[发明专利]一种航天任务安全性可靠性仿真方法及系统

权利要求书

1.一种航天任务安全性可靠性仿真方法，其特征在于，包括：

在复杂航天任务设计阶段时，将所涉及的各系统分解为多个具有逻辑关系的层级并确定各层级对应的故障模式；

以各底层对应的各故障模式发生情况，从各系统中进行数据采样；

以所述数据采样为输入数据，按照预先构建的故障逻辑仿真模型进行多次蒙特卡洛打靶仿真，统计每次仿真后各类后果的出现次数；

基于各类后果的出现次数计算各类后果出现的频率；

其中，所述后果的类型至少包括下述中的一种或多种：任务正常、任务失败、任务推迟；所述故障逻辑仿真模型以复杂航天任务涉及的各系统中各功能对应的节点所在的各层以及各节点的关系所确定的参数图进行构建。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障逻辑仿真模型构建包括：

将复杂航天任务涉及的各系统按功能分解为多个层级；

基于故障模式的传递关系建立各层级的故障传递逻辑；所述故障传递逻辑包括故障模式及故障模式间的逻辑关系；

提取故障传递逻辑中涉及的典型故障模式，并对所述典型故障模式进行参数化表示；

以参数化的故障模式为逻辑节点，并根据故障模式间的逻辑关系连接所有逻辑节点，生成故障逻辑仿真模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述典型故障模式至少包括下述中的一种或几种：与时间无关的常值分布、与时间相关的累积分布。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于故障模式的传递关系建立各层级的故障传递逻辑，包括：

利用系统正向设计产生的功能模型，生成每一层故障模式间的横向传递关系；

通过对系统开展失效模式及后果分析FMEA和故障树分析FTA，生成不同层级间故障模式的纵向传递关系；

其中，所述传递关系包括横向传递关系和纵向传递关系。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用系统正向设计产生的功能模型，生成每一层故障模式间的横向传递关系，包括：

根据功能或逻辑架构表达的系统正常功能的组成关系，映射出每一层级所有组成功能的逻辑；

所述逻辑包含：串行逻辑关系和并行逻辑关系。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述提取故障传递逻辑中涉及的典型故障模式，并对所述典型故障模式进行参数化表示，包括：

分别提取串行逻辑关系和并行逻辑关系中的典型故障传递逻辑节点；

使用系统建模语言SysML约束块建立串行逻辑关系和并行逻辑关系中的典型逻辑节点的模型，并定义其输入输出端口和基于故障模式的传递关系建立逻辑节点约束属性的定义。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述使用系统建模语言SysML约束块建立串行逻辑关系和并行逻辑关系中的典型逻辑节点的模型，并定义其输入输出端口，包括：

对于串行逻辑关系的典型逻辑节点：包含1个输出端口和两个输入端口，输入端口包含前置故障模式和后置故障模式；输出端口为两故障模式串联后后续可能发生事件的描述；

对于并行逻辑关系的典型逻辑节点：包含1个输入端口和1个输出端口，输入端口为一个汇聚节点，连接所有可能并发的故障模式，输出端口为所有故障模式并联后后续可能发生事件的描述。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

对于串行逻辑关系的典型逻辑节点，所述基于故障模式的传递关系建立逻辑节点约束属性的定义包括：只有当前置故障模式中表示故障未发生的标识符为真时，才会读取后置故障模式中表示故障发生情况的标识符，否则将输出前置故障模式中表示故障发生情况的标识符；

对于并行逻辑关系的典型逻辑节点，所述基于故障模式的传递关系建立逻辑节点约束属性的定义包括：比较所有输入端故障模式中故障发生情况的标识符，取最严重的后果所对应的标识符作为输出。