本文關(guān)鍵詞：基于STPA的IMA平臺應(yīng)用系統(tǒng)的危害分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 綜合模塊化航空電子 安全性分析 應(yīng)用程序 系統(tǒng)理論過程分析方法 安全性驗證

【摘要】：綜合模塊化航空電子(IMA)是航電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展新的階段,IMA架構(gòu)給航電開發(fā)帶來了更多的靈活性,顯著地提升了開發(fā)效率。IMA架構(gòu)一個重要益處就是允許應(yīng)用系統(tǒng)獨(dú)立地開發(fā),然后集成到統(tǒng)一的IMA平臺之上共享硬件資源。系統(tǒng)開發(fā)與安全性評估的隔離,加上不同開發(fā)人員對于系統(tǒng)安全性認(rèn)知的不同使得IMA的安全性分析變得十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的基于事件鏈模型的危害分析方法將硬件與軟件放在一起考慮且主要考慮組件失效,這些傳統(tǒng)危害分析方法適用于聯(lián)合式航電系統(tǒng),并不適用于IMA這種軟件密集型系統(tǒng)。相比于組件失效,IMA中存在大量潛在的危害是由組件交互引起的,目前關(guān)于IMA系統(tǒng)安全性的分析與驗證的研究較少,且還沒有很好地解決這方面的問題。針對這些現(xiàn)有研究中的不足,本文完成了如下主要工作:首先,研究了系統(tǒng)理論事故模型及傳統(tǒng)失效事件鏈模型,并比較了基于系統(tǒng)理論危害分析方法與傳統(tǒng)的危害分析方法的區(qū)別。將安全性視為一種系統(tǒng)屬性,使用基于系統(tǒng)理論的安全性分析方法能夠在IMA中發(fā)現(xiàn)更多的危害因素。其次,現(xiàn)有系統(tǒng)理論事故模型與過程(STAMP)模型多以自然語言來描述系統(tǒng)模型,模型的準(zhǔn)確性容易受到分析人員表述能力的影響。本文采用對象約束語言及UML模型圖的方法來對STAMP模型進(jìn)行嚴(yán)格形式化地描述。最后,本文提出一種分層的IMA平臺應(yīng)用系統(tǒng)安全性分析方法,將IMA應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中的安全性約束分解到IMA平臺組件與應(yīng)用程序組件之上,為IMA平臺設(shè)計人員與應(yīng)用開發(fā)人員提供了一個準(zhǔn)確的安全性需求;然后提出了一個結(jié)合系統(tǒng)理論過程分析(STPA)與模型檢測的安全性分析與驗證方法,通過實例研究,結(jié)果表明系統(tǒng)理論以及STPA方法可以更適用于IMA的安全性分析。
【關(guān)鍵詞】：綜合模塊化航空電子 安全性分析 應(yīng)用程序 系統(tǒng)理論過程分析方法 安全性驗證
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V243
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 縮略詞10-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 相關(guān)基礎(chǔ)知識17-31
• 2.1 IMA系統(tǒng)17-19
• 2.1.1 綜合模塊化航空電子系統(tǒng)發(fā)展階段17
• 2.1.2 IMA系統(tǒng)相關(guān)定義及其通用開放式架構(gòu)17-19
• 2.2 ARINC653標(biāo)準(zhǔn)19
• 2.3 ARP4761安全性評估過程19-23
• 2.3.1 功能危害性分析（FHA）20-22
• 2.3.2 初步系統(tǒng)安全性評估（PSSA）22
• 2.3.3 系統(tǒng)安全性評估（SSA）22-23
• 2.4 基于系統(tǒng)理論事故模型的危害分析方法23-27
• 2.4.1 STAMP概述23-25
• 2.4.2 STPA方法25-27
• 2.5 對象約束語言27-28
• 2.6 模型檢測28-30
• 2.6.1 型檢測過程28-29
• 2.6.2 線性時序邏輯29
• 2.6.3 模型檢測工具29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于STPA的IMA平臺應(yīng)用系統(tǒng)的危害分析方法研究31-41
• 3.1 安全性分析方法比較31-32
• 3.1.1 事故的因果關(guān)系模型31
• 3.1.2 ARP4761安全性評估過程與STPA危害分析方法比較31-32
• 3.2 STAMP模型構(gòu)建方法32-35
• 3.2.1 使用OCL描述過程模型33-34
• 3.2.2 使用UML描述控制算法34-35
• 3.3 IMA平臺應(yīng)用系統(tǒng)安全性分析過程35-36
• 3.4 IMA平臺上應(yīng)用的安全性分析與驗證方法36-40
• 3.4.1 生成應(yīng)用軟件的安全性需求38-39
• 3.4.2 形式化描述安全性需求39
• 3.4.3 應(yīng)用軟件安全性驗證39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 IMA平臺應(yīng)用系統(tǒng)實例危害分析41-59
• 4.1 IMA平臺應(yīng)用系統(tǒng)介紹41-42
• 4.2 IMA平臺功能危害分析42-47
• 4.2.1 ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的IMA平臺42
• 4.2.2 IMA平臺危害與控制結(jié)構(gòu)42-44
• 4.2.3 分區(qū)控制系統(tǒng)危害分析44-47
• 4.3 IMA平臺上應(yīng)用的安全性分析與驗證47-58
• 4.3.1 襟翼系統(tǒng)與襟翼系統(tǒng)控制應(yīng)用47-48
• 4.3.2 襟翼控制應(yīng)用安全性需求提取48-55
• 4.3.3 形式化描述襟翼控制應(yīng)用安全性需求55-56
• 4.3.4 襟翼控制應(yīng)用安全性驗證56-58
• 4.4 結(jié)果分析58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 工作總結(jié)59-60
• 5.2 研究展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 在學(xué)期間的科研成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1065771