网络系统可靠性定量要求论证方法、装置、设备和介质

摘要

本申请涉及一种网络系统可靠性定量要求论证方法、装置、设备和介质。包括：通过根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，各可靠性参数的候选参数值；对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，即可得到多个候选论证方案；并基于对候选论证方案的仿真结果，可从候选论证方案中选择用于构建待论证网络系统的目标论证方案。在本申请为网络系统可靠性要求论证提供了一种规范论证方式，使网络系统可靠性要求论证具有从无到有的突破性进展，并利用仿真对每个候选论证方案进行验证，提高了网络系统可靠性要求论证的精确性。

说明书

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种网络系统可靠性定量要求论证方法、装置、设备和介质。

背景技术

可靠性定量要求论证是可靠性工作的起点和首要任务，对提高系统效能和降低成本具有重要作用。

目前，针对某种类型的产品，对该产品进行可靠性论证是一项非常重要的工作内容。具体的论证过程可以包括：通过科学论证合理的提出该产品对应的系统可靠性指标要求，并在研制中落实且验证系统可靠性指标要求，进一步，在使用产品的过程中，可以继续验证和改进系统可靠性指标，从而，得到满足系统可靠性指标要求的产品。

但是针对某种类型的产品进行可靠性论证，并不适用于具有通信网络特点的网络系统，因此，如何对网络系统进行可靠性定量要求论证，是目前亟需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种网络系统可靠性定量要求论证方法、装置、设备和介质，以实现精准对网络系统进行可靠性定量要求论证。

第一方面，本申请提供了一种网络系统可靠性定量要求论证方法，该方法包括：

根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；

对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；

根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；

对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

在其中一个实施例中，对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备，包括：

根据任务需求，确定至少一个系统任务；

基于作战活动模型，对各系统任务进行分解，得到各系统任务对应的子任务；

基于子任务与功能之间的关联关系，根据各子任务，确定各子任务对应的功能；

基于功能与设备之间的关联关系，根据各功能，确定各功能对应的候选设备。

在其中一个实施例中，根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案，包括：

根据各可靠性参数的候选参数值，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果；

根据各候选设备，以及设备可靠性参数分配结果，构建候选论证方案。

在其中一个实施例中，根据各可靠性参数的候选参数值，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果，包括：

根据各可靠性参数的候选参数值，为各系统任务分配参数值，得到系统可靠性参数分配结果；

根据系统可靠性参数分配结果，为各子任务分配参数值，得到任务可靠性参数分配结果；

根据任务可靠性参数分配结果，为各功能分配参数值，得到功能可靠性参数分配结果；

根据功能可靠性参数分配结果，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果。

在其中一个实施例中，对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，包括：

根据候选论证方案，以及候选论证方案对应的业务运行时间，配置待论证网络系统的可靠性仿真模型的模型参数；

向配置后的可靠性仿真模型注入仿真事件，并获取可靠性仿真模型输出的候选论证方案的仿真结果。

在其中一个实施例中，根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案，包括：

根据候选论证方案的仿真结果，以及待论证网络系统的设计要求，从候选论证方案中选择备用论证方案；

根据目标参数，从备用论证方案中选择目标论证方案；其中，目标参数是从备用论证方案的仿真结果中选择的。

第二方面，本申请还提供了一种网络系统可靠性定量要求论证装置。该装置包括：

确定模块，用于根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；

分解模块，用于对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；

分配模块，用于根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；

选择模块，用于对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建所述待论证网络系统。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；

对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；

根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；

对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；

对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；

根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；

对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；

对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；

根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；

对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

上述网络系统可靠性定量要求论证方法、装置、设备和介质，通过根据待论证网络系统的任务需求，可确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；进而根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，即可得到多个候选论证方案；从而基于对候选论证方案的仿真结果，可从候选论证方案中选择用于构建待论证网络系统的目标论证方案。在本申请中，由于将待论证网络系统对应的任务需求和可靠性参数的候选参数值进行分解，得到包括候选设备和候选设备对应的参数值的多个候选论证方案，并通过仿真的方式对每个候选论证方案进行验证，进而得到目标论证方案，然后，利用目标论证方案构建待论证网络系统，显然，这样的方式，为网络系统可靠性要求论证提供了一种规范论证方式，使网络系统可靠性要求论证具有从无到有的突破性进展，同时，利用仿真的方式对每个候选论证方案进行验证，有利于提高网络系统可靠性要求论证的精确性。

附图说明

图1为本实施例提供的一种网络系统可靠性定量要求论证方法的应用环境图；

图2为本实施例提供的第一种网络系统可靠性定量要求论证方法的流程示意图；

图3为本实施例提供的一种得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备的流程示意图；

图4为本实施例提供的一种作战活动模型示意图；

图5为本实施例提供的一种得到设备可靠性参数分配结果的流程示意图；

图6为本实施例提供的一种得到候选论证方案的仿真结果的流程示意图；

图7为本实施例提供的一种候选论证方案对应的业务运行时间显示示意图；

图8为本实施例提供的一种对候选论证方案进行仿真的过程示意图；

图9为本实施例提供的第二种网络系统可靠性定量要求论证方法；

图10为本实施例提供的一种网络系统可靠性定量要求论证装置的结构框图；

图11为本实施例提供的计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图1所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过无线保真(Wireless-Fidelity，WIFI)、移动蜂窝网络、近场通信(Near FieldCommunication，NFC)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种网络系统可靠性定量要求论证方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种网络系统可靠性定量要求论证方法，该方法包括以下步骤：

S201、根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值。

可选的，本实施例中，为了搭建出能够满足使用方实际任务需求的网络系统，且该网络系统在实现使用方任务需求过程中能够可靠运行，在搭建该网络系统之前，需要对该网络系统进行可靠性论证。

可选的，在本实施例中，待论证网络系统是指需要进行网络系统可靠性评估或论证的网络系统；进一步的，待论证网络系统可以是应用于电力、交通、军工、航天等各种领域的网络系统。任务需求是指待论证网络系统需要执行的使命任务。

可靠性参数是指用于评估或论证的网络系统可靠性的参数。可靠性参数可以包括但不限于完成率、可靠度、失效率、可用度和任务成功率等。其中，可用度包括平均无故障工作时间(Mean Time Between Failure，MTBF)、平均修复时间(Mean time to repair，MTTR)；平均故障间隔时间是指设备在两相邻故障间隔期内正确工作的平均时间，平均修复时间是描述设备由故障状态转为工作状态时修理时间的平均值。

在一可选实施方式中，可以对任务需求进行分解，得到任务需求对应的多个系统任务，基于系统任务和可靠性参数之间的对应关系，确定实现任务需求所需要的可靠性参数。

可选的，不同的任务需求所对应的可靠性参数不同。假设待论证的通信指挥网络系统应用于军工领域，完成待论证网络系统的任务需求对应的系统任务可以包括进攻任务、基础保障任务和防御任务。假设完成待论证网络系统的任务需求对应的系统任务是进攻任务，可以确定该待论证网络系统的可靠性参数包括完好率和可靠度等。假设完成待论证网络系统的任务需求对应的系统任务是基础保障任务和防御任务，可以确定该待论证网络系统的可靠性参数包括可用度等。

本实施例中，可以在确定实现该任务需求所需要的可靠性参数之后，根据实现任务需求所需要的可靠性参数的历史数据，直接确定每个可靠性参数的候选参数值。

在一可选实施方式中，可以在根据待论证网络系统的任务需求，确定实现该任务需求所需要的可靠性参数之后，向用户展示待论证网络系统的所需的可靠性参数，用户基于待论证网络系统的任务需求，设置每一个可靠性参数对应的可靠性参数的候选参数值，进而，得到每个可靠性参数的候选参数值。

每一可靠性参数均可以具有一个或多个候选参数值。例如，完成率对应的候选参数值为0.90，可用度对应的候选参数值包括MTBF和MTTR分别对应的参数值。例如，可用度是0.98时，可以分解出MTBF和MTTR对应的不同数值的至少一种组合对应的候选参数值，比如，组合一：MTBF＝0.92，MTTR＝0.80，组合二：MTBF＝0.97，MTTR＝0.90等多种组合对应的候选参数值。

S202、对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备。

可选的，每一功能对应的候选设备可以包括实现该功能所需的不同型号的设备。例如，设备型号1、设备型号2和设备型号3等均能实现A功能，则设备型号1、设备型号2和设备型号3都是实现A功能对应的候选设备。

本实施例中，为了完成待论证网络系统的任务需求，需要对任务需求进行分解，得到任务需求对应的至少一个系统任务，完成每个系统任务对应的至少一个功能，以及实现每个功能对应的至少一个候选设备。

S203、根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案。

候选论证方案是指通过每个候选设备实现待论证网络系统的任务需求的至少一个方案。设备可靠性参数分配结果是指分配给每个候选设备对应的可靠性参数值。

可选的，可以根据各可靠性参数的候选参数值，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果；根据各候选设备，以及设备可靠性参数分配结果，构建候选论证方案。

具体的，在得到各个可靠性参数的候选参数值和候选设备之后，可以为各候选设备分配参数值，得到每个候选设备对应的可靠性参数值。由于每个候选设备对应的可靠性参数值不同，可以得到多种候选设备和可靠性参数值之间对应的分配关系，进而，通过各候选设备，以及候选设备和可靠性参数值之间对应的分配关系，得到实现待论证网络系统的任务需求的至少一个候选论证方案。

例如，假设实现任务需求所需的各功能对应的设备包括设备A、设备B，其中，设备A对应的候选设备包括A11、A12、A13。设备B对应的候选设备包括B11、B12、B13。确定待论证网络系统中候选设备(A11、A12、A13、B11、B12和B13)和设备可靠性参数分配结果之间的对应关系，根据候选设备和设备可靠性参数分配结果之间的对应关系，构建多个候选论证方案。即可以根据各个候选设备(A11、A12、A13、B11、B12和B13)和设备可靠性参数分配结果，构建多组候选论证方案。例如，A设备对应的可用度是0.98时，可以分解出MTBF和MTTR对应的不同数值的至少一种组合对应的候选参数值，比如，组合一：MTBF＝0.92，MTTR＝0.80，组合二：MTBF＝0.97，MTTR＝0.90等多种组合对应的候选参数值。同样的，B设备也可以划分成多组候选参数值，对设备A的多组候选参数值和设备B的多组候选参数值进行组合，从而得到多个候选论证方案。例如，候选论证方案1：A11对应的候选参数值MTBF＝0.92，MTTR＝0.80，B11对应的候选参数值1。候选论证方案2：A11对应的候选参数值MTBF＝0.97，MTTR＝0.90，B11对应的候选参数值1。其他论证方案可参考上文描述，在此不在赘述。

S204、对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案。

其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。目标论证方案是指仿真结果、费用、可靠性指标和设备数量等最符合设计要求，性能且最优的论证方案。

每一候选论证方案的仿真结果是指对该候选论证方案进行仿真后，输出的仿真结果，例如完成度、任务可靠度、连通可靠度等等参数值。

本实施例中，利用离散事件仿真，分析不同候选论证方案的可靠性水平，得到每个候选论证方案的仿真结果。通过权衡每个候选论证方案对应的仿真结果、费用、可靠性指标和设备数量等，从候选论证方案中选择能够满足仿真结果，且费用、可靠性指标和设备数量等要求均满足，性能最优的目标论证方案，之后，可以通过目标论证方案构建待论证网络系统。

上述网络系统可靠性定量要求论证方法中，通过根据待论证网络系统的任务需求，可确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；进而根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，即可得到多个候选论证方案；从而基于对候选论证方案的仿真结果，可从候选论证方案中选择用于构建待论证网络系统的目标论证方案。在本申请中，由于将待论证网络系统对应的任务需求和可靠性参数的候选参数值进行分解，得到包括候选设备和候选设备对应的参数值的多个候选论证方案，并通过仿真的方式对每个候选论证方案进行验证，进而得到目标论证方案，然后，利用目标论证方案构建待论证网络系统，显然，这样的方式，为网络系统可靠性要求论证提供了一种规范论证方式，使网络系统可靠性要求论证具有从无到有的突破性进展，同时，利用仿真的方式对每个候选论证方案进行验证，有利于提高网络系统可靠性要求论证的精确性。

作为本申请实施例的一种可选实施方式，根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案还可以是，根据候选论证方案的仿真结果，以及待论证网络系统的设计要求，从候选论证方案中选择备用论证方案；根据目标参数，从备用论证方案中选择目标论证方案；其中，目标参数是从备用论证方案的仿真结果中选择的。

其中，目标参数是指仿真结果中选择的待论证网络系统主要考虑的参数。待论证网络系统的设计要求是指待论证网络系统的费用、可靠性指标和设备数量等方面对应的实际要求。备用论证方案是指从候选论证方案中选择的可以满足待论证网络系统的设计要求的方案。目标论证方案是指从备用论证方案中选择出的目标参数对应的性能最优的论证方案。

本实施例中，根据每个候选论证方案的仿真结果和待论证网络系统的设计要求，权衡每个候选论证方案对应的仿真结果、费用、可靠性指标和设备数量等，从候选论证方案中选择能够满足仿真结果、费用、可靠性指标和设备数量等要求的备用论证方案，然后，根据待论证网络系统主要考虑的参数，从备用论证方案中选择目标参数对应的性能最优的目标论证方案，并通过目标论证方案构建待论证网络系统。

可以理解的是，本实施例中，首先，从候选论证方案中选择可以满足待论证网络系统的设计要求的备用论证方案，然后从备用论证方案中选择目标参数对应的性能最优的目标论证方案，这样保证得到满足实际需求且性能最优的目标论证方案。

在上述实施例的基础上，为了对上述S202描述的对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备进行理解，本实施例给出如下一种得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备可实现方式，具体如图3所示，包括如下步骤：

S301、根据任务需求，确定至少一个系统任务。

可选的，系统任务是指待论证网络系统需要执行的任务。

具体的，可以基于预先设定的任务解析逻辑，对待论证网络系统的任务需求进行解析，以将任务需求划分成一个或多个系统任务。

S302、基于作战活动模型，对各系统任务进行分解，得到各系统任务对应的子任务。

其中，作战活动模型(即OV-5)是指描述待论证网络系统实现任务需求的过程中，每个系统任务对应的子任务之间关系的模型。可选的，本实施例中的作战活动模型是基于作战活动框架(DOD AF)，根据历史系统任务与子任务之间的逻辑关系所构建的。

本实施例中，为了完成待论证网络系统的任务需求对应的每个系统任务，可以根据作战活动模型对每个系统任务进行分解，得到每个系统任务对应的子任务。

具体的，将所确定的每一系统任务输入至作战活动模型，由作战活动模型基于其内部的逻辑关系，确定每一系统任务对应的子任务。示例性的，如图4所示，基于作战活动模型，将一个系统任务分解得到ACT100、ACT200、ACT300、ACT400、ACT500、ACT600等6个子任务，其中，D001～D005分别表示各子任务之间交互的信息。

S303、基于子任务与功能之间的关联关系，根据各子任务，确定各子任务对应的功能。

可选的，子任务与功能之间的关联关系是指利用DODAF中的子任务与功能之间的跟踪矩阵(SV-5a)，所建立的子任务与功能间的关系。其中，子任务与功能的关联关系，可以是一对一，还可以是一对多的关系。

本实施例中，根据各子任务，索引各子任务与功能之间的关联关系，并确定各个子任务对应的功能。其中，子任务可以通过不同的子任务标识表示，子任务对应的功能可以通过不同的功能标识表示。子任务标识和功能标识具有一定的对应关系，可以通过子任务标识和功能标识表示子任务与功能的关联关系。示例性的，可通过如下表1所示的子任务与功能之间关联关系表，描述子任务与功能之间的关联关系，例如，序号1表示ACT100标识对应的子任务和FUN100标识对应的功能之间的关系。可选的，其他子任务和功能之间的关联关系，可参考序号1的描述，在此不做过多描述。

表1：子任务与功能之间关联关系

S304、基于功能与设备之间的关联关系，根据各功能，确定各功能对应的候选设备。

可选的，功能与设备之间的关联关系是指描述功能与设备之间的对应关系。由于实现不同功能对应的设备不同，因此，可以预先建立功能与设备之间的关联关系。

本实施例中，功能与设备之间的关联关系可能是1对1的关联关系、1对多的关联关系和多对1的关联关系。示例性的，可通过如下表2所示的功能与设备之间的关联关系表，描述功能与设备之间的关系。例如，序号1表示标识S1对应的设备和FUN100标识对应的功能之间的1对1的关联关系。可选的，其他设备和功能之间的关联关系，可参考序号1的描述，在此不做过多描述。

表2：功能与设备之间的关联关系

进一步的，通过功能与设备之间的关联关系，可以确定实现每一功能对应的候选设备。例如，确定实现A功能对应的设备型号1、设备型号2和设备型号3等候选设备。

本实施例中，建立任务需求与系统任务的关系，各系统任务与子任务的对应关系，子任务与功能之间的关联关系以及功能与设备之间的关联关系，有利于对待论证网络系统的可靠性参数和可靠性参数的候选参数值进行多次分解，便于后续依次得到各系统任务对应的系统可靠性参数分配结果，子任务对应的任务可靠性参数分配结果，各功能对应的功能可靠性参数分配结果，以及各候选设备对应的各候选设备的可靠性参数分配结果。

为了进一步对得到设备可靠性参数分配结果的过程进行理解，本实施例给出一种得到设备可靠性参数分配结果可选实现方式，具体如图5所示，包括如下步骤：

S501、根据各可靠性参数的候选参数值，为各系统任务分配参数值，得到系统可靠性参数分配结果。

其中，每一系统任务都有对应的系统可靠性参数分配结果；对于每一系统任务，该系统任务的可靠性参数分配结果是指描述该系统任务的可靠性参数取值的分配情况。

本实施例中，在将任务需求划分成至少一个系统任务之后，可以利用可靠性分配方法，将各可靠性参数的候选参数值分配到相应系统任务，得到每个系统任务对应的系统可靠性参数分配结果。其中，可靠性分配方法包括等分配法、考虑重要度、复杂度的分配法和评分分配法等。

S502、根据系统可靠性参数分配结果，为各子任务分配参数值，得到任务可靠性参数分配结果。

本实施例中，对于每一子任务都有对应的任务可靠性参数分配结果，对于每一子任务，该子任务对应的任务可靠性参数分配结果，用于描述该子任务的可靠性参数取值的分配情况。

具体的，对于每一系统任务，在对该系统任务进行分解，得到该系统任务对应的子任务之后；可以利用可靠性分配方法，将该系统任务对应的系统可靠性参数分配结果分配到该系统任务对应的子任务，得到该系统任务所对应的每一子任务的可靠性参数取值，即该系统任务对应的子任务的任务可靠性参数分配结果。

假设采用评分分配法得到每一系统任务对应的任务可靠性参数分配结果时，可以首先基于预先设定的因素，对每一系统任务对应的各子任务进行打分，并根据每个因素的评分结果和评分分配法对应的公式，得到系统任务对应的各子任务的可靠性参数取值，即得到系统任务对应的任务可靠性参数分配结果。示例性，当可靠性参数是可靠度时，通过评分分配法对应的公式，得到每个子任务对应的可靠性参数取值，如表3所示。例如，ACT100子任务对应的可靠度是0.9824。可选的，其他候选参数值的描述可参考可靠度的描述，在此不做过多描述。

表3：任务可靠性参数分配结果

S503、根据任务可靠性参数分配结果，为各功能分配参数值，得到功能可靠性参数分配结果。

其中，每一功能都有对应的功能可靠性参数分配结果；对于每一功能，该功能可靠性参数分配结果是指描述该功能的可靠性参数取值的分配情况。

一种可选的实施方式中，对于每一子任务，在对该子任务进行分解，得到该子任务对应的功能，之后，可以利用可靠性分配方法，将每个子任务对应的任务可靠性参数分配结果分配到该子任务对应的功能，得到该子任务所对应的每一功能的可靠性参数取值，即该子任务对应的各功能的功能可靠性参数分配结果。

另一种可选的实施方式中，在确定每个子任务与功能之间的关联关系之后，根据等可靠性分配方法，将每个子任务对应的任务可靠性参数分配结果分配至该子任务对应的功能，得到每个功能对应的功能可靠性参数分配结果。

例如，当可靠性参数的候选参数值是MTBF和可靠度时，假设采用重要度、复杂度的分配法确定每个功能对应的功能可靠性参数分配结果，得到每个功能对应的功能可靠性参数分配结果，如表4所示。可选的，通过重要度、复杂度的分配法对应的公式，对重要度、模块数、任务时间等进行计算，得到如表4所示的每个功能对应的功能可靠性参数分配结果，例如，FUN100功能对应的MTBF是1893.9428252，可靠度是0.9824。

表4：功能可靠性参数分配结果

S504、根据功能可靠性参数分配结果，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果。

其中，每一候选设备都有对应的设备可靠性参数分配结果；对于每一候选设备，该设备可靠性参数分配结果是指描述该候选设备的可靠性参数取值的分配情况。

一种可选的实施方式中，对于每一功能，确定每个功能对应的候选设备，之后；可以利用可靠性分配方法，将每个功能对应的功能可靠性参数分配结果分配到该功能对应的候选设备，得到每个候选设备所对应的可靠性参数取值，即该功能对应的每个候选设备的设备可靠性参数分配结果。

另一种可选的实施方式中，在确定每个功能与候选设备之间的关联关系，之后，根据等可靠性分配方法，将每个功能对应的功能可靠性参数分配结果分配至该功能对应的候选设备，得到每个候选设备对应的设备可靠性参数分配结果。

可选的，当功能与候选设备之间的关联关系是1对1关系时，则功能可靠性参数分配结果与设备可靠性参数分配结果相同，即此时直接将功能可靠性参数分配结果赋值给设备可靠性参数分配结果。当功能与候选设备之间的关联关系是1对多，则可采用等分配法、考虑重要度和复杂度分配法或是评分分配法，将功能可靠性参数分配结果分配为多个设备可靠性参数分配结果。当功能与设备之间的关联关系是多对1，则将功能可靠性参数分配结果相乘后得到的设备可靠性参数分配结果。

例如，当可靠性参数的候选参数值是可靠度，利用根据功能与候选设备之间的关联关系，假设采用重要度、复杂度的分配法对功能可靠性参数分配结果进行分解，得到每个候选设备对应的设备可靠性参数分配结果，如表5所示。可选的，通过重要度、复杂度的分配法对应的公式，对重要度、模块数、任务时间等进行计算，得到如表5所示的候选设备1对应的可靠度是0.987405。

表5：设备可靠性参数分配结果

本实施例中，在建立各系统任务与子任务的对应关系，子任务与功能之间的关联关系以及功能与设备之间的关联关系之后，可以通过可靠性分配方法，将各可靠性参数的候选参数值分解得到系统可靠性参数分配结果；将系统可靠性参数分配结果分解得到任务可靠性参数分配结果；将任务可靠性参数分配结果分解得到功能可靠性参数分配结果；将功能可靠性参数分配结果分解得到设备可靠性参数分配结果。显然，本实施例中，可以根据可靠性分配方法对可靠性参数的候选参数值、系统可靠性参数分配结果、任务可靠性参数分配结果和功能可靠性参数分配结果进行逐层分解，精确的得到每个候选设备对应的设备可靠性参数分配结果，提高了确定各个设备可靠性参数分配结果的精确度。

为了对可靠性分配方法进行理解，本实施例中，对平均分配法、重要度、复杂度的分配法和评分分配方法进行详细描述。本实施例中，等分配法一般只在完全得不到可靠度预计数据且各组成部分可靠性差异不大的情况下才采用。由于待论证网络系统对应的各个系统任务的复杂度、重要性一般不同，因此，在为各系统任务分配参数值时，可以采用考虑重要度、复杂度的分配法和评分分配法得到系统可靠性参数分配结果。在采用重要度、复杂度的分配法时，需要用到各子任务/功能/设备的复杂性和重要性信息；在采用评分分配法时，通常考虑的评分因素有复杂程度、技术成熟水平、工作时间、环境条件等，实际应用中，可以根据每个系统任务的特点可以增加或减少评分因素。

等分配法又称为平均分配法，它不考虑各个系统任务/子任务/功能/设备(或元件)的重要程度，而是把总的可靠度平均分配给各个系统任务/子任务/功能/设备。

在各个系统任务/子任务/功能/设备的可靠度大致相同，复杂程度相差无几的情况下，用此方法最简单。将待论证网络系统的看成串联系统，系统任务/子任务/功能/设备的可靠度为R

因此，组成待论证网络系统的各个系统任务/子任务/功能/设备的可靠度R

一般只在完全得不到可靠度预计数据且各组成部分可靠性差异不大的情况下才采用等分配法。

考虑重要度、复杂度的分配法又称为AGREE分配法，需要用到各个系统任务/子任务/功能/设备的复杂性和重要性信息，第i个系统任务/子任务/功能/设备的可靠度R

其中，θ

θ

评分分配法又称“目标可行性法”或“综合因子法”。评分分配法是通过对影响设备可靠性的几种因素评分，并对评分值进行综合分析以获得系统任务/子任务/功能/设备的可靠性相对比值，即分配系数，在根据分配系数给系统任务/子任务/功能/设备进行分配的方法。

评分分配法的计算公式：

λ

其中，C

假设系统任务/子任务/功能/设备对应的数据服从指数分布时，则可按如下公式(9)完成失效率与可靠度之间的转化。

其中，λs—第i个系统任务/子任务/功能/设备的失效率；t

为了进一步对S204中得到候选论证方案的仿真结果的过程进行理解，本实施例给出一种得到候选论证方案的仿真结果可选实现方式，具体如图6所示，包括如下步骤：

S601、根据候选论证方案，以及候选论证方案对应的业务运行时间，配置待论证网络系统的可靠性仿真模型的模型参数。

可选的，候选论证方案对应的业务运行时间是指候选论证方案中的每个候选设备执行某种业务类型对应的时间，以及执行各种业务对应的总的任务时间，其中，业务类型包括：话音业务、数据业务、短信业务。示例性的，图7提供了一种候选论证方案对应的业务运行时间显示示意图。如图7所示，表征了候选设备执行话音业务、数据业务、短信业务对应的起止时间，以及候选设备执行业务对应的总时间。

可靠性仿真模型是指用于描述候选论证方案中的各项参数的仿真模型，可靠性仿真模型中包括：业务建模、故障建模、维修策略建模、拓扑结构及可靠性建模。

可选的，本实施例中，在得到待论证网络系统的候选论证方案，以及候选论证方案对应的业务运行时间后，可以为业务建模、故障建模、维修策略建模、拓扑结构及可靠性建模配置模型参数。具体的，可以根据候选设备对应的设备可靠性参数分配结果、候选设备执行各个业务运行的起止时间、候选设备信息数据，对业务建模、故障建模、维修策略建模、拓扑结构及可靠性建模进行赋值。具体的，可以赋值的参数包括：MTBF、可修系统的MTTR、可用人员、工具及备件数量、总任务时间、各个设备的工作时间等。

具体的，在业务建模中，为业务建模配置模型参数包括使用OPNET提供的application demand应用模拟短信业务、话音、数据、报文等业务相关格式及属性信息。其中，短信业务需要确定的主要是短信的发出地址、目的地址、频次及消息包的大小；话音业务需要确定的主要是发起地址、目的地址、持续时长及话音发起频率；报文业务需要确定的主要是发出地址、目的地址、报文附件大小及报文业务发起频率。除此之外，业务建模还涉及到对传输功率、通信节点位置与高度等信息的确认及表征。

示例性的，以短信业务为例，可通过如下表6所示的短信业务信息，描述为业务建模配置的参数，具体的，配置短信的发出地址、目的地址、频次及消息包的大小等参数。

表6：短信业务信息

在故障建模中配置模型参数中，根据每个候选论证方案中的候选设备对应的寿命分布函数，确定各个候选设备的故障事件以及对应的触发时间。具体的，确定各个设备的故障事件对应的触发时间包括：

采用如下公式(10)对指数分布的设备寿命进行抽样：

f(t)＝λe

则得到的寿命T的分布函数如公式(11)所示：

由此，得故障事件的触发时间t的抽样公式如公式(12)所示：

由于ε'＝1-ε也是均匀分布随机数，可以统一用ε表示，则上式(12)可以改为如下公式(13)。

本实施例中，还可以为维修策略建模、拓扑结构及可靠性建模配置模型参数，具体的配置过程在此不做过多描述。

S602、向配置后的可靠性仿真模型注入仿真事件，并获取可靠性仿真模型输出的候选论证方案的仿真结果。

本实施例中，仿真事件是指用于仿真的事件，可选的，仿真事件包括：维修事件、维修模型等。

在对可靠性仿真模型配置参数后，可以对可靠性仿真模型注入离散事件，并对每个候选论证方案进行仿真，根据仿真持续的时间、仿真过程故障发生的次数、故障对网络系统各项功能的影响、故障对网络连通情况的影响、故障对业务和任务的影响、业务发生的时延、发生的丢包等数据，确定可靠性仿真模型输出的候选论证方案的仿真结果，即确定每个候选论证方案对应的完成度(传输时延的完成度、网络吞吐量的完成度)、任务可靠度、连通可靠度、丢包率、接通率等参数。

可选的，可以采用如下公式(14)-(16)计算传输时延的完成度(PS)。

首先，可以采用如下公式(14)，计算网络I端到J端基于传输时延的完成度P

其中，P(S

假设γ

那么，基于传输时延的全网完成度Ps如公式(16)所示：

可选的，可以采用如下公式(17)-(18)计算网络吞吐量的完成度(P

网络吞吐量的完成度P

P

其中，F(S

可选的，可以采用如下公式(19)，计算丢包率(P

其中，丢包率是指在规定的时间内，丢失的数据包数量与总传输的数据包之比。

P

可选的，可以采用如下公式(20)，计算接通率(P

P

可选的，可以采用如下公式(21)，计算功能可用度(A)。

本实施例中，可以根据设备功能要求，统计影响设备不同功能的故障时间、正常工作时间，带入功能可用度计算公式，评估待论证网络系统功能可用度A。

其中，t

根据待论证网络系统的不同状态，可以功能可用度分为多个等级，具体的，可以划分为最低功能可用度、主要功能可用度和全功能可用度，这三个功能可用度的计算公式相同，不同之处在于t

可选的，可以采用如下公式(22)-(23)，计算任务可靠度。

对于简单的串行任务，采用采用以下公式(22)进行计算。

其中，

对于并行任务，根据各个任务的重要程度(加权系数)，采用加权平均方法，计算得到整个待论证网络系统的可靠度P，具体计算公式(23)如下：

其中，

本实施例中，利用仿真的方式对每个候选论证方案进行验证，有利于提高网络系统可靠性要求论证的精确性。

为了对候选论证方案进行仿真的过程进行理解，以下以注入可靠性仿真模型注入故障事件，对候选论证方案进行仿真的过程为例，具体步骤如8所示：

S801、加载与系统MTBF的随机函数，通过随机抽样生成所有故障发生时间t。

本实施例中，通过随机抽样生成所有故障发生时间t，即故障的发生时间集合，即故障触发时间。具体的，加载系统MTBF的随机函数，通过随机抽样生成故障发生时间t集合，其中，t是待论证系统中各个设备的对应的故障时间的集合。

S802、根据抽样结果，通过编程在仿真中定义与t对应的中断。

本实施例中，根据抽样结果，确定在仿真中在t时刻发生中断。

S803、定义仿真时刻T1和任务时间T0。

可选的，预先设定初始仿真时间T1＝0，以及根据历史经验值确定候选设备的任务时间T0，其中，任务时间T0大于设备的故障时间。

S804、判断T1是否等于t，若是，执行S805，否则，执行S806。

判断仿真时刻T1是否属于故障发生时间t集合；若是，通过编程在T1时刻触发故障中断，当系统收到中断后，调用故障触发函数，使系统进入失效状态，同时根据系统中的MTTR等参数，随机抽样生成维修事件需要时间，按照维修保障模型执行维修活动，具体的，按照维修保障模型确定调用的人员、工具及备件等信息。若否，则判断仿真时刻T1是否等于任务时间T0，若是，则结束仿真，否则继续执行仿真步骤，即执行S807。

S805、通过编程设置系统节点进入失效状态，同时，根据系统节点MTTR等参数，随机抽样生成维修事件需要时间，按照维修保障模型执行维修活动。

S806、判断T1是否等于T0，若否，执行S807；若是，则仿真结束。

S807、增加T1。

在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种网络系统可靠性定量要求论证方法的可选实现方式，如图9所示，该方法包括以下步骤：

S901、根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值。

S902、根据任务需求，确定至少一个系统任务。

S903、基于作战活动模型，对各系统任务进行分解，得到各系统任务对应的子任务。

S904、基于子任务与功能之间的关联关系，根据各子任务，确定各子任务对应的功能。

S905、基于功能与设备之间的关联关系，根据各功能，确定各功能对应的候选设备。

S906、根据各可靠性参数的候选参数值，为各系统任务分配参数值，得到系统可靠性参数分配结果。

S907、根据系统可靠性参数分配结果，为各子任务分配参数值，得到任务可靠性参数分配结果。

S908、根据任务可靠性参数分配结果，为各功能分配参数值，得到功能可靠性参数分配结果；

S909、根据功能可靠性参数分配结果，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果。

S910、根据各候选设备，以及设备可靠性参数分配结果，构建候选论证方案。

S911、根据候选论证方案，以及候选论证方案对应的业务运行时间，配置待论证网络系统的可靠性仿真模型的模型参数。

S912、向配置后的可靠性仿真模型注入仿真事件，并获取可靠性仿真模型输出的候选论证方案的仿真结果。

S913、根据候选论证方案的仿真结果，以及待论证网络系统的设计要求，从候选论证方案中选择备用论证方案。

S914、根据目标参数，从备用论证方案中选择目标论证方案。

其中，目标参数是从备用论证方案的仿真结果中选择的。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的网络系统可靠性定量要求论证方法的一种网络系统可靠性定量要求论证装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案和有益效果相似，故下面所提供的一个或多个一种网络系统可靠性定量要求论证装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于一种网络系统可靠性定量要求论证方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种网络系统可靠性定量要求论证装置1，包括：

确定模块1001，用于根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；

分解模块1002，用于对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；

分配模块1003，用于根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；

选择模块1004，用于对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建所述待论证网络系统。

在其中一个实施例中，分解模块1002，具体用于：

根据任务需求，确定至少一个系统任务；

基于作战活动模型，对各系统任务进行分解，得到各系统任务对应的子任务；

基于子任务与功能之间的关联关系，根据各子任务，确定各子任务对应的功能；

基于功能与设备之间的关联关系，根据各功能，确定各功能对应的候选设备。

在其中一个实施例中，分配模块1003，包括：

分配单元，用于根据各可靠性参数的候选参数值，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果；

构建单元，用于根据各候选设备，以及设备可靠性参数分配结果，构建候选论证方案。

在其中一个实施例中，分配单元，具体用于：

根据各可靠性参数的候选参数值，为各系统任务分配参数值，得到系统可靠性参数分配结果；

根据系统可靠性参数分配结果，为各子任务分配参数值，得到任务可靠性参数分配结果；

根据任务可靠性参数分配结果，为各功能分配参数值，得到功能可靠性参数分配结果；

根据功能可靠性参数分配结果，为各候选设备分配参数值，得到设备可靠性参数分配结果。

在其中一个实施例中，选择模块1004，包括：

配置单元，用于根据候选论证方案，以及候选论证方案对应的业务运行时间，配置待论证网络系统的可靠性仿真模型的模型参数；

获取单元，用于向配置后的可靠性仿真模型注入仿真事件，并获取可靠性仿真模型输出的候选论证方案的仿真结果。

在其中一个实施例中，选择模块1004，包括：

第一选择单元，用于根据候选论证方案的仿真结果，以及待论证网络系统的设计要求，从候选论证方案中选择备用论证方案；

第二选择单元，用于根据目标参数，从备用论证方案中选择目标论证方案；其中，目标参数是从备用论证方案的仿真结果中选择的。

上述网络系统可靠性定量要求论证装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现网络系统可靠性定量要求论证方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

本申请还提供了一种计算机程序产品。计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据待论证网络系统的任务需求，确定待论证网络系统的至少一个可靠性参数，以及各可靠性参数的候选参数值；对任务需求进行分解，得到实现任务需求所需的各功能对应的候选设备；根据各可靠性参数的候选参数值，为候选设备分配参数值，得到候选论证方案；对候选论证方案进行仿真，得到候选论证方案的仿真结果，并根据候选论证方案的仿真结果，从候选论证方案中选择目标论证方案；其中，目标论证方案用于构建待论证网络系统。

需要说明的是，本申请所涉及的数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。