CN111126020A - 一种表格化自主安全模式设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种表格化自主安全模式设计方法及系统，用于对航天器自主安全模式管理。本发明将航天器自主安全模式抽象设计为两个通用表格：遥测判据表格及执行动作序列表格，只需通过设计两个表格即可完成不同型号的自主安全模式设计，且表格可以上注修改。具备通用性强、易扩展、易修改等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种表格化自主安全模式设计方法及系统，用于对航天器自主安全模式管理。
背景技术
航天器自主安全模式，是航天器出现故障时，进行自主处置或隔离，以消除故障或降低故障影响的一种设计方式。自主安全模式设计一般可以分为系统级安全模式、设备级安全模式等，系统级安全模式设计是指从系统角度对影响航天器系统安全的故障进行设计，如能源安全模式，任务执行异常安全模式等。设备级安全模式设计是指从单机层面能够有效处理或隔离，如设备采用熔断器、过流保护等措施。
目前，系统级安全模式是针对不同型号的航天器专门设计的，需要针对不同的需求单独设计及编写代码，不具备通用性，不具备灵活的扩展能力，且修改方式复杂。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种表格化自主安全模式设计方法及系统，将航天器自主安全模式抽象设计为两个通用表格：遥测判据表格及执行动作序列表格，只需通过设计两个表格即可完成不同型号的自主安全模式设计，且表格可以上注修改。具备通用性强、易扩展、易修改等优点。
本发明的技术解决方案是：一种表格化自主安全模式设计方法，包括如下步骤：
根据用户需求设定用于判断遥测数据是否异常的遥测判据表格及用于遥测数据异常时卫星执行动作的执行动作序列表格；
接收遥测数据，识别遥测数据的包标识，将遥测数据与所述遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读，生成每个判断条件是否满足的判断标识；
逐行根据执行动作序列表格中的索引进行所述判断标识的综合判别,若对应的判断标识均为异常，则将该行对应的执行动作序列发送至相应设备。
进一步地，所述遥测判据表格包括若干判断条件,每个判断条件包括遥测数据包标识、需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度、遥测数据掩码、判断运算符、遥测异常阈值和判读次数阈值。
进一步地，将所述遥测数据与遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读的方法为：
获取遥测数据的包标识，选取遥测判据表格中对应的判断条件，根据需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度以及遥测数据掩码，提取需要判读的遥测数据，再根据判断运算符与遥测异常阈值进行比较，若比较结果为符合，则将符合计数加一，否则清零；若符合计数达到判读次数阈值，则将此判断条件的判断标识置为异常。
进一步地，所述执行动作序列表格包括若干自主安全模式，每个自主安全模式包括判断标识索引、执行动作指令和该自主安全模式使能标识。
进一步地，所述根据执行动作序列表格中的索引进行判断标识综合判别的方法为：
若该自主安全模式为使能状态，根据判断标识索引逐条判读判断标识是否为异常，若均为异常状态，则将该自主安全模式对应的执行动作指令发送至对应设备，并设置“已进入该自主安全模式”遥测，若为正常状态，设置“该自主安全模式正常”遥测，然后进行下一条自主安全模式的判断。
进一步地，所述执行动作指令为执行单个动作指令或执行动作指令序列。
一种表格化自主安全模式设计系统，包括
第一模块，根据用户需求设定用于判断遥测数据是否异常的遥测判据表格及用于遥测数据异常时卫星执行动作的执行动作序列表格；
第二模块，接收遥测数据，识别遥测数据的包标识，将遥测数据与所述遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读，生成每个判断条件是否满足的判断标识；
第三模块，逐行根据执行动作序列表格中的索引进行所述判断标识的综合判别,若对应的判断标识均为异常，则将该行对应的执行动作序列发送至相应设备。
进一步地，所述遥测判据表格包括若干判断条件，每个判断条件包括遥测数据包标识、需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度、遥测数据掩码、判断运算符、遥测异常阈值和判读次数阈值；
将所述遥测数据与遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读的方法为：
获取遥测数据的包标识，选取遥测判据表格中对应的判断条件，根据需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度以及遥测数据掩码，提取需要判读的遥测数据，再根据判断运算符与遥测异常阈值进行比较，若比较结果为符合，则将符合计数加一，否则清零；若符合计数达到判读次数阈值，则将此判断条件的判断标识置为异常。
进一步地，所述执行动作序列表格包括若干自主安全模式，每个自主安全模式包括判断标识索引、执行动作指令和该自主安全模式使能标识。
进一步地，所述根据执行动作序列表格中的索引进行判断标识综合判别的方法为：
若该自主安全模式为使能状态，根据判断标识索引逐条判读判断标识是否为异常，若均为异常状态，则将该自主安全模式对应的执行动作指令发送至对应设备，并设置“已进入该自主安全模式”遥测，若为正常状态，设置“该自主安全模式正常”遥测，然后进行下一条自主安全模式的判断；
所述执行动作指令为执行单个动作指令或执行动作指令序列。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明将航天器自主安全模式抽象设计为两个通用表格：遥测判据表格及执行动作序列表格，只需通过设计两个表格即可完成不同型号的自主安全模式设计，具备通用，灵活等优点；
(2)本发明中的遥测判据表格及执行动作序列表格，可以通过上注的方式在轨修改，具有易扩展、易修改等优点；
(3)执行动作序列表格中SafeCmd指令，可以是一条启动一组相对程控指令序列的间接指令，动作序列可灵活替换。
附图说明
图1为本发明的遥测判据表格典型执行流程；
图2为本发明的执行动作序列表格典型执行流程。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步解释和说明。
一种表格化自主安全模式设计方法，具体步骤如下：
(1)一种表格化自主安全模式设计方法，将航天器自主安全模式抽象设计为两个通用表格：遥测判据表格及执行动作序列表格；
(2)遥测判据表格tm_criterion[TM_NUM][N]，其中TM_NUM为待判读的判断条件个数，每一行包含N个信息：如待判读的判断条件所在的包标识(PacketID)、位置(Pos)，长度(Len)，掩码(Mask)，运算符(S，如‘>’,‘<’,’＝’,‘！＝’等)，遥测异常阈值(Cval)，判读次数阈值(SafeCount)等；
(3)设置遥测判据表格解译模块，星务中心计算机(或执行系统级安全模式的其他计算机)，接收某一包遥测后，调用解译模块，若该包遥测的包标识存在于tm_criterion表格中，则进行遥测判读：当若满足DataPacketID[Pos～(Pos+Len)]&Mask‘S’Cval，则该判断条件符合计数加1，否则异常计数清0；
(4)若步骤(3)中的判断条件符合计数大于SafeCount，则置该判别标识异常；
(5)执行动作序列表格safe_handle[SAFE_NUM][SAFE_AND_NUM+2]，其中SAFE_NUM为安全模式个数，SAFE_AND_NUM为所有安全模式中需要综合判读判断条件的最大个数，每一行为一个安全模式，每一行包含以下信息：遥测判据表格行索引0，遥测判据表格行索引1，…，遥测判据表格行索引SAFE_AND_NUM-1，满足条件后需要发送的间接指令(SafeCmd)，该安全模式默认使能禁止状态(SafeCtr)。
(6)设置执行动作序列表格解译模块，若该行SafeCtr为允许，且该行对应的遥测判据表格中的有效判断条件均为异常时，则发送该行SafeCmd指令。
(7)执行动作序列表格中SafeCmd指令，可以是单条指令，也可以是一条启动一组指令序列的间接指令(如启动某组相对程控)。
本发明的典型遥测判据表格如表1所示。
表1遥测判据表格
本发明的典型执行动作序列表格如表2所示。。
表1执行动作序列表格
如图1、2所示，本发明步骤如下：
(1)星务中心计算机(或执行系统级安全模式的其他计算机)，接收某一包遥测后，提取包标识(PacketID)及数据(Data)。
(2)调用遥测解译模块，若该包遥测的包标识存在于tm_criterion表格中，则进行遥测判读：当若满足DataPacketID[Pos～(Pos+Len)]&Mask‘S’Cval，则该判断条件符合计数tmExceptionCount加1，否则异常计数清0；
(3)若步骤(2)中的判断条件符合计数tmExceptionCount大于SafeCount，则置该判断标识为异常(tmSafeFlag＝0x99)；
(4)调用执行动作序列表格解译模块，若该行SafeCtr为允许，且该行对应的判断标识均为异常时，则发送该行的SafeCmd指令。
以上所述，仅为本发明一个具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种表格化自主安全模式设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据用户需求设定用于判断遥测数据是否异常的遥测判据表格及用于遥测数据异常时卫星执行动作的执行动作序列表格；
接收遥测数据，识别遥测数据的包标识，将遥测数据与所述遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读，生成每个判断条件是否满足的判断标识；
逐行根据执行动作序列表格中的索引进行所述判断标识的综合判别,若对应的判断标识均为异常，则将该行对应的执行动作序列发送至相应设备。
2.根据权利要求1所述的一种表格化自主安全模式设计方法，其特征在于：所述遥测判据表格包括若干判断条件,每个判断条件包括遥测数据包标识、需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度、遥测数据掩码、判断运算符、遥测异常阈值和判读次数阈值。
3.根据权利要求2所述的一种表格化自主安全模式设计方法，其特征在于，将所述遥测数据与遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读的方法为：
获取遥测数据的包标识，选取遥测判据表格中对应的判断条件，根据需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度以及遥测数据掩码，提取需要判读的遥测数据，再根据判断运算符与遥测异常阈值进行比较，若比较结果为符合，则将符合计数加一，否则清零；若符合计数达到判读次数阈值，则将此判断条件的判断标识置为异常。
4.根据权利要求1所述的一种表格化自主安全模式设计方法，其特征在于：所述执行动作序列表格包括若干自主安全模式，每个自主安全模式包括判断标识索引、执行动作指令和该自主安全模式使能标识。
5.根据权利要求4所述的一种表格化自主安全模式设计方法，其特征在于，所述根据执行动作序列表格中的索引进行判断标识综合判别的方法为：
若该自主安全模式为使能状态，根据判断标识索引逐条判读判断标识是否为异常，若均为异常状态，则将该自主安全模式对应的执行动作指令发送至对应设备，并设置“已进入该自主安全模式”遥测，若为正常状态，设置“该自主安全模式正常”遥测，然后进行下一条自主安全模式的判断。
6.根据权利要求5所述的一种表格化自主安全模式设计方法，其特征在于：所述执行动作指令为执行单个动作指令或执行动作指令序列。
7.一种表格化自主安全模式设计系统，其特征在于：包括
第一模块，根据用户需求设定用于判断遥测数据是否异常的遥测判据表格及用于遥测数据异常时卫星执行动作的执行动作序列表格；
第二模块，接收遥测数据，识别遥测数据的包标识，将遥测数据与所述遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读，生成每个判断条件是否满足的判断标识；
第三模块，逐行根据执行动作序列表格中的索引进行所述判断标识的综合判别,若对应的判断标识均为异常，则将该行对应的执行动作序列发送至相应设备。
8.根据权利要求7所述的一种表格化自主安全模式设计系统，其特征在于：所述遥测判据表格包括若干判断条件，每个判断条件包括遥测数据包标识、需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度、遥测数据掩码、判断运算符、遥测异常阈值和判读次数阈值；
将所述遥测数据与遥测判据表格中与包标识对应的判断条件逐一进行比对判读的方法为：
获取遥测数据的包标识，选取遥测判据表格中对应的判断条件，根据需要判断的遥测数据位置、需要判断的遥测数据长度以及遥测数据掩码，提取需要判读的遥测数据，再根据判断运算符与遥测异常阈值进行比较，若比较结果为符合，则将符合计数加一，否则清零；若符合计数达到判读次数阈值，则将此判断条件的判断标识置为异常。
9.根据权利要求7所述的一种表格化自主安全模式设计系统，其特征在于：所述执行动作序列表格包括若干自主安全模式，每个自主安全模式包括判断标识索引、执行动作指令和该自主安全模式使能标识。
10.根据权利要求9所述的一种表格化自主安全模式设计系统，其特征在于，所述根据执行动作序列表格中的索引进行判断标识综合判别的方法为：
若该自主安全模式为使能状态，根据判断标识索引逐条判读判断标识是否为异常，若均为异常状态，则将该自主安全模式对应的执行动作指令发送至对应设备，并设置“已进入该自主安全模式”遥测，若为正常状态，设置“该自主安全模式正常”遥测，然后进行下一条自主安全模式的判断；
所述执行动作指令为执行单个动作指令或执行动作指令序列。
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