[發明專利]空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統

在審

• 申請號: 201910878223.0
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110647412A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 史建琦;林榮峰;沈怡颹;李新;張增安;周宇;徐家國
• 申請（專利權）人: 華東師范大學;上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00;G06F21/57;G06F11/34;G06F11/36
• 代理公司: 11619 北京辰權知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉廣達

本發明公開了一種空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，包括可用性評估模塊，可靠性評估模塊，安全性評估模塊、效率評估模塊、空間可維護性評估模塊，可生存性評估模塊以及可信性計算模塊，通過上述系統可以確定空間飛行器控制系統軟件的多個可信屬性及其核心評估指標，再分別利用不同的方法計算出每項評估指標的評估值，最后加權計算得到空間飛行器控制系統軟件的可信評估結果，可以極為有效地降低系統發布后可能產生的未知風險的概率。

技術領域

本發明主要涉及工控安全技術領域，尤其涉及一種空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統。

背景技術

當前航天器的飛行任務越來越復雜，在軌壽命越來越長，大型航天器還要長期支持完成各項試驗任務，使得軟件系統在航天飛行器中所擔任的任務越來越繁重，所扮演的角色也越來越重要。在積極研發各類容錯加固技術的同時，對控制系統軟件的可信性評估也是極為重要的一環。

空間飛行器控制系統軟件具有實時性要求高、可靠性要求高、資源受限等特點，雖然目前業界存在幾種對控制系統軟件可信性的評估方法，但這些方法不能完全適應對空間飛行器控制系統軟件進行評估的需求。

因此，如何對具有實時性要求高、可靠性要求高、資源受限等特點的空間飛行器控制系統軟件進行評估，以幫助提高空間飛行器系統軟件的研制效率與質量，是本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

為解決以上問題，本發明提出了空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，通過確定軟件的多個可信屬性及其核心評估指標，再分別利用不同的方法計算出每項評估指標的評估值，最后加權計算得出軟件的可信性評估結果。

具體的，本發明提出了一種空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，包括：

可用性評估模塊，用于評估目標軟件的功能完整性，并計算得到可用性評估值；

可靠性評估模塊，用于評估所述目標軟件的容錯性、穩定性和耦合性，并計算得到可靠性評估值；

安全性評估模塊，用于評估所述目標軟件的代碼安全性，并計算得到安全性評估值；

效率評估模塊，用于評估所述目標軟件的時間性能和資源使用性能，并計算得到效率評估值；

空間可維護性評估模塊，用于評估所述目標軟件的可升級性，并計算得到空間可維護性評估值；

可生存性評估模塊，用于評估所述目標軟件的抗單粒子性、故障恢復性與系統可重構性，并計算得到可生存性評估值；

可信性計算模塊，用于對所述可用性評估值、所述可靠性評估值、所述安全性評估值、所述效率評估值、所述空間可維護性評估值和所述可生存性評估值進行加權求和，計算得到所述目標軟件的可信性評估值，以根據所述可信性評估值對所述目標軟件進行可信性評估。

優選的，如上所述的空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，所述可用性評估模塊采用多級配置項與軟件單元依賴追溯技術描述目標軟件的依賴關系，并利用統計方法計算功能完整性評估值，以根據所述功能完整性評估值評估目標軟件的功能完整性。

優選的，如上所述的空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，所述可用性評估模塊包括容錯穩定性評估單元和耦合性評估單元。

優選的，如上所述的空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，所述容錯穩定性評估單元對目標軟件進行硬件組件與軟件功能項的整體混合式建模，并利用概率形式化驗證技術，分析計算目標軟件的容錯性與穩定性；所述耦合性評估單元通過組件依賴關系圖、控制流和數據流，分析計算評估各個軟硬件組件間的耦合性。

優選的，如上所述的空間飛行器控制系統軟件可信性評估系統，所述安全性評估模塊采用基于源代碼的抽象解釋與模型檢測技術，對功能代碼的安全屬性抽象到自動機模型的自動化轉換，并通過模型檢測與定理證明技術，評估目標軟件的代碼安全性。