基于故障树的复杂航天系统故障预测方法
2022年电子技术应用第10期
李赣华1，2，董 黎1，2，李显武1，2，邰能建1，2，夏克强1，2，邰文星1，2，安 源1，2
1.国家宇航动力学实验室，陕西 西安710043；2.西安卫星测控中心，陕西 西安710043
摘要： 针对航天数据处理中心运控管理系统长期不间断高可靠运行要求，采用了基于规则和故障树分析的故障预测方法，设计了航天数据处理中心运控管理系统的故障预测分系统。首先提出了航天数据处理中心软硬件故障诊断分系统架构;其次设计了可视化故障树和规则相结合的推理方法，实现了基于故障树和规则的系统故障诊断;然后在故障诊断的基础上，通过趋势预测方法的历史数据学习结合人工手段，选择预测方法进行故障预测；最后通过预测结果与实测数据比对，验证了方法的可用性和有效性，并通过系统应用，有效地提前避免了系统故障的出现。
中图分类号： TN820.4
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222661
中文引用格式： 李赣华，董黎，李显武，等. 基于故障树的复杂航天系统故障预测方法[J].电子技术应用，2022，48(10)：54-59.
英文引用格式： Li Ganhua，Dong Li，Li Xianwu，et al. A fault prediction method based on fault tree method for a complex space system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：54-59.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222661
中文引用格式： 李赣华，董黎，李显武，等. 基于故障树的复杂航天系统故障预测方法[J].电子技术应用，2022，48(10)：54-59.
英文引用格式： Li Ganhua，Dong Li，Li Xianwu，et al. A fault prediction method based on fault tree method for a complex space system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：54-59.
A fault prediction method based on fault tree method for a complex space system
Li Ganhua1，2，Dong Li1，2，Li Xianwu1，2，Tai Nengjian1，2，Xia Keqiang1，2，Tai Wenxing1，2，An Yuan1，2
1.State Key Laboratory of Astronautic Dynamics，Xi′an 710043，China； 2.Xi′an Satellite Control Center，Xi′an 710043，China
Abstract： The space data processing center should be on-line running without stop in highly reliability and availability, so this paper presents a fault prediction method based on rule and fault tree, and designs the fault prediction system for processing management system of space data processing center. Firstly, the architecture of fault detection is designed for software and hardware of the space data processing center. Secondly, the derivation method is presented based on fault tree and rule of visualization to realize the fault function of the processing management system. Then, based on the fault detection, the fault prediction method is proposed using auto-selection method and artificial method, after the learning method is used between prediction result and historical data. At last, the application of the system is realized with the using of the method presented in this paper. On the comparison of the prediction result with the real data, the method of this paper is proved effective and efficient.
Key words : complex system；fault prediction；fault tree；space data processing center
0 引言
随着我国航天工业尤其是商业航天的快速发展，我国在轨航天器数量迅猛增长。面向航天器高可靠控制管理要求，航天地面数据中心也出现了长期不停、多代并行、功能多样、系统复杂等特点。面向不断扩大的地面系统，稳定运行和高效运维是航天地面数据处理中心系统的首要要求，不同格式的数据传输异常、进程异常退出等应用软件问题，以及服务器宕机、CPU异常、磁盘故障、风扇损坏等底层硬件故障，都是严重影响系统运行的严重故障，会严重影响航天地面数据处理中心的正常运行，甚至影响航天器在轨应用。为了实现这种复杂航天地面数据处理中心故障提前发现，争取时间解决故障，本文提出了一种基于规则和故障树的软硬件系统故障预测方法，并在航天数据处理中心系统进行了验证和应用，结果能够实现对故障的预测，更好地保障了航天数据处理中心系统连续运行的高可靠性[1-2]和高可用性[3]。
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作者信息：
李赣华1，2，董 黎1，2，李显武1，2，邰能建1，2，夏克强1，2，邰文星1，2，安 源1，2
(1.国家宇航动力学实验室，陕西 西安710043；2.西安卫星测控中心，陕西 西安710043)
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