[發(fā)明專利]一種通用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件和系統(tǒng)可靠性模型及參數(shù)優(yōu)化方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010195226.3
• 申請(qǐng)日: 2010-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN102004661A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于軟件和系統(tǒng)的可靠性與失效過(guò)程的建模、預(yù)測(cè)以及模型的參數(shù)優(yōu)化，屬于可靠性工程和應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)軟件和系統(tǒng)的失效過(guò)程進(jìn)行建模與預(yù)測(cè)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

從20世紀(jì)70年代開始，人們?cè)谲浖拖到y(tǒng)的可靠性建模、分析、評(píng)估、預(yù)測(cè)等方面開展了大量的研究，提出了各種可靠性模型。軟件和系統(tǒng)可靠性模型大體上可分為兩類：解析可靠性模型(Analytical?Reliability?Model)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型(Data-drivenReliability?Model)。解析可靠性模型包括馬爾科夫模型、非齊次泊松過(guò)程模型、二項(xiàng)分布模型、貝葉斯模型等等。由于解析可靠性模型通常需要對(duì)軟件或系統(tǒng)做出較多的假設(shè)，如失效間隔時(shí)間的概率分布等等，而這些假設(shè)不一定符合實(shí)際情況，因此解析可靠性模型的適用性和準(zhǔn)確性受到了較大的影響，并且在實(shí)際的工程應(yīng)用中，在各種解析可靠性模型中選擇恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)模型是比較困難的。

針對(duì)解析可靠性模型的不足，近年來(lái)提出了一些數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型不需要對(duì)軟件或系統(tǒng)做過(guò)多的假設(shè)，而是將軟件或系統(tǒng)的失效過(guò)程視為一個(gè)時(shí)間序列進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型包括基于傳統(tǒng)時(shí)間序列分析方法(如差分自回歸滑動(dòng)平均，ARIMA)的模型、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial?Neural?Network，ANN)的模型、基于支持向量機(jī)(SupportVector?Machine，SVM)的模型等等。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型適用范圍較傳統(tǒng)的解析可靠性模型更廣，并且預(yù)測(cè)精度通常比解析可靠性模型更高。

然而，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型大都認(rèn)為軟件和系統(tǒng)的失效與一個(gè)或幾個(gè)失效(如之前的第一個(gè)到第五個(gè)失效)存在相關(guān)關(guān)系，并基于此對(duì)失效過(guò)程進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。而實(shí)際的情況是，軟件和系統(tǒng)的失效是與之前的失效(如之前的第三個(gè)、第四個(gè)、第八個(gè)失效)存在相關(guān)關(guān)系，應(yīng)該基于該相關(guān)關(guān)系對(duì)失效過(guò)程進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型的以上不足，提出了一種新的通用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件和系統(tǒng)可靠性模型，并提出了一種新的模型參數(shù)的優(yōu)化方法。所提出的模型和方法適用于：1、軟件可靠性與失效過(guò)程的建模、預(yù)測(cè)以及模型的參數(shù)優(yōu)化；2、系統(tǒng)可靠性與失效過(guò)程的建模、預(yù)測(cè)以及模型的參數(shù)優(yōu)化。

本發(fā)明的目的在于建立一種更加符合實(shí)際情況、預(yù)測(cè)精度更高的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型和模型參數(shù)的優(yōu)化方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件和系統(tǒng)可靠性模型以及模型參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于包含以下內(nèi)容：

1.模型的表達(dá)形式

本發(fā)明所提出的軟件和系統(tǒng)可靠性模型表示為：

xi=F(xi-mi,xi-m2,···,xi-mp)---(1)]]>

上式中，i和p為正整數(shù)，m_j(j＝1，2，…，p)為正整數(shù)，x_i表示軟件或系統(tǒng)的第i個(gè)失效數(shù)據(jù)(失效數(shù)據(jù)可以為任何形式，如累計(jì)失效時(shí)間、失效間隔時(shí)間、累計(jì)失效數(shù)等)，F(xiàn)(·)表示軟件或系統(tǒng)的當(dāng)前失效(即x_i)與之前的失效(即)之間的相關(guān)關(guān)系。F(·)可以通過(guò)任意方式來(lái)表達(dá)，如基于ARIMA的模型、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型、基于支持向量機(jī)的模型等等。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可靠性模型表示為：