CN117034661B - 一种适用于多机型的故障告警仿真系统及仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于多机型的故障告警仿真系统及仿真方法，该故障告警仿真系统包括配置文件、配置模块、事件模块、通信模块、接口模块、故障仿真模块；配置模块用于从配置文件中读取初始信息；事件模块用于接收配置模块发来的初始信息；通信模块接收网络上外部关联系统发出的数据，并将对应数据发送给接口模块；接口模块用于维护故障告警仿真系统的数据结构；故障仿真模块用于故障仿真。本发明故障告警仿真系统及仿真方法采用面向接口编程，将接口与故障逻辑抽象成模块，通过可配置化读取接口和故障逻辑以达到可变更故障告警因子与告警逻辑的效果，进而实现该故障告警仿真系统可以适用于民航仿真领域的多机型飞行仿真的目的。

Description

一种适用于多机型的故障告警仿真系统及仿真方法

技术领域

本发明涉及民用航空技术领域，具体涉及民用航空系统设计与验证中的民机飞行仿真，尤其是涉及一种适用于多机型的故障告警仿真系统及仿真方法。

背景技术

大型民用客机的研发和生产制造能力，是一个国家航空水平的体现，也是一个国家总体实力的体现，更是一个关系到国家安全的核心技术能力。飞行仿真作为辅助手段在民机研发、生产、维护过程中，发挥着重要作用。

故障告警是对飞机各系统输出参数进行监视，并根据这些参数以特定的逻辑计算出故障，输出对飞行员进行告警，以提示飞行员对不正常的情况进行处理。对故障告警的模拟是飞行仿真中必不可少的一环，故障告警仿真可提高飞行仿真的完整性和真实性。

在飞机实际研发、生成、维护过程中故障告警因子和告警逻辑有可能发生改变，且不同的机型有不同的故障告警因子和告警逻辑。因此，因机型或机型设计发生改变造成故障告警因子或告警逻辑发生改变后，飞行仿真中的故障告警仿真软件则需根据告警因子和告警逻辑重新编写代码。目前的这种故障告警仿真方法和故障告警仿真系统，造成飞行仿真的周期长、成本高，且不易维护；进而造成了飞机研发的周期长、成本高、维护性不够好。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种适用于多机型的故障告警仿真系统。采用面向接口编程的方法，将系统接口与故障逻辑抽象成模块接口，通过可配置化读取接口和故障逻辑以达到可变更故障告警因子与告警逻辑的效果，进而实现该故障告警仿真系统可以适用于民航仿真领域的多机型飞行仿真的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其包括配置文件、配置模块、事件模块、通信模块、接口模块、故障仿真模块；

所述配置模块用于从配置文件中读取初始信息，并将初始信息发送给事件模块进行初始化事件执行；

所述事件模块用于接收配置模块发来的初始信息，以事件为驱动完成相应任务；

所述通信模块采用DDS网络通信库，接收网络上外部关联系统发出的数据，并将对应数据发送给接口模块；

所述接口模块用于根据配置模块从配置文件中读取的接口信息和数据结构定义，维护故障告警仿真系统的数据结构；

所述故障仿真模块用于故障仿真，并将仿真出的故障信息发送给外部关联系统。

优选的技术方案，所述事件模块中所有不同事件都继承自同一基类。

优选的技术方案，所述配置文件包括接口信息文件、故障列表信息文件、故障因子信息文件、因子计算逻辑文件、故障逻辑信息文件、故障关联关系信息文件、故障抑制信息文件；

所述配置模块包括接口信息配置模块、故障列表信息配置模块、故障因子信息配置模块、因子计算逻辑配置模块、故障逻辑信息配置模块、故障抑制信息配置模块；

所述接口信息配置模块用于解析配置文件中的接口信息文件，接口信息文件描述各通信接口各字段的网络字节序、各字段数据类型、各字段默认值；

所述故障列表信息配置模块用于解析配置文件中的故障列表信息文件，故障列表信息文件描述本仿真系统包含的所有故障；

所述故障因子信息配置模块用于解析配置文件中的故障因子信息文件，故障因子信息文件描述本仿真系统包含故障里用到的所有故障因子，以及故障因子与接口信息配置模块里的通信接口各字段之间的映射关系；

所述因子计算逻辑配置模块用于解析配置文件中的因子计算逻辑文件；因子计算逻辑文件用于描述各故障因子为真的条件；

所述故障逻辑信息配置模块用于解析配置文件中的故障逻辑信息文件，故障逻辑信息文件用于描述各故障由不同的故障因子组成、故障延迟信息、以及故障因子组成故障的组成逻辑；

所述故障关联关系配置模块用于解析配置文件中的故障关联关系信息文件；

所述故障抑制信息配置模块用于解析配置文件中的故障抑制信息文件，故障抑制信息文件用于描述各故障抑制由不同的故障因子组成，以及故障因子组成故障抑制的组成逻辑。

优选的技术方案，所述故障仿真模块包括故障列表模块、故障管理模块、语法解析模块、故障因子模块、因子计算模块、故障计算模块、故障关联模块、故障抑制模块；

所述故障列表模块用于存储故障信息，根据故障列表信息配置模块从配置文件中的故障列表信息文件中解析出的信息生成故障信息列表；

所述语法解析模块用于通过解析配置文件中的逻辑文本，得到可识别的逻辑语言，并通过事件模块中的初始化事件触发对故障因子模块、因子计算模块、故障计算模块和故障抑制模块的初始化；

所述故障因子模块用于读取和存储故障因子信息配置模块从配置文件中的故障因子信息文件中解析出的故障因子信息，并通过事件模块中的具体事件触发将读取出的对应的故障因子信息提供给因子计算模块；

所述因子计算模块用于根据因子计算逻辑配置模块从配置文件中的因子计算逻辑文件中解析出的因子计算逻辑，并通过事件模块中的具体事件触发计算出当前故障因子是否满足当前因子为真的条件，满足条件则为真，不满足条件则为假；

所述故障计算模块用于根据故障逻辑信息配置模块从配置文件中的故障逻辑信息文件解析出的故障逻辑，并通过事件模块中的具体事件触发判断当前故障因子是否满足当前故障逻辑，计算出当前故障是否为真，进而判断是否触发更新故障列表模块中的当前故障；

所述故障关联模块用于根据故障计算模块计算的各故障结果，以及配置文件中的故障关联关系信息文件计算各故障之间的故障关联关系，判断对应故障是否应该报故；

所述故障抑制模块用于根据故障抑制信息配置模块从配置文件中的故障抑制信息文件中解析出的故障抑制信息，并通过事件模块中的对应事件触发抑制故障列表模块中的当前故障；

所述故障管理模块用于管理故障列表模块，并监测和维护故障列表模块中的每个故障状态；当所述故障管理模块监测到故障列表模块中的故障状态有被故障计算模块更新时，则将对应故障信息发送到外部关联系统。

优选的技术方案，其还包括计时模块，用于维护事件模块中的事件，根据每个事件间隔运行时间，按时调用和触发相应的事件，提供故障延迟服务。

优选的技术方案，所述计时模块包括事件列表，所述事件列表中记录有事件模块中所有事件对应的步长、调用时间间隔、调用次数、调用终止时间。

优选的技术方案，所述事件模块中的事件包括主事件、初始化事件、延迟事件、单次计算故障事件、定期计算故障事件、网络发送事件；

所述主事件用于启动初始化事件，以及调度仿真过程中运行产生的各种事件；

所述初始化事件用于仿真初始化操作，包括启动配置模块从配置文件读取各种配置信息、初始化故障仿真模块、初始化接口模块、初始化通信模块；

所述延迟事件用于设置延迟时间到后启动的事件；

所述单次计算故障事件用于计算一次故障是否触发；

所述定期计算故障事件用于根据间隔时间周期性计算故障是否触发；

所述网络发送事件用于将已经触发的故障经过通信模块发送到外部关联系统。

优选的技术方案，所述接口模块用于根据配置模块从配置文件中读取的接口信息和数据结构定义，维护故障告警仿真系统的数据结构；

该维护故障告警仿真系统的数据结构的具体过程如下：

第一步：配置数据结构名称；

配置数据结构名称规则为：数据结构名称包括英文大小写字符、下划线、数字组合，且以英文字符为开头；

第二步：按字节顺序填充数据结构字段；

首先，配置数据结构字段名称，配置数据结构字段名称规则与配置数据结构名称规则保持一致；

其次，为数据结构字段配置数据类型；

给数据结构字段配置数据类型规则为：用数字0到8代表九种数据类型，其中，0代表8位整型；1代表16位整型；2代表32位整型；3代表单精度浮点型；4代表双精度浮点型；5代表布尔型；6代表无符号8位整型；7代表无符号16位整型；8代表无符号32位整型；

第三步：为数据结构各字段配置数据缺省值。

优选的技术方案，所述因子计算模块从故障因子模块取出映射的接口模块中各字段值作为当前因子值，并计算当前因子值是否满足因子为真的条件，得到当前故障因子是否为真；

所述故障计算模块将从因子计算模块中得到的各故障因子是否为真的结果代入故障逻辑，并采用二叉树法分解对应故障逻辑，计算出当前故障是否为真。

本发明的再一目的是提供一种机载飞行管理系统的综合测试方法，其包括以下步骤：

配置各配置信息：配置接口信息，配置故障因子与接口信息的映射关系，配置故障因子为真条件，配置故障逻辑，配置故障关联信息，配置故障管理关系，配置故障抑制逻辑；

仿真初始化：启动配置模块从配置文件读取各种配置信息、初始化故障仿真模块、初始化接口模块、初始化通信模块；

解析网络数据：当通信模块接收到新的外部关联系统的网络数据时，通信模块将数据送入接口模块，接口模块按照配置的接口信息和数据结构定义解析网络数据；当解析成功，故障因子模块读取故障因子信息配置模块从配置文件中的故障因子信息文件中解析出的故障因子信息，并通过事件模块中的具体事件触发将读取出的对应的故障因子信息提供给因子计算模块；

故障因子计算：因子计算模块从故障因子模块取出映射的接口模块中各字段值作为当前因子值，并计算当前因子值是否满足因子为真的条件，得到当前故障因子是否为真；

故障逻辑计算：故障计算模块将从因子计算模块中得到的各故障因子是否为真的结果代入故障逻辑，并采用二叉树法分解对应故障逻辑，计算出当前故障是否为真；

关联关系计算：故障关联模块根据故障计算模块计算的各故障是否为真的结果，以及配置文件中的故障关联关系信息文件计算各故障之间的故障关联关系，计算对应故障是否应该报故；如计算出对应故障应该报故，则进行故障抑制计算，否则结束流程；

故障抑制计算：故障抑制模块进行故障抑制计算，如果对应故障抑制计算结果为假，则进行故障延时判断，否则，结束流程；

故障延时判断：若对应故障的故障延时不为0，则启动延时事件，待延时事件结束再更新故障列表模块的故障触发态，将对应故障信息发送到外部关联系统；若对应故障的故障延时为0，故障管理模块则立刻更新故障列表模块的故障触发态，将对应故障信息发送到外部关联系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用面向接口编程的思想，将系统接口与故障逻辑抽象成模块接口，通过可配置化读取接口和故障逻辑以达到可变更故障告警因子与告警逻辑的目的。本发明接口信息可配置化，可以通过修改接口信息配置文件接收不同机型、不同系统的仿真网络消息。即本发明各模块之间采用接口编程的思想，能支持在不修改架构的情况下快速扩展模块的功能。且将变化最频繁的系统网络接口和告警逻辑抽象成以配置文件读取的方式，在以最大限度的减少代码修改的情况下支持各不同的机型、不同的告警逻辑的使用需求。各模块之间以事件驱动，脱离了模块与模块之间的直接交联，以支持在需要替换某模块的应用场景时对其他模块不产生影响。

2、本发明的系统架构在设计告警逻辑阶段，可以通过修改配置文件快速修改告警逻辑，以支持此阶段的告警逻辑快速迭代。在系统设计或仿真验证阶段，此方法可以通过修改配置文件快速修改系统接口，以支持此阶段的系统接口快速迭代。在目前软件所支持的因子计算功能不足以支持的需求时，可以通过在不修改架构的情况下增加所需因子计算功能。

3、本发明的仿真模块，同时具有故障因子、故障逻辑、故障关联关系、故障抑制、故障延时等模块，使得仿真更贴近真实故障告警系统，仿真出的故障告警更真实。同时，本发明故障因子、故障逻辑、故障关联关系、故障抑制、故障是否延迟触发等采用模块化和可配置化，可以按需要选取故障因子，为飞行仿真故障模拟提供更为便利的仿真手段；可以按机型不同及时调整故障逻辑，增加故障仿真适用机型；可以按机型不同及时调整故障关联关系，能灵活调整适应不同机型的不同故障树；可以按机型不同及时调整故障抑制逻辑，增加故障仿真适用机型；可以按机型不同及时调整故障触发延迟，增加故障仿真适用机型。

4、本发明事件、故障因子计算、故障逻辑均进行了模块化。事件模块化大大降低本发明各模块与事件之间的耦合度，提高拓展事件种类效率且不影响其他模块。故障因子计算模块化，大大降低本发明不同的故障因子计算子模块的耦合度，提高拓展故障因子计算种类效率且不影响其他模块。故障逻辑计算模块化，大大降低本发明不同的故障计算逻辑子模块的耦合度，提高拓展故障计算逻辑种类效率且不影响其他模块。

附图说明

图1为本发明一种适用于多机型的故障告警仿真系统的整体架构示意图；

图2为本发明的故障仿真模块组成示意图；

图3为本发明的配置模块组成示意图；

图4为本发明的配置文件组成示意图；

图5为本发明的事件模块组成示意图；

图6为本发明一种适用于多机型的故障告警仿真方法的流程示意图；

图7为本发明的故障计算模块的二叉树计算法示意图。

具体实施方式

参照图1至图7对本发明一种适用于多机型的故障告警仿真系统的实施例进一步说明。

如图1至图7所示，在本实施例子中，本发明一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其包括配置文件、配置模块、计时模块、事件模块、通信模块、接口模块、故障仿真模块。所述配置模块用于从配置文件中读取初始信息，并将初始信息发送给事件模块进行初始化事件执行。所述计时模块用于维护事件模块中的事件，根据每个事件间隔运行时间，按时调用和触发相应的事件，提供故障延迟服务。该计时模块包括事件列表，所述事件列表中记录有事件模块中所有事件对应的步长、调用时间间隔、调用次数、调用终止时间。所述事件模块用于接收配置模块发来的初始信息，以事件为驱动完成相应任务。所述通信模块采用DDS网络通信库，可外接仿真网络，接收网络上外部关联系统发出的数据，并将对应数据发送给接口模块。所述接口模块用于根据配置模块从配置文件中读取的接口信息和数据结构定义，维护故障告警仿真系统的数据结构。所述故障仿真模块用于故障仿真，并将仿真出的故障信息发送给外部关联系统。

如图4所示，配置文件包括接口信息文件、故障列表信息文件、故障因子信息文件、因子计算逻辑文件、故障逻辑信息文件、故障关联关系信息文件、故障抑制信息文件。如图1或图3所示，配置模块用于从配置文件中读取初始信息，并将初始信息发送给事件模块进行初始化事件执行。配置模块包括接口信息配置模块、故障列表信息配置模块、故障因子信息配置模块、因子计算逻辑配置模块、故障逻辑信息配置模块、故障抑制信息配置模块。接口信息配置模块用于解析配置文件中的接口信息文件，接口信息文件描述各通信接口各字段的网络字节序、各字段数据类型、各字段默认值；故障列表信息配置模块用于解析配置文件中的故障列表信息文件，故障列表信息文件描述本仿真系统包含的所有故障；故障因子信息配置模块用于解析配置文件中的故障因子信息文件，故障因子信息文件描述本仿真系统包含故障里用到的所有故障因子，以及故障因子与接口信息配置模块里的通信接口各字段之间的映射关系；因子计算逻辑配置模块用于解析配置文件中的因子计算逻辑文件，因子计算逻辑文件描述各故障因子为真的条件，描述的条件种类有：等于、不等于、为真、为假、范围、大于、小于、大于等于、小于等于；故障逻辑信息配置模块用于解析配置文件中的故障逻辑信息文件，故障逻辑信息文件描述各故障由不同的故障因子组成，故障延迟信息，以及故障因子组成故障的组成逻辑；故障关联关系配置模块用于解析配置文件中的故障关联关系信息文件，故障关联关系分为两种：级联关系、覆盖关系。级联关系为：例如，当A故障的级联故障为B故障和C故障时，B故障和C故障任意一个为真则A故障为真。覆盖关系为：例如，当A故障的覆盖关系为B故障和C故障时，B故障和C故障任意一个为真A故障为假，只有B故障和C故障都为假才不会对A故障产生影响。计算优先级为覆盖关系优于级联关系。故障抑制信息配置模块用于解析配置文件中的故障抑制信息文件，故障抑制信息文件描述各故障抑制由不同的故障因子组成，以及故障因子组成故障抑制的组成逻辑。如图1或图5所示，事件模块将具体的任务抽象成不同种类的事件以驱动故障告警仿真系统的运行，事件模块中所有不同事件都继承自同一基类。事件模块包括主事件、初始化事件、延迟事件、单次计算故障事件、定期计算故障事件、网络发送事件；主事件为驱动整个仿真运行的事件，仿真开始时启动初始化事件，调度仿真过程中运行产生的各种事件；初始化事件为仿真开始运行之前所需的一些初始化操作，包含启动配置模块从配置文件读取各种配置信息、初始化故障仿真模块、初始化接口模块、初始化通信模块；延迟事件即为在设置延迟时间到后启动的事件；单次计算故障事件为即时计算一次故障是否触发；所述定期计算故障事件为周期按间隔时间计算故障是否触发；所述网络发送事件为即时将已经触发的故障用通信模块经过网络发送到其他系统。如图1和图6所示，通信模块采用DDS网络通信库，接收网络上外部关联系统发出的数据，并将对应数据发送给接口模块，并且将故障仿真模块所更新的故障数据通过DDS网络发送到外部关联系统。采用国际通用的数据软总线（Data DistributionService, DDS）作为仿真网络，其热插拔的特性可以使个成员系统仿真模型可配置与解耦合。如图1所示，接口模块用于根据配置模块从配置文件中读取的接口信息和数据结构定义，维护故障告警仿真系统的数据结构。维护故障告警仿真系统的数据结构的具体过程如下：配置数据结构名称，要求以英文大小写字符、下划线、数字组合为命名，需以英文字符为开头；按顺序填充数据结构字段，字段命名规则与数据结构名称命名规则一致；为各字段配置数据类型，用数字0到8代表9种类型，类型约定为：0-int8；1-int16；2-int32；3-float；4-double；5-bool；6-uint8；7-uint16；8-uint32；为各字段配置数据缺省值。如图1、图2或图6所示，故障仿真模块用于故障仿真，并将仿真出的故障信息发送给外部关联系统。故障仿真模块包括故障列表模块、故障管理模块、语法解析模块、故障因子模块、因子计算模块、故障计算模块、故障关联模块、故障抑制模块；其中故障列表模块用于存储故障信息，根据故障列表信息配置模块从配置文件中的故障列表信息文件中解析出的信息生成故障信息列表；语法解析模块用于通过解析配置文件中的逻辑文本，得到仿真系统可识别的逻辑语言，并通过事件模块中的初始化事件触发对故障因子模块、因子计算模块、故障计算模块和故障抑制模块的初始化；故障因子模块用于读取和存储故障因子信息配置模块从配置文件中的故障因子信息文件中解析出的故障因子信息，并通过事件模块中的具体事件触发将读取出的对应的故障因子信息提供给因子计算模块；因子计算模块用于根据因子计算逻辑配置模块从配置文件中的因子计算逻辑文件中解析出的因子计算逻辑，并通过事件模块中的具体事件触发计算出当前故障因子是否满足当前因子为真的条件，满足条件则为真，不满足条件则为假，条件种类有：等于、不等于、为真、为假、范围、大于、小于、大于等于、小于等于；故障计算模块用于根据故障逻辑信息配置模块从配置文件中的故障逻辑信息文件解析出的故障逻辑，并通过事件模块中的具体事件触发判断当前故障因子是否满足当前故障逻辑，进而判断是否触发更新故障列表模块中的当前故障；故障关联模块用于根据故障计算模块计算的各故障结果进行关联计算故障关联关系分为两种：级联关系、覆盖关系。级联关系为：例如。当A故障的级联故障为B故障和C故障时，B故障和C故障任意一个为真则A故障为真；覆盖关系为：例如，当A故障的覆盖关系为B故障和C故障时，B故障和C故障任意一个为真A故障为假，只有B故障和C故障都为假才不会对A故障产生影响。计算优先级为覆盖关系优于级联关系；故障抑制模块用于根据故障抑制信息配置模块从配置文件中的故障抑制信息文件中解析出的故障抑制信息，并通过事件模块中的具体事件触发抑制故障列表模块中的当前故障；故障管理模块用于管理故障列表模块，并监测和维护故障列表模块中的每个故障状态；当所述故障管理模块监测到故障列表模块中的故障状态有被故障计算模块更新时，则将对应故障信息发送到外部关联系统。

本发明故障因子计算、故障逻辑配置数学语言化，能简单、快捷、有效的以逻辑设计语言配置故障因子计算逻辑、故障计算逻辑，提高仿真使用效率。

本发明的一种适用于多机型的故障告警仿真系统的操作过程与工作原理如下：

配置各配置信息：配置接口信息，配置故障因子与接口信息的映射关系，配置故障因子为真条件，配置故障计算逻辑，配置故障管理关系，配置故障抑制逻辑。

初始化仿真开始运行之前所需的一些初始化操作，诸如启动配置模块从配置文件读取各种配置信息、初始化故障仿真模块、初始化接口模块、初始化通信模块。

当通信模块接收到新的网络数据时，通信模块将数据送入接口模块，接口模块按照配置的接口信息和数据结构定义解析网络数据，当解析成功，则通过事件模块启动单次或多次计算故障事件，此事件驱动故障管理模块激活故障列表模块按顺序启动列表中各个故障的故障计算模块；

故障计算模块首先启动当前故障包含的各个因子启动因子计算模块工作；

因子计算模块从故障因子模块取出当前因子值（此值为映射的接口模块各字段），并根据因子为真的条件计算当前因子值是否满足因子为真的条件（条件包括：等于、不等于、为真、为假、范围、大于、小于、大于等于、小于等于）得到当前故障因子是否为真；

故障计算模块将得到的各故障因子是否为真代入当前故障计算逻辑；计算逻辑根据二叉树分解计算逻辑，最深层次的叶节点为故障因子计算结果，次一级根节点为计算逻辑（与逻辑和或逻辑二者其中之一）；将故障因子计算结果按次一级根节点逻辑计算后得到结果，得到结果后又作为再次一级根节点的叶节点计算，直到计算到最树的根节点，得到最终计算结果并将结果暂存；

待故障列表中所有故障计算完毕，则启动关联关系计算，计算当前故障是否代触发，管理关系计算会按故障列表顺序检查各个故障的关联故障（分为覆盖故障、级联故障两种），先检查级联故障，如果当前故障的级联故障为真，则此故障为待触发状态，再检查覆盖故障，若覆盖故障为真则当前故障不为待触发状态；

关联计算完毕后，再启动抑制模块计算抑制状态，如果抑制模块计算结果为真，则此故障即使为待触发状态也不会更新故障列表模块的当前故障触发态，如果抑制模块计算结果为假，若此故障延时为0，则此故障会根据此故障的代触发态更新故障列表模块的故障触发态，若此故障延时不为0则启动延时事件，待延时结束再更新故障列表模块的故障触发态；

当故障列表里故障触发状态有变化时，启动网络发送事件即时将已经处于触发状态的故障用通信模块经过网络发送到其他系统。

如图7所示为故障计算模块的二叉树计算法，例如，配置文件中配置的故障逻辑为：故障X=（因子A & 因子B） & （因子C | 因子D）；在故障计算模块中会将此故障逻辑拆解成如图所示的二叉树，先计算因子A和因子B的与逻辑得到中间结果一，再计算因子C和因子D的或逻辑得到中间结果二，最后再计算中间结果一和中间结果二的与逻辑得到故障X是否为真故障。采用此种方法有如下好处：1、降低复杂度，采用数学公式配置方法能降低配置复杂度和工作量。2、降低编码难度，采用二叉树计算方法，可降低编码实现难度，且易于理解，对编码、调试过程友好，更容易落地实现。3、降低代码耦合度，提高可复用性，采用二叉树将基本运算逻辑封装，若以后扩展运算符方便则添加且不会对现有架构造成影响。

本文提出一种适用于民航仿真领域的多机型故障告警仿真系统及仿真方法，此方法还有以下几个优点：1、提高方法适用性，因本方法采用可配置方式将接口和故障计算逻辑放在配置文件中，故可以随时修改接口和故障计算逻辑。在飞机设计和研制阶段，接口和逻辑未定型，此方法可以在不修改代码的情况下应用于多种接口和逻辑，大大提高了适用性。2、事件高度抽象化，此方法中各种事件高度抽象化，大大减低模块之间耦合度，符合开放增加，关闭修改的软件设计原则。3、故障计算模块采用二分法，能降低配置复杂度和工作量。4、配置难度低，采用数学公式的配置故障逻辑，与日常设计研制用语一致，无需更多学习配置方法，降低软件使用难度。5、仿真方法切合实际，本方法中从故障因子计算到最后故障报故，一系列方法能更符合民航行业内故障告警流程，能更准确的仿真真实故障告警。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：其包括配置文件、配置模块、事件模块、通信模块、接口模块、故障仿真模块；

所述配置模块用于从配置文件中读取初始信息，并将初始信息发送给事件模块进行初始化事件执行；

所述事件模块用于接收配置模块发来的初始信息，以事件为驱动完成相应任务；

所述通信模块采用DDS网络通信库，接收网络上外部关联系统发出的数据，并将对应数据发送给接口模块；

所述接口模块用于根据配置模块从配置文件中读取的接口信息和数据结构定义，维护故障告警仿真系统的数据结构；

所述故障仿真模块用于故障仿真，并将仿真出的故障信息发送给外部关联系统；

所述配置文件包括接口信息文件、故障列表信息文件、故障因子信息文件、因子计算逻辑文件、故障逻辑信息文件、故障关联关系信息文件、故障抑制信息文件；

所述配置模块包括接口信息配置模块、故障列表信息配置模块、故障因子信息配置模块、因子计算逻辑配置模块、故障逻辑信息配置模块、故障抑制信息配置模块；

所述接口信息配置模块用于解析配置文件中的接口信息文件，接口信息文件描述各通信接口各字段的网络字节序、各字段数据类型、各字段默认值；

所述故障列表信息配置模块用于解析配置文件中的故障列表信息文件，故障列表信息文件描述本仿真系统包含的所有故障；

所述故障因子信息配置模块用于解析配置文件中的故障因子信息文件，故障因子信息文件描述本仿真系统包含故障里用到的所有故障因子，以及故障因子与接口信息配置模块里的通信接口各字段之间的映射关系；

所述因子计算逻辑配置模块用于解析配置文件中的因子计算逻辑文件；因子计算逻辑文件用于描述各故障因子为真的条件；

所述故障逻辑信息配置模块用于解析配置文件中的故障逻辑信息文件，故障逻辑信息文件用于描述各故障由不同的故障因子组成、故障延迟信息、以及故障因子组成故障的组成逻辑；

所述故障关联关系配置模块用于解析配置文件中的故障关联关系信息文件；

所述故障抑制信息配置模块用于解析配置文件中的故障抑制信息文件，故障抑制信息文件用于描述各故障抑制由不同的故障因子组成，以及故障因子组成故障抑制的组成逻辑。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：所述事件模块中所有不同事件都继承自同一基类。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：所述故障仿真模块包括故障列表模块、故障管理模块、语法解析模块、故障因子模块、因子计算模块、故障计算模块、故障关联模块、故障抑制模块；

所述故障列表模块用于存储故障信息，根据故障列表信息配置模块从配置文件中的故障列表信息文件中解析出的信息生成故障信息列表；

所述语法解析模块用于通过解析配置文件中的逻辑文本，得到可识别的逻辑语言，并通过事件模块中的初始化事件触发对故障因子模块、因子计算模块、故障计算模块和故障抑制模块的初始化；

所述故障因子模块用于读取和存储故障因子信息配置模块从配置文件中的故障因子信息文件中解析出的故障因子信息，并通过事件模块中的具体事件触发将读取出的对应的故障因子信息提供给因子计算模块；

所述因子计算模块用于根据因子计算逻辑配置模块从配置文件中的因子计算逻辑文件中解析出的因子计算逻辑，并通过事件模块中的具体事件触发计算出当前故障因子是否满足当前因子为真的条件，满足条件则为真，不满足条件则为假；

所述故障计算模块用于根据故障逻辑信息配置模块从配置文件中的故障逻辑信息文件解析出的故障逻辑，并通过事件模块中的具体事件触发判断当前故障因子是否满足当前故障逻辑，计算出当前故障是否为真，进而判断是否触发更新故障列表模块中的当前故障；

所述故障关联模块用于根据故障计算模块计算的各故障结果，以及配置文件中的故障关联关系信息文件判断各故障之间的故障关联关系，判断对应故障是否应该报故；

所述故障抑制模块用于根据故障抑制信息配置模块从配置文件中的故障抑制信息文件中解析出的故障抑制信息，并通过事件模块中的对应事件触发抑制故障列表模块中的当前故障；

所述故障管理模块用于管理故障列表模块，并监测和维护故障列表模块中的每个故障状态；当所述故障管理模块监测到故障列表模块中的故障状态有被故障计算模块更新时，则将对应故障信息发送到外部关联系统。

4.根据权利要求1所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：其还包括计时模块，用于维护事件模块中的事件，根据每个事件间隔运行时间，按时调用和触发相应的事件，提供故障延迟服务。

5.根据权利要求4所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：所述计时模块包括事件列表，所述事件列表中记录有事件模块中所有事件对应的步长、调用时间间隔、调用次数、调用终止时间。

6.根据权利要求1所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：所述事件模块中的事件包括主事件、初始化事件、延迟事件、单次计算故障事件、定期计算故障事件、网络发送事件；

所述主事件用于启动初始化事件，以及调度仿真过程中运行产生的各种事件；

所述初始化事件用于仿真初始化操作，包括启动配置模块从配置文件读取各种配置信息、初始化故障仿真模块、初始化接口模块、初始化通信模块；

所述延迟事件用于设置延迟时间到后启动的事件；

所述单次计算故障事件用于计算一次故障是否触发；

所述定期计算故障事件用于根据间隔时间周期性计算故障是否触发；

所述网络发送事件用于将已经触发的故障经过通信模块发送到外部关联系统。

7.根据权利要求1所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：所述接口模块用于根据配置模块从配置文件中读取的接口信息和数据结构定义，维护故障告警仿真系统的数据结构；

该维护故障告警仿真系统的数据结构的具体过程如下：

第一步：配置数据结构名称；

配置数据结构名称规则为：数据结构名称包括英文大小写字符、下划线、数字组合，且以英文字符为开头；

第二步：按字节顺序填充数据结构字段；

首先，配置数据结构字段名称，配置数据结构字段名称规则与配置数据结构名称规则保持一致；

其次，为数据结构字段配置数据类型；

给数据结构字段配置数据类型规则为：用数字0到8代表九种数据类型，其中，0代表8位整型；1代表16位整型；2代表32位整型；3代表单精度浮点型；4代表双精度浮点型；5代表布尔型；6代表无符号8位整型；7代表无符号16位整型；8代表无符号32位整型；

第三步：为数据结构各字段配置数据缺省值。

8.根据权利要求3所述的一种适用于多机型的故障告警仿真系统，其特征在于：

所述因子计算模块从故障因子模块取出映射的接口模块中各字段值作为当前因子值，并计算当前因子值是否满足因子为真的条件，得到当前故障因子是否为真；

所述故障计算模块将从因子计算模块中得到的各故障因子是否为真的结果代入故障逻辑，并采用二叉树法分解对应故障逻辑，计算出当前故障是否为真。

9.一种适用于多机型的故障告警仿真方法，其特征在于：其包括以下步骤：

配置各配置信息：配置接口信息，配置故障因子与接口信息的映射关系，配置故障因子为真条件，配置故障逻辑，配置故障关联信息，配置故障管理关系，配置故障抑制逻辑；

仿真初始化：启动配置模块从配置文件读取各种配置信息、初始化故障仿真模块、初始化接口模块、初始化通信模块；

解析网络数据：当通信模块接收到新的外部关联系统的网络数据时，通信模块将数据送入接口模块，接口模块按照配置的接口信息和数据结构定义解析网络数据；当解析成功，故障因子模块读取故障因子信息配置模块从配置文件中的故障因子信息文件中解析出的故障因子信息，并通过事件模块中的具体事件触发将读取出的对应的故障因子信息提供给因子计算模块；

故障因子计算：因子计算模块从故障因子模块取出映射的接口模块中各字段值作为当前因子值，并计算当前因子值是否满足因子为真的条件，得到当前故障因子是否为真；

故障逻辑计算：故障计算模块将从因子计算模块中得到的各故障因子是否为真的结果代入故障逻辑，并采用二叉树法分解对应故障逻辑，计算出当前故障是否为真；

关联关系计算：故障关联模块根据故障计算模块计算的各故障是否为真的结果，以及配置文件中的故障关联关系信息文件计算各故障之间的故障关联关系，计算对应故障是否应该报故；如计算出对应故障应该报故，则进行故障抑制计算，否则结束流程；

故障抑制计算：故障抑制模块进行故障抑制计算，如果对应故障抑制计算结果为假，则进行故障延时判断，否则，结束流程；

故障延时判断：若对应故障的故障延时不为0，则启动延时事件，待延时事件结束再更新故障列表模块的故障触发态，将对应故障信息发送到外部关联系统；若对应故障的故障延时为0，故障管理模块则立刻更新故障列表模块的故障触发态，将对应故障信息发送到外部关联系统。