1.一种面向复杂仿真系统的校验级联失效预警方法,其特征在于,所述方法包括:根据复杂仿真系统的多种校验任务构建多层校验网络;根据所述多层校验网络将每个所述校验任务划分为若干个连续的时间片,每个所述时间片对应一次完整的所述复杂仿真系统的运行与指标采集过程;计算所述多层校验网络的节点之间的状态转移概率,以使采用贝叶斯网络获取所述多层校验网络中校验节点状态的失效概率;对关键传播路径上所述校验节点之间的联合状态进行失效评估,得到联合失效概率;根据所述失效概率、所述联合失效概率构建三级预警机制,以通过优化评估算法进行预警状态样本迭代学习,生成级联失效预警方案;所述三级预警机制包括:节点级预警、路径级预警以及系统级预警;当存在某一校验节点的失效概率超过预设阈值,且所述校验节点对应的误差指标成上升趋势时,则触发所述节点级预警:其中, 为误差强度归一化函数, 为失效概率预设阈值, 为第 个校验节点当前第 个校验周期的校验环节指标, 为第 个校验节点当前第 个校验周期的校验环节指标, 为误差指标的最小变化量;根据所述多层校验网络中的传播强度权重与各校验节点的失效概率,计算所述关键传播路径的累积风险值:其中, 为关键传播路径的累积风险值, 为第 个校验节点与第 个校验节点之间的传播强度权重, 为第k个校验节点在时间片 的状态变量;当所述累积风险值超过路径级阈值是,判定当前关键传播路径存在高风险级失效情况,触发所述路径级预警,并标识为高风险的误差传导通道;通过加权聚合所有校验节点的失效概率,生成系统失稳指数:其中, 为系统失稳指数, 为第 个校验节点的传播强度权重;当所述系统失稳指数超过系统级阈值时,触发所述系统级预警,并启动紧急干预流程;将触发所述节点级预警、所述路径级预警及所述系统级预警对应的所有校验节点的状态变量作为预警状态样本,通过优化评估算法进行所述预警状态样本迭代学习,生成级联失效预警方案。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据复杂仿真系统的多种校验任务构建多层校验网络,包括:根据复杂仿真系统的多种校验任务设计由多个校验节点与有向边组成的多层校验网络,其中,每个所述校验节点包括所述校验任务对应的代码实现校验节点、算法收敛性校验节点、数值误差控制校验节点、物理一致性校验节点以及不确定性量化校验节点;所述有向边以所述校验任务对应的校验周期为传播单位,表征误差传播方向,并赋值传播强度权重与传播延迟参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述多层校验网络将每个所述校验任务划分为若干个连续的时间片,每个所述时间片对应一次完整的所述复杂仿真系统的运行与指标采集过程,包括:根据所述多层校验网络中校验节点的状态变量,将每个所述校验任务划分为若干个连续的时间片:其中, 为第 个校验节点在时间片 的状态变量, 为当前时间片 的校验环节指标满足预设阈值,无显著问题, 为当前时间片 的校验环节指标轻微超过预设阈值,则允许通过局部调整恢复, 为当前时间片 的校验环节指标严重偏离预设阈值或者连续两个周期异常或关键判据不满足,则已丧失校验功能;每个所述时间片对应一次完整的所述复杂仿真系统的运行与指标采集过程,且所述复杂仿真系统的状态在每个时间片结束时更新。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,计算所述多层校验网络的节点之间的状态转移概率,包括:采用两时间片转移网络计算所述多层校验网络的节点之间的状态转移概率:其中, 为状态转移概率, 为第 个校验节点在时间片 的状态变量, 为当前校验节点的目标状态变量, 为状态变量的父节点集合, 为多类概率归一化函数, 为第 个校验节点的固有偏置项, 为第 个校验节点与第 个校验节点之间的传播强度权重, 为状态映射函数, 为第 个校验节点与第 个校验节点之间的传播延迟, 为, 为误差强度归一化函数, 为第 个校验节点的校验环节指标, 为第 个校验节点。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,采用贝叶斯网络获取所述多层校验网络中校验节点状态的失效概率,包括:采用贝叶斯网络,根据在每个校验周期结束时采集的各校验节点的多源观测指标进行归一化后,计算所述多层校验网络中校验节点状态的失效概率:其中, 为失效概率, 为第 个校验节点在时间片 的状态变量, 为从第1个校验周期到当前第 个校验周期的观测序列。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对关键传播路径上所述校验节点之间的联合状态进行失效评估,得到联合失效概率,还包括:采用贝叶斯网络评估误差沿特定链路扩散的关键传播路径上,联合分布分解与消息传递算法计算所述关键传播路径上对应所有校验节点的联合失效概率:其中, 为第1个校验节点在时间片 的状态变量, 为第2个校验节点在时间片 的状态变量, 为第3个校验节点在时间片 的状态变量, 为第4个校验节点在时间片 的状态变量。
7.一种面向复杂仿真系统的校验级联失效预警装置,其特征在于,所述装置包括:校验网络构建模块,用于根据复杂仿真系统的多种校验任务构建多层校验网络;时间片划分模块,用于根据所述多层校验网络将每个所述校验任务划分为若干个连续的时间片,每个所述时间片对应一次完整的所述复杂仿真系统的运行与指标采集过程;节点失效校验模块,用于计算所述多层校验网络的节点之间的状态转移概率,以使采用贝叶斯网络获取所述多层校验网络中校验节点状态的失效概率;路径失效校验模块,用于对关键传播路径上所述校验节点之间的联合状态进行失效评估,得到联合失效概率;预警评估模块,用于根据所述失效概率、所述联合失效概率构建三级预警机制,以通过优化评估算法进行预警状态样本迭代学习,生成级联失效预警方案;所述三级预警机制包括:节点级预警、路径级预警以及系统级预警;当存在某一校验节点的失效概率超过预设阈值,且所述校验节点对应的误差指标成上升趋势时,则触发所述节点级预警:其中, 为误差强度归一化函数, 为失效概率预设阈值, 为第 个校验节点当前第 个校验周期的校验环节指标, 为第 个校验节点当前第 个校验周期的校验环节指标, 为误差指标的最小变化量;根据所述多层校验网络中的传播强度权重与各校验节点的失效概率,计算所述关键传播路径的累积风险值:其中, 为关键传播路径的累积风险值, 为第 个校验节点与第 个校验节点之间的传播强度权重, 为第k个校验节点在时间片 的状态变量;当所述累积风险值超过路径级阈值是,判定当前关键传播路径存在高风险级失效情况,触发所述路径级预警,并标识为高风险的误差传导通道;通过加权聚合所有校验节点的失效概率,生成系统失稳指数:其中, 为系统失稳指数, 为第 个校验节点的传播强度权重;当所述系统失稳指数超过系统级阈值时,触发所述系统级预警,并启动紧急干预流程;将触发所述节点级预警、所述路径级预警及所述系统级预警对应的所有校验节点的状态变量作为预警状态样本,通过优化评估算法进行所述预警状态样本迭代学习,生成级联失效预警方案。