[发明专利]一种基于使用场景的飞控系统安全性需求分析方法

说明书

本发明提供一种基于使用场景的飞控系统安全性需求分析方法，通过Capella平台构建飞控系统使用场景模型和功能模型，解析获得表达同样内容的模型架构元素，基于XMI模型映射过程生成AltaRica飞控系统安全性需求分析模型，并增加飞行事故/任务失败判据、功能故障逻辑，形成系统功能故障对任务影响模型，生成功能失效状态对使用安全传递关系链，确定影响飞机安全及任务的功能失效状态组合，提出控制措施形成飞控系统安全性需求。本发明针对使用场景复杂、高安全性要求的飞控系统，建立系统功能失效到飞机任务成败的传播模型，精确分析飞控系统潜在的功能失效状态对飞行安全和任务的影响，提出控制措施形成飞控系统安全性需求。

技术领域

本发明涉及飞控系统安全性领域，尤其涉及一种基于使用场景的飞控系统安全性需求分析方法。

背景技术

飞行控制系统是整个飞机机载系统的核心，作用是保证飞机的稳定性和操纵性，提高飞机飞行性能和完成任务的能力，增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担。飞控系统的安全性水平直接影响着飞行安全以及任务的实现，而整个安全性工作的基础和关键是识别飞控系统的安全性需求。

当前在民机的研制过程中，基于模型的系统工程逐渐推广，Capella建模方法及工具在国内外的民机研制中应用越来越普遍。使用场景是对任务剖面、系统使用活动的细化描述，是MBSE使用分析技术活动中的重要产物。使用场景是从使用的角度，对系统在实际运行环境中的时序使用、状态模式变换等信息的概述，系统运行环境是用户执行任务的上下文环境，提供一个系统与环境的交互关系的描述。针对民机复杂飞控系统的安全性需求分析，确定飞控系统的功能失效状态及影响是整个工作的核心与关键。一个功能的失效由其自身故障以及外部输入的故障导致，由于系统与外部实体的使用交互，以及功能之间的交互关系，某个功能的失效会通过这些交互作用向外传播，造成其它功能或系统的故障，功能的失效影响分析应基于使用交互、功能交互关系进行分析。因此，一种基于使用场景的飞控系统安全性需求分析方法成为研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于使用场景的飞控系统安全性需求分析方法，能够针对场景复杂且高安全性要求的飞控系统，结合飞控系统实际，克服系统安全性需求分析模型与系统使用场景模型和系统功能模型的偏差，根据原始Capella工程模型与能够进行安全性需求分析的AltaRica目标模型的模型元素对应关系，自动生成能够进行飞控系统功能失效状态及影响分析的目标模型的飞控系统安全性需求分析模型，实现功能模型之间的系统设计数据共享和模型集成，通过故障行为融合建模，建立系统功能故障对任务影响的模型，精确描述复杂的故障传递关系，以分析出飞控系统潜在的功能失效状态及其对飞行安全和任务的影响。

本发明的一个实施方式的一种基于使用场景的飞控系统安全性需求分析方法，其包括以下步骤：

步骤1、通过Capella平台构建飞控系统使用场景模型，具体为：

步骤11、使用Capella的使用能力图OCB定义与飞控系统相关的使用实体和使用任务，并描述使用实体执行任务的情况；所述使用实体包括但不限于飞行员、操纵杆、油门、升降舵、方向舵；所述使用任务包括但不限于起飞、爬升、巡航、进近、着陆；

步骤12、针对每一个使用任务，用Capella的过程图OPD构建飞控系统使用任务包含的使用活动流；

步骤13、针对每一个使用任务的活动流，用Capella的实体场景图OES来构建执行活动的实体及相互间的信息交互关系；

步骤14、依据步骤13确定的实体信息交互，用Capella的使用架构图OAB来构建飞控系统使用架构，描述分配给实体的活动、活动之间的信息交互；

步骤15、依据步骤13确定的实体信息交互，采用Capella的模式与状态图MS来构建飞控系统的状态及触发响应；