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题目：
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雅宝题库解析：
机载网络系统是飞机的重要组成部分，是连接和管理飞控、燃油、动力、综合显示等分系统之间的纽带，负责各分系统之间的通讯、信息传输和综合管理。机载网络可靠性的高低不仅关系到飞行任务能否顺利完成，更关系到生命安全和国际影响。因此，保证机载网络系统的高可靠性成为飞机设计的重要目标之一。为尽量避免灾难性的事故发生，提高机载网络的可靠性，必须深入剖析机载网络潜在故障模式和故障机理，准确了解网络运行机制和动态调度，从而实现机载网络的高可靠性要求。本论文以典型的机载网络系统AFDX（Avionics Full Duplex Switched Ethernet）为分析对象，针对当前网络可靠性研究领域中的共性题目，在深入分析AFDX故障机理及性能退化规律的基础上，综合运用可靠性工程、网络性能评价、概率论和数理统计等有关理论，建立AFDX综合可靠性分析框架体系，将网络设备的固有可靠性分析、拓扑可靠性分析与网络的性能评价有机的结合在一起，解决了传统网络可靠性分析与网络性能评价相互割裂的题目，更加准确地描述了网络设备失效对网络性能降级的影响。以AFDX综合可靠性分析框架体为基础，本文利用随机Petri网的模块化和层次化建模的优势，建立了准确的AFDX交换机系统模型。模型不仅准确地描述了软、硬件内在故障机理，而且更加深刻地揭示了交换机的软硬件故障之间的传递过程。在此基础上，考虑余度交换机系统中故障监控表决装置有限的监控覆盖率影响，建立了余度交换机系统的可靠性模型，为AFDX综合可靠性分析提供坚实的物质基础。针对当前网络流量模型中物理意义不明确和数学形式复杂的题目，本文提出基于阈值优化的网络流量模型，采用粒子群算法(PSO)对阈值进行优化，根据优化阈值将网络流量分解为高突发性流量（a流）和稳定性好的流量（b流）。基于阈值优化的网络流量模型既精确描述网络流量特征、又简化了流量模型的计算，为网络综合可靠性分析和评价提供了必要的准备。选取网络时延作为网络综合可靠性评价基础，本文定义AFDX综合可靠性为网络在当前的资源配置环境和随机故障影响下，长期运行中AFDX业务流量的平均延迟时间不高于规定值的概率。该定义综合了设备固有可靠性和性能可靠性，是一种评价网络综合可靠性的有效方法。通过AFDX的工作机理分析，将AFDX时延分解为流量整形延时和调度时延。本文采用G/M/1排队模型分析流量整形时延；采用网络演算方法计算实时调度最大时延。综合流量整形时延和调度时延，同时考虑网络设备故障对网络时延的影响，建立完整的AFDX综合可靠性模型。AFDX综合可靠性评价指标不仅将网络设备的固有可靠性、网络的拓扑结构、网络资源配置及网络的流量特性紧密的结合在一起，而且综合考虑了AFDX运行机制和动态调度策略。与当前现有的网络可靠性指标相比，本文提出的AFDX综合可靠性评价指标能够更加全面准确地反映网络长期运行中设备随机故障对网络性能降级的影响。 |
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发表于 2022-5-11 09:10:56
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