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。
中圖分類號： TN820.4
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222661
中文引用格式： 李贛華，董黎，李顯武，等. 基于故障樹的復雜航天系統故障預測方法[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222661
中文引用格式： 李贛華，董黎，李顯武，等. 基于故障樹的復雜航天系統故障預測方法[J].電子技術應用，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
隨著我國航天工業尤其是商業航天的快速發展，我國在軌航天器數量迅猛增長。面向航天器高可靠控制管理要求，航天地面數據中心也出現了長期不停、多代并行、功能多樣、系統復雜等特點。面向不斷擴大的地面系統，穩定運行和高效運維是航天地面數據處理中心系統的首要要求，不同格式的數據傳輸異常、進程異常退出等應用軟件問題，以及服務器宕機、CPU異常、磁盤故障、風扇損壞等底層硬件故障，都是嚴重影響系統運行的嚴重故障，會嚴重影響航天地面數據處理中心的正常運行，甚至影響航天器在軌應用。為了實現這種復雜航天地面數據處理中心故障提前發現，爭取時間解決故障，本文提出了一種基于規則和故障樹的軟硬件系統故障預測方法，并在航天數據處理中心系統進行了驗證和應用，結果能夠實現對故障的預測，更好地保障了航天數據處理中心系統連續運行的高可靠性[1-2]和高可用性[3]。
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作者信息：
李贛華1，2，董 黎1，2，李顯武1，2，邰能建1，2，夏克強1，2，邰文星1，2，安 源1，2
(1.國家宇航動力學實驗室，陜西 西安710043；2.西安衛星測控中心，陜西 西安710043)
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