基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法技术方案

本发明专利技术涉及可用性评估技术领域，尤其涉及一种基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法,包括：中控模块根据系统特征，确定系统业务向量Tx，确定i业务涉及的支持设备矩阵L

【技术实现步骤摘要】
基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法


[0001]本专利技术涉及可用性评估领域，尤其涉及一种基于不确定性理论的多业务与系统可用性评估方法。

技术介绍

[0002]在工业化和系统集成发展迅速的情况下，一旦多业务系统中的设备漏洞被攻击者利用，将会对工业企业造成经济、商誉等各方面的损害。因此，对网络协同制造平台的安全风险进行评估是保障信息系统和设备安全的重要环节。
[0003]现有技术在针对多业务系统可用性评估方法方面存在精准性不足和可操作性不足的问题。
[0004]中国专利公开号：CN101741609A。公开了一种业务支撑系统可用性的评估方法及系统，以解决现有技术中评估业务支撑系统可用性效率低、较繁琐的问题。本专利技术方法包括以下步骤：采集所述业务支撑系统中各业务子系统的评估单元的运行数据；根据采集到的运行数据，对各评估单元的可用性进行评估；根据各业务子系统的评估单元的可用性评估结果，对相应业务子系统的可用性进行评估；根据各业务子系统的可用性评估结果，对所述业务支撑系统的可用性进行评估。由此可见，所述业务支撑系统可用性的评估方法及系统存在以下问题：该方法仅使用实际情况作为参考，无法对设备运行过程中出现的不同情况进行模拟，导致无法针对设备的无故障时间进行全方位的模拟，导致针对设备可用性的评估精度降低，同时导致该方法的实用性变差。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法，用以克服现有技术中多业务系统可用性评估的精准性和实用性不足的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法,包括：
[0007]步骤S1,中控模块根据系统的功能确定系统的多项业务，进而确定系统业务向量T
X
，同时，根据每项业务的实际使用时间占比确定第i业务T
i
使用时间占比,以作为将各个子业务综合为总体可用性的依据，设定i＝1，2，3...，n，其中n为自然数，删除对于使用时间占比为0的业务,并优化系统业务向量T
X
；中控模块输入执行i业务时p设备q功能故障模式的故障率以计算R
ipq
(t)；
[0008]步骤S2,当所述中控模块完成对于系统业务向量的确定时，中控模块依次根据p设备q功能与T
i
业务是否相关确定矩阵L
IPQ
中的元素。此处的是否相关判定一是根据p设备q功能是否与Ti业务存在显性的逻辑关系；二是根据发生故障的历史数据判断p设备q功能是否和业务Ti是否存在隐蔽耦合关系以对矩阵L
IPQ
进行补充；
[0009]步骤S3,当所述中控模块完成L
IPQ
确定时，中控模块根据涉及的设备确定Ti业务的无故障平均使用时间MTU和设备完成Ti业务的无故障平均保障时间MTTS，建立业务可用性
计算模型1，并根据业务可用性计算模型1对Ti业务无故障条件下的最大可用性A
IRO
进行计算；其中，MTTS包括周期性工作保障时间和日常性工作保障时间，业务可用性计算模型1的计算公式为：
[0010][0011]步骤S4,所述中控模块针对所述p设备q功能故障，根据不确定性理论对Ti业务的可靠度R
i
(t)进行计算，中控模块在计算前将所述Ti业务的所有必须设备及其q功能基于业务路径和串并联关系建成由若干设备串并联而成的链式模型，在链式模型建成后，中控模块根据系统的串联或并联选用对应的计算公式对Ti业务的可靠度R
i
(t)进行计算，
[0012]对于串联系统，设定其含义为取矩阵L
IPQ
中的最小值；
[0013]对于并联系统，设定其含义为取矩阵L
IPQ
中的最大值；
[0014]其中，i表示第i业务，p表示完成第i业务的设备的编号，q表示p设备的特定功能编号，当p设备的q功能丧失时，p设备出现q功能故障；
[0015]步骤S5,当所述中控模块完成对于所述Ti业务的可靠度计算时，中控模块使用蒙特卡罗法对失败的p设备的q模式的具体故障时间点进行确定，该处的失败的p设备的q模式在串联里是可靠度最小值对应的设备，并联里是最大值对应的设备；
[0016]步骤S6,当所述中控模块完成对于失败的p设备的q模式的具体故障时间点的确定时，中控模块根据p设备存在备件情况下的更换备件时间建立业务可用性计算模型2，并基于业务可用性计算模型2对设备存在备件情况下的业务可用性进行计算，当中控模块判定p设备不存在备件时，中控模块根据p设备可抢修情况下的抢修时间，建立业务可用性计算模型3，并基于业务可用性计算模型3对p设备可抢修情况下的业务可用性进行计算，若p设备不可抢修则判定该种情况下系统的可用性为0，中控模块多次循环判定过程以求得针对p设备故障情况下的可用性均值A
IRF
；
[0017]步骤S7,当所述中控模块完成对于故障状态下的系统可用性A
IRF
计算和无故障状态下的业务可用性A
IRO
计算时，中控模块计算所述Ti业务的可用性A
i
，设定A
i
＝(1
‑
R
i
(t))A
IRF
+R
i
(t)A
IRO
；当所述中控模块在完成对各业务的可用性的计算时，中控模块使用加权求平均值的方式计算p设备的系统可用性A，设定A＝(B1
×
A1+B2
×
A2+B3
×
A3+...+Bn
×
An)/n，对于Bi，设定i＝1，2，3，...，n，其为第i业务T
i
的使用时间占比。
[0018]进一步地，在所述步骤S2中，当所述中控模块根据所述p设备q功能是否和所述Ti业务相关以对所述矩阵L
IPQ
的元素进行确定时，
[0019]若出现p设备q功能故障时Ti业务可以正常完成，所述中控模块判定p设备q功能和Ti业务不相关，不将该p设备q功能纳入矩阵中；
[0020]若出现p设备q功能故障时Ti业务无法完成，所述中控模块判定p设备q功能和Ti业务相关，并将该p设备q功能作为参数纳入矩阵L
IPQ
中。
[0021]进一步地，当所述中控模块完成对于矩阵L
IPQ
的元素的确定时，中控模块根据p设备与Ti业务是否存在显性逻辑关系，对Ti业务与矩阵L
IPQ
是否存在相关性进行判定，显性逻辑关系包括p设备与Ti业务在能量上的供给关系、信息上的信号业务流程关系或信号逻辑
关系以及安装上的安装支撑关系，
[0022]若不存在显性逻辑关系，所述中控模块判定所述Ti业务与所述矩阵L
IPQ
不存在相关性；
[0023]若存在至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法，其特征在于，包括：步骤S1,中控模块根据系统的功能确定系统的多项业务，进而确定系统业务向量T
X
，同时，根据每项业务的实际使用时间占比确定第i业务T
i
使用时间占比,以作为将各个子业务综合为总体可用性的依据，设定i＝1，2，3...，n，其中n为自然数，删除对于使用时间占比为0的业务,并优化系统业务向量T
X
；中控模块输入执行i业务时p设备q功能故障模式的故障率以计算R
ipq
(t)；步骤S2,当所述中控模块完成对于系统业务向量的确定时，中控模块依次根据p设备q功能与T
i
业务是否相关确定矩阵L
IPQ
中的元素。此处的是否相关判定一是根据p设备q功能是否与Ti业务存在显性的逻辑关系；二是根据发生故障的历史数据判断p设备q功能是否和业务Ti是否存在隐蔽耦合关系以对矩阵L
IPQ
进行补充；步骤S3,当所述中控模块完成L
IPQ
确定时，中控模块根据涉及的设备确定Ti业务的无故障平均使用时间MTU和设备完成Ti业务的无故障平均保障时间MTTS，建立业务可用性计算模型1，并根据业务可用性计算模型1对Ti业务无故障条件下的最大可用性A
IR0
进行计算；其中，MTTS包括周期性工作保障时间和日常性工作保障时间，业务可用性计算模型1的计算公式为：步骤S4,所述中控模块针对所述p设备q功能故障，根据不确定性理论对Ti业务的可靠度R
i
(t)进行计算，中控模块在计算前将所述Ti业务的所有必须设备及其q功能基于业务路径和串并联关系建成由若干设备串并联而成的链式模型，在链式模型建成后，中控模块根据系统的串联或并联选用对应的计算公式对Ti业务的可靠度R
i
(t)进行计算，对于串联系统，设定其含义为取矩阵L
IPQ
中的最小值；对于并联系统，设定其含义为取矩阵L
IPQ
中的最大值；其中，i表示第i业务，p表示完成第i业务的设备的编号，q表示p设备的特定功能编号，当p设备的q功能丧失时，p设备出现q功能故障；步骤S5,当所述中控模块完成对于所述Ti业务的可靠度计算时，中控模块使用蒙特卡罗法对失败的p设备的q模式的具体故障时间点进行确定，该处的失败的p设备的q模式在串联里是可靠度最小值对应的设备，并联里是最大值对应的设备；步骤S6,当所述中控模块完成对于失败的p设备的q模式的具体故障时间点的确定时，中控模块根据p设备存在备件情况下的更换备件时间建立业务可用性计算模型2，并基于业务可用性计算模型2对设备存在备件情况下的业务可用性进行计算，当中控模块判定p设备不存在备件时，中控模块根据p设备可抢修情况下的抢修时间，建立业务可用性计算模型3，并基于业务可用性计算模型3对p设备可抢修情况下的业务可用性进行计算，若p设备不可抢修则判定该种情况下系统的可用性为0，中控模块多次循环判定过程以求得针对p设备故障情况下的可用性均值A
IRF
；步骤S7,当所述中控模块完成对于故障状态下的系统可用性A
IRF
计算和无故障状态下的业务可用性A
IR0
计算时，中控模块计算所述Ti业务的可用性A
i
，设定A
i
＝(1
‑
R
i
(t))A
IRF
+R
i
(t)A
IR0
；当所述中控模块在完成对各业务的可用性的计算时，中控模块使用加权求平均值的方式计算p设备的系统可用性A，设定A＝(B1
×
A1+B2
×
A2+B3
×
A3+...+Bn
×
An)/n，对于Bi，设定i＝1，2，3，...，n，其为第i业务T
i
的使用时间占比。2.根据权利要求1所述的基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述中控模块根据所述p设备q功能是否和所述Ti业务相关以对所述矩阵L
IPQ
的元素进行确定时，若出现p设备q功能故障时Ti业务可以正常完成，所述中控模块判定p设备q功能和Ti业务不相关，不将该p设备q功能纳入矩阵中；若出现p设备q功能故障时Ti业务无法完成，所述中控模块判定p设备q功能和Ti业务相关，并将该p设备q功能作为参数纳入矩阵L
IPQ
中。3.根据权利要求2所述的基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法，其特征在于，当所述中控模块完成对于矩阵L
IPQ
的元素的确定时，中控模块根据p设备与Ti业务是否存在显性逻辑关系，对Ti业务与矩阵L
IPQ
是否存在相关性进行判定，显性逻辑关系包括p设备与Ti业务在能量上的供给关系、信息上的信号业务流程关系或信号逻辑关系以及安装上的安装支撑关系，若不存在显性逻辑关系，所述中控模块判定所述Ti业务与所述矩阵L
IPQ
不存在相关性；若存在至少一个显性逻辑关系，所述中控模块判定所述Ti业务与所述矩阵L
IPQ
存在相关性。4.根据权利要求3所述的基于不确定性理论的多业务系统可用性评估方法，其特征在于，当所述中控模块完成对于所述Ti业务与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：温国谊，王赟，张涛，赵汉武，祖先锋，王东峰，齐乐，郝明，绳旺，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学航空机务士官学校，
类型：发明
国别省市：