态变量类别，并分别以property的形式嵌入到运行过程模型中；此外对于性能关键系统，可将运行参数表达为性能参数的形式，以更准确地表达物理部件的不同失效模式对功能运行过程的不同影响；功能运行过程参数的传递受到上游输入参数、控制指令、能源供应、物理部件因素的影响，其中：上游输入参数为上游运行过程所传递的参数，以及外界系统传递至本系统的参数；控制指令为系统内的自动控制、或通过驾驶舱面板进行手动控制时的指令；能源为支持过程运行所需的电能、机械能物质；物理部件为执行功能运行过程的具体对象。

2.一种基于SysML模型参数传递的级联搜索方法，其特征在于，基于SysML建立面向参数的功能关系，然后再建立相关飞行场景的飞行阶段表达，使用级联失效搜索算法生成级联告警链条，该级联告警链条整合为级联告警的树形结构，再从图中提取级联告警映射关系，具体包括：

步骤A，对航电系统内的所有功能进行分析，基于功能模型建立主干功能组合而成的功能运行框架；

步骤B，通过系统内的逻辑参数传递，从不同维度对框架中的功能模型元素进行组合；

步骤C，建立相关飞行场景的飞行阶段的逻辑参数表达，以表现不同约束因素对于功能完成的影响；

步骤D，通过基于运行参数的功能状态关系搜索网络通过对级联告警进行搜索来验证模型；

所述的飞行阶段表达是将飞行阶段场景信息通过飞行场景建模与功能执行过程还有控制因素相融合；

飞行阶段的表达方式通过与、或门逻辑门函数，与运行过程链条联合作用，其中：与门表现为必须满足所有前提才能实现参数的传递，或门表现为满足任一前提即可实现参数的传递；进而通过用户输入/软件后台设定当前所处的飞行阶段，结合逻辑门的判断逻辑，判定功能链条的演进方向；

所述的飞行场景建模包括与飞机功能执行过程密切相关的背景因素；首先通过飞行场景的决定因素判定场景的状态，进而将飞行场景模型作用于功能运行过程；对于场景的判断，包括提取飞行场景的决断因素，即与飞行过程相关的参数信息，进而结合逻辑方程约束判定飞行场景的触发状态，其中：飞行场景的决定参数的具体数值可通过软件后台设置，通过联立若干逻辑方程，决定该模块的输出；

所述的控制因素包括自动控制和手动控制因素，其中：自动控制通过计算机对组件的运行过程进行控制，手动控制则借助驾驶舱面板对组件状态进行控制；设置执行自动/手动控制的物理部件的状态，进而通过constraint设定各种控制方式的优先级和控制逻辑，决定控制支路的输出；控制支路输出有三种状态，分别为0、1、none，代表异常、正常、和不进行判断，其中：不进行判断的状态源于人在回路导致的控制优先级排序。

3.一种基于SysML建立的面向参数的功能模型的级联告警搜索系统，其特征在于，包括：功能运行状态模型单元、飞行阶段表达单元、控制因素单元、告警逻辑单元、模型关系提取单元、级联告警搜索单元以及级联告警显示单元，其中：功能运行状态模型单元通过与门、或门逻辑门函数与其他功能运行状态模型单元相连并传输运行参数信息，飞行阶段表达单元通过与门、或门逻辑门函数与功能运行状态单元相连并传输判定功能链条的演进方向信息，控制因素单元与飞行阶段表达单元相连并传输对告警级联关系的约束信息，告警逻辑单元根据控制因素单元、飞行阶段表达单元的信息得到告警逻辑方程得到告警的触发信息并传输至级联告警搜索单元；

所述的告警逻辑单元根据控制因素单元、飞行阶段表达单元的信息得到告警逻辑方程得到告警的触发信息并传输至级联告警搜索单元；

所述的基于运行参数的功能状态关系搜索网络基于所建的有向图模型结构，所述的有向图模型结构对于每一个失效事件、行为、物理部件，使用邻接表的出边表将与其相关的节点存储；算法首先获取预设的起始端系统的若干底层失效事件，进而以其为起点，通过物理部件和行为之间的映射关系，追溯至其所隶属的系统级功能；进而根据各系统模型中已经明确的功能关系逻辑图建立系统间级联关系图，确立根源系统后，在此基础上采用深度优先搜索算法递归遍历含有根源系统失效信息的分支，得到一张基于根源系统功能运行过程的告警运行图，并将搜索到的物理部件与其分支上的失效信息做关联；再使用相同方法获得基于根源系统功能运行过程的告警运行图，之后通过遍历所有系统的运行过程和系统之间功能交汇过程，得到一张基于根源系统和子系统之间运行过程的告警级联关系图；采用深度优先搜索算法递归遍历级联关系图，搜索从上游失效状态到下游失效状态的转移过程，从而输出为两个系统状态间的状态关联链条，其中链条中的节点代表功能传播过程中的各个参数节点。