14、基于多智能体系统和AADL安全评估模型的分布式在线安全监控器

基于多智能体系统和AADL安全评估模型的分布式在线安全监控器

1. 引言

自20世纪80年代初起，研究重点就聚焦于先进计算机监控器的开发。此后，随着计算机系统在工厂控制室和飞机驾驶舱的安装，计算机化的在线安全监控器开始出现。计算机化监控器在以下两方面存在差异：一是执行三项安全任务的能力，即故障检测与诊断、警报通知和故障控制；二是其架构性质，可基于多智能体（分布式）或单体（集中式）推理进行开发。

2. 故障检测与诊断

故障检测与诊断技术主要分为基于模型和基于数据的技术。
- 基于模型的技术 ：知识源于离线设计模型，如数据流图（DFD）、功能流框图（FFBD）或统一建模语言（UML）定义的模型。可直接从这些模型获取被监控系统正常行为的知识，通过HAZOP、FFA和FMEA等分析技术分析设计模型来获取异常行为知识。常见的监控模型包括目标树成功树（GTST）、故障树、有向图、诊断观测器和平价方程等。
- 基于数据的技术 ：知识来自被监控系统的在线环境。通过无故障运行的实证实验获取正常行为知识，通过识别基本组件的可能故障并注入操作环境来获取异常行为知识。常见的技术包括基于规则的专家系统、定性趋势分析、人工神经网络、主成分分析和偏最小二乘法等。

在这两种技术中，监控知识以可执行的监控模型形式呈现给实时推理。监控算法通过实例化、评估和验证建模条件与实时感官数据来执行监控模型。

3. 警报通知

警报是让操作员注意故障发生的关键手段。开发警报技术需考虑警报定义、警报处理以及警报优先级和可用性。
- 警报定义