检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：丁明西北大学

学位级别：博士

为了满足飞机日益增长的军事和民用需求,综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)近年来受到了工业界和学术界的广泛关注。IMA系统是安全攸关的嵌入式系统,当运行环境变化或组件故障时,系统对软件和硬件资源进行重构配... 详细信息

为了满足飞机日益增长的军事和民用需求,综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)近年来受到了工业界和学术界的广泛关注。IMA系统是安全攸关的嵌入式系统,当运行环境变化或组件故障时,系统对软件和硬件资源进行重构配置,保证功能和性能要求。重构必须严格遵照预先设定的策略执行,避免出现失控情况,引发系统故障。因此,重构设计过程中,如何对IMA系统资源进行分配,确保满足系统的功能性需求和安全性等质量属性要求,是整个飞机功能正常运行的关键。目前在IMA系统重构设计方面已取得了诸多研究进展和重要成果,但现有方法还面临以下挑战:首先,系统重构是逻辑架构到物理实现的重新映射,过程具有多样性和不确定性,且缺少对系统资源的精确描述,收集系统软件和硬件资源信息困难,重构自动化程度不高。其次,现有的验证方法在系统逻辑模型、物理架构模型、分区映射方面各有侧重,但缺少必要衔接,模型之间未建立统一的映射关系,验证结果的完整性有待提高。因此,通过基于模型的重构方法,简化映射过程,验证系统的功能性和安全性需求,实现对系统资源的重构配置,具有一定的研究意义和实用价值。本文围绕基于模型的IMA系统重构设计过程中建模、映射、验证、蓝图生成等内容进行详细讨论。论文的主要研究成果如下:(1)为保证重构后系统逻辑架构满足功能性需求,提出了一种SysML活动图的自动机模型构建和验证方法。采用扩展的有限自动机模型建模活动图内容和嵌套调用,使用线性时序逻辑表示功能性需求属性,通过相应的转换算法和模型检测方法确认设计的功能逻辑流程与需求的一致性。提出了一种基于模型的测试用例生成方法,将确认正确的活动图转为带约束的接口自动机,生成测试模型,通过其特有的乐观方法和博弈思想组合活动间的调用关系。然后在满足流约束条件组合覆盖准则的前提下,设计了测试用例生成算法,自动生成测试用例,用于架构的功能性测试。(2)为保证重构后系统逻辑架构满足安全性需求,提出了一种基于模型的系统安全性需求描述和验证方法。该方法针对系统功能需求、安全性目标和失效状态,建立危害用例,提取安全性需求;采用带功能失效的状态机图描述包含安全性需求的系统功能模型,并使用安全扩展层次自动机作为中间状态,通过转换算法实现系统功能模型的形式化描述,通过模型检测方法完成安全性需求验证。(3)为保证重构后系统物理架构满足安全性需求,提出了一种基于模型的组件错误行为描述和验证方法。该方法通过分析系统需求和安全性目标,建立物理架构模型,采用错误模型附件描述组件的错误行为和导致的故障影响;使用层次自动机作为中间状态,通过转换算法实现物理架构错误行为模型的形式化描述,采用模型检测验证故障影响是否满足安全性需求。(4)针对系统重配置、重映射过程复杂,功能性和安全性需求验证困难的问题,提出一种基于模式的IMA系统重构方法。将系统逻辑架构划分为多个层级,给出逻辑架构模型到AADL组件,以及AADL组件到ARINC653元素的映射规则;采用模式表示系统运行时资源配置,通过模式迁移实现不同层级的重构设计,并对各模式下的系统逻辑架构和映射所得的物理架构模型进行验证和分析;构建系统蓝图生成算法,根据模式迁移和验证结果自动生成重构蓝图,指导系统资源动态配置,实现相应的功能。

关键词：综合模块化航空电子系统系统建模语言架构分析与设计语言重构验证

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综合模块化航空电子系统标准述评

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电光与控制 2013年第6期20卷 1-3页

作者：丁全心光电控制技术重点实验室河南洛阳471009 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471009

综合模块化航空电子系统(IMA)是航电系统的发展方向,其技术标准对新型军机、民机航电系统开发具有重要指导作用,阵风、F-22、F-35、A380、B787等飞机的航电系统均采用了其有关概念和技术。重点评述了ASAAC有关系统架构、系统软件、通信... 详细信息

综合模块化航空电子系统(IMA)是航电系统的发展方向,其技术标准对新型军机、民机航电系统开发具有重要指导作用,阵风、F-22、F-35、A380、B787等飞机的航电系统均采用了其有关概念和技术。重点评述了ASAAC有关系统架构、系统软件、通信/网络、通用功能模块、封装等技术标准,以及ARINC等有关标准。

关键词：综合模块化航空电子系统 ASAAC 航电系统标准

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综合模块化航空电子系统安全分析的模型检测方法

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电光与控制 2023年第3期30卷 112-115,121页

作者：邝安玄马超王佳明航空工业西安航空计算技术研究所西安710000

综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配,但集成工作增加了系统的复杂性,同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统,这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和... 详细信息

综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配,但集成工作增加了系统的复杂性,同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统,这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能,存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题,提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测,使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证,在系统需求规格的基础上给出了分析过程,利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合,从而达到传统故障树分析的目的,最终通过案例分析表明了该方法的实用性。

关键词：综合模块化航空电子系统安全性系统分析模型检测

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基于序贯博弈多智能体强化学习的综合模块化航空电子系统重构方法

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电子学报 2022年第4期50卷 954-966页

作者：张涛张文涛代凌陈婧怡王丽魏倩茹西北工业大学软件学院陕西西安710065

动态重构是一种有效的综合模块化航空电子系统故障容错方法.重构蓝图定义了系统故障环境下的应用迁移与资源重配置方案,是以最小代价重构恢复系统功能的关键.在复杂多级关联故障模式下,如何快速自动生成有效重构蓝图是其难点.针对该问题... 详细信息

动态重构是一种有效的综合模块化航空电子系统故障容错方法.重构蓝图定义了系统故障环境下的应用迁移与资源重配置方案,是以最小代价重构恢复系统功能的关键.在复杂多级关联故障模式下,如何快速自动生成有效重构蓝图是其难点.针对该问题,本文提出一种基于序贯博弈多智能体强化学习的综合模块化航空电子系统重构方法.该方法引入序贯博弈模型,将因受故障影响而需要迁移重构的应用软件定义为博弈中的智能体,根据应用软件优先级确定序贯博弈的顺序.针对序贯博弈过程中多智能体间竞争与合作的问题,算法使用强化学习中的策略梯度,通过控制与环境交互中的动作选择概率来优化重构效果.应用基于有偏估计的策略梯度蒙特卡洛树搜索算法更新博弈策略,解决了传统策略梯度算法震荡难收敛、计算耗时长问题.实验结果表明,与差分进化、Q学习等方法相比,所提算法的优化性能和稳定性均具有显著优势.

关键词：综合模块化航空电子系统序贯博弈策略梯度多智能体强化学习蒙特卡洛树搜索重构

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综合模块化航空电子系统(IMA)适航认证研究

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航空科学技术 2014年第5期25卷 73-76页

作者：刘文孔德岐中航工业西安航空计算技术研究所陕西西安710068

对综合模块化航空电子系统(IMA)相关适航标准进行了研究,分析了IMA系统适航认证四个阶段的任务,包括模块认可、应用软件/专用硬件的认可、IMA系统的认可、IMA系统的飞机级综合。自此基础上,总结了IMA系统的符合性验证程序,包括硬件模块... 详细信息

对综合模块化航空电子系统(IMA)相关适航标准进行了研究,分析了IMA系统适航认证四个阶段的任务,包括模块认可、应用软件/专用硬件的认可、IMA系统的认可、IMA系统的飞机级综合。自此基础上,总结了IMA系统的符合性验证程序,包括硬件模块测试、独立系统功能测试、IMA系统集成测试、机上地面试验和飞行试验,为IMA系统的适航认证提供思路。

关键词：综合模块化航空电子系统适航符合性验证 Integrated Modular Avionics(IMA)

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综合模块化航空电子系统构型管理功能设计

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航空电子技术 2023年第1期54卷 9-13页

作者：陈升栾建泽汤伟许欣悦中国航空无线电电子研究所上海200241

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297定义的构型管理功能设计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把... 详细信息

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297定义的构型管理功能设计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把构型管理功能划分成配置数据生成、数据加载和兼容性校验三个步骤,并详细描述了各自的具体设计方案。该整体方案已在项目中成功应用。

关键词：综合模块化航空电子系统构型管理

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综合模块化航空电子系统的构型索引要求

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科技创新导报 2015年第9期12卷 3-4页

作者：赵净净上海飞机设计研究院上海201210

综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)已成为当今国际航空电子系统发展的主要趋势,也是我国未来大型客机航空电子系统发展的方向。在民机上使用之前,IMA系统必需获得适航认可,而IMA系统构型索引是适航认可IMA系统... 详细信息

综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)已成为当今国际航空电子系统发展的主要趋势,也是我国未来大型客机航空电子系统发展的方向。在民机上使用之前,IMA系统必需获得适航认可,而IMA系统构型索引是适航认可IMA系统所要求的重要证据之一。由于IMA系统高度综合、高度复杂、多方参与研发,如何组织各参与方的各类信息以便有效的、系统性的表达IMA系统的构型索引,成为一个难点。针对这一难点,该文基于IMA系统可增量式获得适航认可这一特点,明确了IMA系统构型索引的组织方式,以及在该组织方式下构型索引应包含的主要信息,为我国大型客机IMA系统取证中准备构型索引提供了一种思路。

关键词：综合模块化航空电子系统构型索引增量式认可 DO-297

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综合模块化航空电子系统的探讨和展望

综合模块化航空电子系统的探讨和展望

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2016第五届民用飞机航电系统国际论坛

作者：江泽泳赵廷弟任福纯北京航空航天大学可靠性与系统工程学院

航空电子系统是飞机的安全关键系统之一,可靠、高效的航空电子系统对保证飞机安全飞行具有重要的作用。探讨和分析了军、民用飞机上使用的航空电子系统体系结构,介绍了综合模块化航空电子系统(IMA)及其发展,最后,分析和总结了未来军、... 详细信息

航空电子系统是飞机的安全关键系统之一,可靠、高效的航空电子系统对保证飞机安全飞行具有重要的作用。探讨和分析了军、民用飞机上使用的航空电子系统体系结构,介绍了综合模块化航空电子系统(IMA)及其发展,最后,分析和总结了未来军、民用航空电子系统的发展趋势。

关键词：综合模块化航空电子系统军用民用

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高速发展的新一代综合模块化航空电子系统

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航空电子技术 2007年第3期38卷 9-14,33页

作者：诸葛卉中国航空工业发展研究中心北京100012

着重探讨和分析了国外最新一代军、民用飞机上使用的航空电子系统体系结构——综合模块化航空电子系统(IMA)。在讨论IMA概念和特征的基础上,重点分析了IMA体系结构实现过程中的关键技术。最后,分析和总结了未来军、民用航空电子系统的... 详细信息

着重探讨和分析了国外最新一代军、民用飞机上使用的航空电子系统体系结构——综合模块化航空电子系统(IMA)。在讨论IMA概念和特征的基础上,重点分析了IMA体系结构实现过程中的关键技术。最后,分析和总结了未来军、民用航空电子系统的发展趋势。

关键词：综合模块化航空电子系统安全性开放性实时性功能分割

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多核处理器在综合模块化航空电子系统中的应用

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科技视界 2016年第13期 140-140,148页

作者：赵光上海飞机设计研究院中国上海200126

随着综合模块化航空电子系统(IMA)的广泛应用,对IMA的开发和概念解读也随之变得重要。目前,在实现了第一代IMA平台的基础上,下一代IMA平台的架构已提上日程。本文分析了利用虚拟化技术将多核处理器应用于航空电子系统的设计,利用虚拟机... 详细信息

随着综合模块化航空电子系统(IMA)的广泛应用,对IMA的开发和概念解读也随之变得重要。目前,在实现了第一代IMA平台的基础上,下一代IMA平台的架构已提上日程。本文分析了利用虚拟化技术将多核处理器应用于航空电子系统的设计,利用虚拟机系统来实现硬件资源的共享管理和软件子系统的划分,并符合ARINC653规范的要求——模块化、可靠性、隔离性与开放性。构建由多核心硬件平台、虚拟机监视器(VMM,Virtual Machine Monitor)和分区操作系统、航电应用软件所组成的软件架构,可以满足综合模块化航电系统(IMA,Integrated Modular Avionics)的功能要求与接口要求。其中,为实现符合ARINC653要求的VMM,传统分区操作系统需要进行多项关键性调整,包括处理器特权级和特权指令、中断、内存地址空间分配、设备驱动等方面,从而可以构造基于VMM的综合化航空电子系统。

关键词：综合模块化航空电子系统虚拟化多核处理器

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