[发明专利]基于体系结构的中央控制单元软件可靠性预计方法

权利要求书

1.一种基于体系结构的中央控制单元软件可靠性预计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对TCMS的中央控制单元软件进行功能分解，获得构成中央控制单元软件的软件模块；

(2)建立软件功能流程图，并对软件模块之间的交互关系以及软件模块的使用方式进行建模，最终建立中央控制单元软件的体系结构；

(3)获取中央控制单元软件的体系结构中每一个软件模块的单个模块可靠度以及各软件模块之间的转移概率；

(4)使用Markov过程模型对中央控制单元软件的体系结构进行可靠性建模，并构造成功转移概率矩阵，根据下式计算中央控制单元软件的可靠性R：

其中，R_Cn为第n个软件模块的单个模块可靠度，I为n×n的单位矩阵，M为成功转移概率矩阵，E为矩阵I-M去掉第n行和第一列后的(n-1)×(n-1)矩阵，|·|表示取方阵的行列式。

2.根据权利要求1所述的一种基于体系结构的中央控制单元软件可靠性预计方法，其特征在于，在对中央控制单元软件进行软件功能分解时，按照以下六个级别进行分解：计算机软件配置项目级别、计算机软件部件级别、单元级别、模块级别、指令级别、操作对象级别。

3.根据权利要求1所述的一种基于体系结构的中央控制单元软件可靠性预计方法，其特征在于，在软件功能流程图中，软件初始化后进入显示屏系统功能，显示屏系统功能分别连接牵引系统功能、制动系统功能、辅助系统功能、门控系统功能、空调系统功能、旅客信息系统功能、信号系统功能、烟火报警系统功能、RIOM系统功能，判断功能是否结束，若是，则结束，否则返回显示屏系统功能。

4.根据权利要求1所述的一种基于体系结构的中央控制单元软件可靠性预计方法，其特征在于，采用S-R方法计算第k个软件模块的单个模块可靠度，步骤如下：

根据软件模块的固有特征的工作表，选择第k个软件模块对应的固有特征，设所选的固有特征的序号的集合为T，计算第k个软件模块的固有特征错误分布：其中|T|表示集合T中元素的个数，C(i,j)表示在具有第i类固有特征的软件模块中，第j类错误数与错误总数的百分比，j＝1,2,3,4，第1类错误指逻辑错误，第2类错误指接口错误，第3类错误指输入/输出错误，第4类错误指计算错误；

依据软件的开发组织成员的经验水平、受教育的水平、软件开发使用的语言环境及软件的重要性确定第k个软件模块的开发过程情况；

根据所确定的开发过程情况选择相应的避错措施和查错措施的工作表，在选出的避错措施工作表中，选择第k个软件模块对应的避错措施，设所选的避错措施的序号的集合为T_A，计算第j类错误得以避免的概率a(i,j)是采用第i项措施后，第j类错误得以避免的概率；同样在选出的查错措施工作表中，选择第k个软件模块对应的查错措施，设所选的查错措施的序号的集合为T_D，计算对第j类错误的查错概率d(i,j)是采用第i项措施后，第j类错误得以改正的概率；

根据公式计算得到改善系数E，计算第k个软件模块的单个模块可靠度R_Ck＝R_i+E(1-R_i)，其中R_i是模块的固有可靠性。

5.根据权利要求4所述的一种基于体系结构的中央控制单元软件可靠性预计方法，其特征在于，软件模块的固有特征分为应用特征、任务特征、功能特征、系统接口特征、输入特征五大类，其中应用特征的类型包括控制耦合、实时、输入和输出、数据耦合、计算，任务特征的类型包括多种任务、较多任务、单一任务，功能特征的类型包括高度相关的多种功能、相对独立的多种功能、高度相关的少数功能、相对独立的少数功能，系统接口特征的类型包括硬件接口多、硬件接口少、软件接口多、软件接口少、操作接口多、操作接口少，输入特征的类型包括输入范围宽但不易出错、输入范围宽并容易出错、输入范围窄但容易出错、输入范围窄并不易出错。