计算机应用研究

作者：吕书玉,戴新发,马中,高毅,胡哲琨,

单位：1.武汉数字工程研究所,武汉430074；2.哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨150001；3.图形处理芯片及智能计算系统技术创新中心,武汉430074；

关键词：云控制系统,容错构型,可靠性建模,广义随机Petri网,

基金：热能动力技术重点实验室开放基金资助项目(TPL2019C01)；；

云计算服务较低的可用性与工业控制系统较高的可靠性之间存在显著矛盾。通过冗余容错构型能够以空间为代价提升云控制系统的无故障运行时间，但需解决基于多副本的云控制系统容错架构设计与可靠性量化评估问题。结合云计算资源弹性扩展、虚拟机/容器动态迁移、故障自恢复等特性，设计了冗余热备、冗余冷备、三模冗余三类空间冗余容错构型，通过“1←N”模式的冗余副本机制实现容错构型的动态自重构，并基于广义随机Petri网构建容错构型可靠性模型，描述容错构型的故障逻辑与行为模式，采用蒙特卡罗仿真方法对容错构型的可靠性进行量化评估，避免复杂系统等效可达图状态空间组合爆炸的问题。实验表明，空间冗余容错构型的动态重构特点能够显著提升云控制系统的可靠性，所提可靠性建模与评估方法也有效解决了状态空间复杂性问题。

来源：2026年第3期

《计算机应用研究》期刊编辑部

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