基于模型的综合化航电系统资源配置安全性分析与的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要资源配置是综合模块化航空电子系统（IMA）设计的重要环节，配置信息的安全性分析是保障整个航空电子系统安全性的关键。传统的安全性分析方法得到的结果往往不能展示其安全性属性，安全性分析结果不能直接反馈到系统设计模型中；其次由于缺少精确的系统结构模型及其故障模式，常常使得安全性工程师花费大量的精力去收集系统结构和行为信息。基于模型的安全性分析方法在很大程度上可以弥补传统方法的不足，但是现有基于模型的方法往往用到不同的分析工具，分析工具各有侧重，它们之间缺少必要的衔接。而要完整地分析IMA系统配置安全性需要在系统资源、功能综

2、合和任务合成三个层次进行分析，需要用到IMA配置工具、体系结构分析工具和构建故障模式分析工具。在实际工程上，IMACT、AADL语言的工具和AltaRica语言的工具可以分别支持这三个层面的工作，但各工具的模型不能进行自动转换，使得整个分析工作是割裂的。为了更完整地分析IMA资源配置信息的安全性，需要将资源配置信息模型进行转换并进行功能和任务层面的安全性分析。针对上述问题，本文完成了以下主要工作：首先对IMA配置和ARINC653标准进行了分析和研究，设计了基于模型的航空电子系统资源配置信息的安全性分析和验证框架。其次，利用EMF对符合ARINC6

3、53标准的IMA资源对象进行建模，并使用IMA资源配置工具IMACT对该模型进行配置，将该资源配置信息转换为AADL模型，将需要验证的安全性质用REAL语言进行描述并进行自动验证；并将该功能集成到IMACT中。最后，利用得到的资源配置AADL模型，进一步对IMA系统应用操作层和功能层建模和分析，同时基于AltaRica语言建立失效模型，并利用SimFia工具得到故障树。关键词：综合航空电子系统安全性，ARINC653标准，资源配置，IMACT，AADL模型，失效模型I基于模型的综合化航电系统资源配置安全性分析与研究ABSTRACTResourcea

4、llocationisasignificantpartofintegratedmodularavionicssystem(IMA)design,therefore,securityanalysisofconfigurationinformationisthekeytoensuringthesafetyofthewholeavionicssystem.However,traditionalsecurityanalysiscannotshowthesecuritypropertiesastheresultoftheanalysiscannotfeedb

5、ackintothemodelofsystemdesign,anditalsotakessecurityengineersalotofefforttocollectsystemstructureandbehaviorinformationforlackofaccuratemodelofsystemstructureanditsfailuremode.Securityanalysismethodsbasedonmodelcanlargelycovertheshortageoftraditionalones,butexistingsecurityana

6、lysismethodsbasedonmodelusedifferentkindsofanalysistoolswhichhavedifferentemphasesandareshortofnecessarylinkwhileacompleteanalysisofthesecurityoftheresourceallocationofIMAsystemcombinesthreelevelsofanalysisofsysteminformation,functionintegrationandtasksynthesistogetherwhichinc

7、ludesIMAconfigurationtool,theanalysistoolofsystemstructureandtheconstructionandanalysistooloffailuremode.Intheactualproject,thetoolsofIMACTandAADLlanguageandtheAltaRicalanguagecansupporttheworkofthethreelevelsrespectivelywhileautomaticconversionofhemodelsofdifferenttoolscannot

8、beperformed,makingthewholeanalysisseparated.Inordertoanalyzet