硬件产品故障注入测试研究

对DCS控制系统硬件产品的故障注入测试进行了研究,主要用于指导产品的硬件故障注入测试,通过故障注入测试更好地挖掘产品在设计方面的缺陷和不足,推动产品质量的提升。研究主要包含建立故障模型、故障注入测试方法、故障注入测试工具及平台等几个方面的内容。产品的硬件故障注入测试研究,是根据产品的应用环境,积累故障模型,测试时从故障模型库中提取故障模型,使用合理的故障注入方式,借助测试工具将故障注入到目标电路的过程,并监测产品在故障状态下的表现情况,根据测试标准进行正确的判断。故障注入测试技术是产品可靠性测试技术的重要内容,是一种行之有效的提高产品质量的手段。     

基于改进Apriori算法的地面空调间歇故障预测

针对机坪地面空调间歇故障引起的使用效能低、维修滞后等问题,提出了二次关联累加数组（AS）-Apriori与聚类K-means相结合的间歇故障预测方法,并基于此实现了延误维修预测。其中：AS-Apriori算法解决了Apriori频繁扫描事务库的低效问题,通过实时构造间歇故障数组并对其对应项累加求和;延误维修预测是为了估计出永久故障临界区以安排合理维修,可采用正态分布求出不同间歇故障变量的维修波及延误概率并进行依次累加而实现。验证表明,AS-Apriori提高了运行效率,且二次关联规则支持度提升了20.656个百分点,能更准确预测间歇故障,同时参照数据分析,预测的维修波及延误累加概率呈线性分布,即可预测性高的间歇故障更便于预先维护管理,减少永久故障的形成。     

基于QEMU实现的处理器类故障模拟与注入方法研究

故障注入技术在BIT软件测试中是一种有效的手段。针对电路板级BIT软件测试中遇到的问题,介绍了一种基于开源模拟器QEMU实现的处理器类故障模拟方法。采用该方法对多种处理器故障进行仿真建模,通过对QEMU的扩展开发,加入故障行为模拟模块和故障注入模块,以实现一个具有处理器类故障注入功能的系统级模拟器BitVaSim。首先分析处理器功能故障模式,提取故障的关键字值对,用XML Schema定义故障并用于故障建模;其次对QEMU代码进行二次开发以实现对处理器故障行为的模拟;然后通过配置故障注入接口实现模拟器运行时的故障模式匹配、故障按条件触发等功能;最后通过实验案例来观察模拟器的故障表现,评价这种基于模拟器的故障注入技术。实验过程和结果显示这种方法是有效可行的。     

基于SCSI的存储系统评测平台设计与实现

为解决海量存储系统的容错性问题,定义SCSI磁盘I/O故障模型,设计并实现一种基于SCSI协议的存储系统评测平台。利用SCSI协议中间层提供的接口函数,截获SCSI上层命令,并将其修改为模拟多种故障注入。通过实验比较系统在故障前与故障中的应用级性能,结果表明,该评测平台对不同故障具有不同的容错能力,可以衡量不同存储系统的技术指标。     

基于QEMU实现的处理器类故障模拟与注入方法研究

故障注入技术在BIT软件测试中是一种有效的手段。针对电路板级BIT软件测试中遇到的问题,介绍了一种基于开源模拟器QEMU实现的处理器类故障模拟方法。采用该方法对多种处理器故障进行仿真建模,通过对QEMU的扩展开发,加入故障行为模拟模块和故障注入模块,以实现一个具有处理器类故障注入功能的系统级模拟器BitVaSim。首先分析处理器功能故障模式,提取故障的关键字值对,用XML Schema定义故障并用于故障建模;其次对QEMU代码进行二次开发以实现对处理器故障行为的模拟;然后通过配置故障注入接口实现模拟器运行时的故障模式匹配、故障按条件触发等功能;最后通过实验案例来观察模拟器的故障表现,评价这种基于模拟器的故障注入技术。实验过程和结果显示这种方法是有效可行的。     

襟翼非对称故障模式建模与仿真研究

针对民用飞机襟翼控制系统设计中系统建模困难和襟翼非对称故障注入问题,依据襟翼控制系统及其机械作动原理,采用Matlab/Simulink平台搭建了襟翼控制系统模型。并基于此模型提出一种襟翼非对称故障注入机制方法,模拟襟翼非对称故障,分析其故障源,并针对左侧襟翼非对称故障情况进行仿真研究。仿真结果表明,所提出的襟翼控制系统模型和故障注入方法有效且实用,能够为后续襟翼非对称故障深入研究建立基础。     

软错误评估中仿真故障注入平台的理论模型

提出了仿真故障注入系统的七元组描述的统一理论模型,指导用于软错误敏感性评估的仿真故障注入系统的设计与实现.结合七元组模型给出了仿真故障注入系统中关键部分的设计方法,包括实现自动化故障注入的一般方法、基于LL(k)语法分析技术的故障集生成方法、基于检查点恢复和分层抽样的仿真故障注入加速策略等.同时,以电路级软错误敏感性评估平台HSECT-SPI(HIT soft error characterization toolkit-spice based)为例讨论了七元组模型的可行性和有效性.     

一种基于数据流分析的故障序列生成方法

故障注入是一种测评容错机制的有效方法,它通过有意识地向目标系统引入故障来加速测试容错机制的试验过程.目前大多数故障注入实验中采用的故障序列都是通过随机抽样获取的,容易造成故障潜伏,从而导致容错机制的评测结果不准确.本文提出一种基于数据流分析的故障序列生成方法.提出<故障注入位置,故障注入时间,故障类型,故障掩码>的单粒子故障模型.在此基础上,通过数据流活跃变量分析计算得出故障注入位置属性,以及定值-引用分析确定了故障注入时间属性.并以PowerPC8548处理器和它对应的Trace模拟器为实验平台,验证了该故障序列生成方法具有90%以上的失效加速比,较好地解决了故障潜伏问题.     

某型自动装弹机故障注入系统研究

针对装甲装备武器系统组成复杂,故障检测与隔离困难,维修训练手段落后等问题,通过对某型自动装弹机典型故障进行统计分析,兼顾考虑硬件故障注入和软件故障注入技术优缺点,构建了故障注入模型,并将成果汇总整理形成故障注入汇编。采用嵌入式控制技术设计了自动装弹机故障注入系统的故障注入器和故障注入软件,开展了系统静态测试和实装测试,试验结果表明,系统能够按照要求对自动装弹机进行故障注入,为操作人员维修训练提供技术支撑。     

模型驱动的VxWorks操作系统故障注入与鲁棒性测试研究

VxWorks 是目前广泛应用于机载、车载等复杂嵌入式系统的操作系统,它为应用程序提供了强大的故障捕捉和缺省的故障处理服务,并提供应用程序可挂载的故障处理接口。由于故障产生的时机和机理复杂,因此如何控制操作系统使其按照应用程序的测试需求抛出相应的故障,从而触发应用程序的故障处理,是对应用程序开展鲁棒性测试时需要解决的一个关键问题。本文以 VxWorks 嵌入式实时操作系统中捕捉的故障作为研究对象,提出了由故障建模、故障注入、测试控制和鲁棒性判定组成的故障设计与测试方法,以支持对基于 VxWorks 的应用程序开展鲁棒性测试。该测试方法将模型驱动测试与故障注入技术相结合,在平台无关层次描述故障,针对操作系统中对相应故障处理方式的不同,本文设计了函数替换和变量修改两种故障注入方法,并在VxWorks 5.5 上进行了实验,确认了相应方法和技术的有效性。     

计算机软件故障的快速修复

电脑操作中80％以上的问题是软件引起的,计算机故障尽管五花八门、千奇百怪,但由于计算机是由一种逻辑部件构成的电子装置,所以软件故障诊断的基本原则,软件故障诊断的方法,计算机软件故障的检修流程,计算机软件故障快速修复的常用方法是有规律可循,可以梳理总结出来。掌握这些规律,计算机软件故障修复可快速解决。     

一种软件故障诊断过程框架

软件在国民经济和社会生活中发挥着重要作用.软件出现故障给人们的工作、生活带来不便,甚至造成严重危害.但是当前所进行的多为软件故障诊断中单项活动的研究,较少有对各项诊断活动及其相应方法进行有效集成的研究.文中分析软件失效机理和软件故障产生原因,讨论软件故障模型,提出一种由故障检测、故障定位、故障排除、交付等组成的集成化的...     

装备无故障发现与间歇故障诊断技术

无故障发现是装备单元在某维修级别被认为故障而拆卸,却在下一维修级别测试没有发现故障的现象,日益成为装备测试与保障领域的突出问题。间歇故障是无故障发现的主要原因,也是故障检测诊断领域面临的棘手问题。介绍了无故障发现和间歇故障的基本概念,总结分析了无故障发现和间歇故障的产生诱因、分类及对装备的影响,概述了无故障发现、间歇故障检测与诊断技术的国内外研究现状,指出了间歇故障确定性检测的发展趋势,深入分析了间歇故障诊断领域的关键技术与发展方向。     

计算机网络安全故障分析与排除

针对计算机网络故障越来越多的现象,首先介绍了计算机网络常见的故障,然后提出了解决网络故障的一般步骤,常用工具,最后结合实例对网络故障进行了诊断和处理。     

便携式电缆故障定位设备研究

针对电力电缆运行环境的特点,分析故障产生的机理,给出各种常见故障类型,并根据阻抗匹配原理,通过测量电缆电阻的大小,设计一种新型电缆故障检测电路,运用电桥法和低压脉冲反射法实现电力电缆的故障定位。     

如何诊断分析网络故障

网络故障极为繁杂,也相当普遍。如果把网络故障的常见故障进行归类查找,那么无疑能够迅速而准确地查找故障根源,解决网络故障。文章论述了常见网络故障的分析及排除。     

A discrete event systems approach to network fault management: detection and diagnosis of faults

An important aspect of network management is fault management, which involves, detecting, locating, isolating, correcting and adapting to faults in the network. We study modeling of communication network protocol and fault detection, identification and localization in the discrete event system diagnosis framework. As an illustration of the approach, normal and faulty behavior of the X.25 network protocol is modeled as a finite state machine. This modeling formalism allows the utilization of discrete event system analysis for the detection and diagnosis of faults. Our approach provides a systematic way of performing fault diagnosis for network fault management. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

运行时软件故障注入器的设计与实现

针对实际故障诊断中难以有效获得故障现场信息的问题,提出通过在软件运行时注入故障的方式获取故障现场信息,设计并实现一种运行时软件故障注入器,给出其中的故障脚本描述语言、故障库和故障注入器算法。实验结果表明,该注入器能有效实现故障注入,获取故障现场信息。     

基于Ontology的故障诊断方法

故障诊断是质量服务的主要内容之一,故障诊断方法一直以来都是质量服务领域的研究热点。在分析传统故障诊断方法存在的问题的基础上,提出了基于Ontology的故障诊断方法。阐述了基于Ontology的故障诊断过程,给出基于Ontology的故障知识表示和故障诊断算法。实例应用效果证明了基于Ontology的故障诊断方法的有效性。     

A Survey of Fault Management in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks are resource-constrained self-organizing systems that are often deployed in inaccessible and inhospitable environments in order to collect data about some outside world phenomenon. For most sensor network applications, point-to-point reliability is not the main objective; instead, reliable event-of-interest delivery to the server needs to be guaranteed (possibly with a certain probability). The nature of communication in sensor networks is unpredictable and failure-prone, even more so than in regular wireless ad hoc networks. Therefore, it is essential to provide fault tolerant techniques for distributed sensor applications. Many recent studies in this area take drastically different approaches to addressing the fault tolerance issue in routing, transport and/or application layers. In this paper, we summarize and compare existing fault tolerant techniques to support sensor applications. We also discuss several interesting open research directions. Lilia Paradis is currently a graduate student in the Department of Mathematical and Computer Sciences, Colorado School of Mines. She is also part of the Toilers Ad Hoc Networking research group. She is interested in distributed communication protocols for wireless sensor networks. Qi Han received the PhD degree in computer science from the University of California, Irvine in 2005. She is currently an assistant professor in the Department of Mathematical and Computer Sciences, Colorado School of Mines. Her research interests include distributed systems, middleware, mobile and pervasive computing, systems support for sensor applications, and dynamic data management. She is specifically interested in developing adaptive middleware techniques for next generation distributed systems. She is a member of the IEEE and the ACM.