基于AHP的指控装备信息网络仿真可信度评估

仿真模型的可信度评估,是仿真领域研究的一个热点问题.同样,对于指控装备信息网络仿真的可信度评估是建立指控装备信息网络模型,并依托模型进行仿真实验的重要环节之一.在分析指控装备信息网络的体系结构基础上,构建了指控装备信息网络的半实物仿真模型,给出了仿真可信度评估的指标集,并应用层次分析法计算出了指标集备因素的权重,然后,在提出正、负理想比较标准基础上,建立了仿真可信度评估的灰色模型,并对仿真可信度进行综合评估分析.最后,通过举例分析证实了所提出方法的可行性和有效性.     

柔顺复杂装备系统多状态动态退化演变可靠性建模与分析

针对复杂工况情形下,柔顺复杂装备系统内部关键零部件容易产生疲劳损伤,导致其在服役期内产生多状态退化迁移,难以评估系统动态退化过程可靠性的难题,本文通过采用齐次连续时间马尔可夫模型(homogeneous continuous time markov process, HCTMP),结合柔顺复杂装备系统动态退化机理,构建了柔顺复杂装备系统多状态动态退化HCTMP模型;并通过Monte Carlo模拟仿真了柔顺复杂装备系统退化失效风险.在柔顺复杂装备系统多状态动态退化HCTMP模型基础上,引入了动态瞬时期望、动态集成期望和状态滞留时间等敏感性测度指标来评估动态退化过程可靠度.案例研究表明,柔顺复杂装备系统多状态动态退化HCTMP模型能有效解决评估多状态动态退化过程的可靠性难题,为维修决策提供重要依据.     

无人侦察机系统研发阶段的效能评估PBS-ADC模型

为克服研发阶段无人侦察机系统的效能评估缺少装备整体试验和运行数据带来的构造ADC模型指标可用度、可信度困难问题,以经典ADC模型为基础,结合产品分解结构(product breakdown structure, PBS),提出PBS-ADC模型。既适用于装备使用期间,也适用于装备研发期间的效能评估。将无人侦察机系统分解到子系统层级,利用Q-过程理论计算出ADC模型中的指标可用度A、可信度D,同时应用搜索理论和全概率公式计算出系统能力C,结合A、D、C变量算法给出了无人侦察机系统效能动态关系式,实现了无人侦察机系统研发阶段效能评估,为无人侦察机系统的参数设计等问题提供了依据。     

基于HGERT网络模型的退化型失效可靠性评估

针对退化型失效的复杂装备系统,提出基于隐图解评审技术(hidden graphic evaluation and review technique,HGERT)网络模型来进行系统可靠性预计和评估的方法。图解评审法(graphic evaluation and review technique,GERT)网络中的节点代表装备失效过程中正常状态到失效状态的转移,通过传感器将反映系统隐性状态的性能特征参数进行量化输入,从而将GERT网络中的各个劣化状态节点进行展开。应用Viterbi算法对模型参数进行解码和学习,确定退化型失效系统状态转移概率。将装备运行中所处的工作应力、环境载荷等影响性能衰退的因素作为输入,将关键性能指标退化量作为输出,建立装备性能退化的一般控制模型并将其作为GERT网络活动传递的随机变量。借助于信号流图理论对参数进行解析,监测系统处于不同状态时的性能退化水平,为故障预测和装备健康管理提供支持。案例通过对铣床性能退化量的分析,证明所构模型的可行性和合理性。     

战时基于竞争失效的装备系统可靠性建模与预防性维修策略

针对战时装备受到使用退化与随机冲击的共同作用发生竞争失效的问题,提出了基于状态的预防性维修策略。首先建立了单系统的可靠性评估模型,该模型考虑了装备系统冲击阈值随总退化量的累计而减少的实际,并提出了阈值连续变化条件下的装备系统可靠性建模方法;其次针对装备的隐蔽功能故障,提出了定期检测下基于状态的预防性维修策略,构建了装备系统的成本率函数;最后结合实例分析,确定了装备系统的可靠度函数和最优预防性更换阈值,并对比分析了不同冲击阈值参数对可靠度的影响。研究结果表明:该模型可以有效解决竞争失效条件下装备系统的可靠性评估问题,同时也可为装备系统预防性维修策略提供模型参考。     

惯性导航状态数据分析与基于SVM的故障诊断模型构建

为更好地利用当前航空装备系统积累的大量飞行数据, 从中挖掘信息来更有效地服务于空军装备可靠性为中心的维修保障工作, 将数据分析技术应用到当前的装备故障诊断中, 设计并实现了某型飞机惯性导航系统状态数据分析和故障诊断系统. 分析了整个系统的数据处理过程, 对数据自动判读处理、数据清理和修正进行了研究. 设计了支持向量机模型, 提出了通过对惯导状态信息数据进行回归预测, 用预测值与实际值之间误差诊断故障; 通过状态数据和与之对应的故障信息库, 用支持向量机进行故障分类两种方法来实现故障的诊断和决策. 最后对模型进行了验证和分析.     

装备平行仿真技术的基础理论问题

平行仿真技术是近年来系统建模与仿真领域的新兴仿真技术,已经成为研究前沿。从战场指挥决策领域、装备任务规划领域和装备维修保障领域对仿真技术的新需求出发,归纳了以往仿真技术面临的突出问题,即领域模型固定,不具备自适应演化能力。提出了装备平行仿真技术的概念,并指出其应具备的特点,系统梳理了装备平行仿真技术的理论缘起和相关技术研究现状,并对主要相关技术进行了对比分析。在装备维修保障领域中,侧重讨论了面向装备剩余寿命预测的平行仿真技术,分析了模型定位问题和技术框架,探讨了主要建模技术,包括装备退化状态在线感知、装备退化状态空间模型构建、装备退化状态空间模型演化,为下一步开发面向装备剩余寿命预测的平行仿真原型系统提供了技术思路。     

基于CTMC族的多部件装备群稳态可用度建模方法

针对复杂可修装备群稳态可用度解析计算困难的问题,提出一种通过构建多个相关连续时间马尔可夫链(continuous time Markov chain,CTMC)来求解稳态可用度的方法。通过分析装备群的使用与维修特点,采用可用装备数、备件库存数、备件短缺数来刻画部件的状态,分别建立各类部件库存状态的CTMC,进而建立用于分析装备群稳态可用度的CTMC族模型;并根据各类部件的状态转移关系及转移率矩阵,在求解各类部件CTMC模型稳态概率的基础上,给出各类部件的期望备件短缺数和装备群稳态可用度算法。最后通过构建数值案例,将提出的CTMC族模型结果分别与仿真分析和多级可修产品库存控制模型的结果进行对比,验证了提出模型和算法的有效性。     

半马尔可夫跃迁历程下装备复杂系统多状态可靠性分析与评估

开展多态装备复杂系统可靠性建模、分析与评估研究,对于降低装备研制风险、优化保障系统建设、提升装备使用效能,具有重要作用。常规多态系统可靠性分析与评估体系,局限于马尔可夫指数分布状态跃迁历程假设,建模精度与解算可信度受限。突破指数分布技术瓶颈问题,构建半马尔可夫跃迁历程下多态系统可靠性建模、分析与评估体系,并针对船用机电耦合多态发电系统,实现新体系下可靠性建模、分析与评估的典型案例研究。研究表明,新体系可改善机、电类元器件强耦合复杂系统结构的多态可靠性刻画精度,有效规避系统的设计风险和使用风险;有助于实现装备配套保障系统建设的优化决策目标;对于装备系统设计人员与使用人员,具有重要的理论分析价值与工程应用价值。     

资源维修效能优化仿真研究

研究了评价战场机动维修分队效能的方法。维修分队对特定地域装备工作系统实施技术保障，为了通用起见，来特别指定所保障的装备。但被选用于参数分析的数值是以战术防空系统的维修分队技术保障为基础。机动维修分队的最终目标是保持武器装备系统有较高的战备完好状态。因此，维修分队效能是以工作武器装备单元的平均数和故障单元不工作的平均时间来度量。连续状态数学模型为解析模型，但它不是一种期望值模型。仿真输出结果是不工作武器装备单元数的概率分布和维修分队效能与使用的统计总结报告。     

装备使用效能评估模型及扩展

针对装备使用过程中的可靠性、维修性及保障性难以统一量化的问题,提出了装备使用效能的概念。使用效能是装备可靠性、维修性及保障性在使用过程中的具体量化指标。利用ADC模型的基本结构,通过拓展装备从完成单阶段单任务到多阶段多任务以及可用度矩阵、可靠性矩阵、能力矩阵的构造,给出了不可修装备使用效能评估模型的综合表达式。此模型对不可修装备的可靠性、保障性的综合权衡和优化等提供了依据。     

满足使命需求的武器装备系统组合方案搜索算法

武器装备系统组合是武器装备体系构建的基础。武器装备体系需求建模与仿真的一项基础工作是获得满足使命需求的可行武器装备系统组合方案,从而为武器装备体系需求模型构建提供基础数据支持。本文针对使命需求到装备系统之间的三层映射关系,利用改进的向量运算提出了一种满足武器装备体系需求建模与仿真的需要的装备系统组合方案搜索算法,通过实验证明算法具有便于编程实现、实用性强、可靠性高的特点。     

分布式容错实时控制系统的在线升级模型

分布式容错实时控制系统广泛应用于安全关键系统中。为了延长系统的使用寿命,满足用户对系统功能和性能的不断提高的要求,系统升级是必不可少的。提出一种支持分布式实时系统在线升级的结构模型,在保证系统运行时的可靠性和性能的同时,实现系统安全升级。详细分析了该模型的结构及其组成部分的功能,并利用随机Petri网建立在线升级模型的性能和可靠性评价模型。     

用于网络可信性评测的事件注入技术仿真研究

计算机网络系统的可信性评测是一个综合、复杂的研究问题,而在故障注入的基础上发展而来的事件注入技术,可以较好地应用于计算机网络系统可信性评测的研究。根据事件注入技术的原理,设计了一个用于网络可信性评测的仿真模型,并进行了相关仿真实验研究,最后讨论了该技术在计算机网络可信性评测中应用的问题。     

基于ADC法的防空导弹武器系统效能建模

基于ADC(availability dependability capability)法对防空导弹武器系统效能进行建模。针对防空导弹武器系统复杂的特点,构建了系统的多状态及状态转移的路径,充分体现了武器系统的可靠性水平,建立了可用性和可信度模型。克服了ADC法的不足,对系统能力向量进行拓展,考虑了指控能力、抗干扰能力、生存能力等综合性指标,突破单指标效能评估的局限性。采用多种方法组合,对量纲类指标采用标度法进行计算,对定量概率指标采用参数法进行建模,对定性概率指标采用标度法结合德尔菲法进行量化。通过算例的验证表明了该模型适用、准确。     

基于ADC法的防空导弹武器系统效能建模

基于ADC(availability dependability capability)法对防空导弹武器系统效能进行建模。针对防空导弹武器系统复杂的特点,构建了系统的多状态及状态转移的路径,充分体现了武器系统的可靠性水平,建立了可用性和可信度模型。克服了ADC法的不足,对系统能力向量进行拓展,考虑了指控能力、抗干扰能力、生存能力等综合性指标,突破单指标效能评估的局限性。采用多种方法组合,对量纲类指标采用标度法进行计算,对定量概率指标采用参数法进行建模,对定性概率指标采用标度法结合德尔菲法进行量化。通过算例的验证表明了该模型适用、准确。     

基于复杂网络的军事通信网络建模与性能分析

针对军事通信体系的复杂性和网络化结构特点,通过分析体系中装备实体及各装备之间的通信关系,抽取通信网络模型的构建要素,提出军事通信网络图结构模型。在此基础上设计基于图论的测度指标,分别从装备实体重要性、链路通信重要性以及网络抗毁性3个层次分析军事通信网络的性能。最后，通过具体实例对所提模型及评价方法的可行性进行检验,为战场复杂体系建设提供理论依据。     

基于云模型和证据理论的装备管理绩效评价

针对部队装备管理绩效影响因素复杂,评价过程具有模糊性、不确定性等特点,提出了基于云模型和改进证据理论的装备管理绩效评价方法。首先,构建了装备管理绩效评价指标体系,采用组合赋权法确定指标权重;然后,借助云模型对评语信息进行建模,构造基本概率分配函数,再引入Jousselme距离,通过计算证据可信度和可靠度得到证据的复合权重,以此作为权重系数对证据源进行修正;最后,采用改进的证据融合规则进行各指标基本概率分配融合,得到综合评价结果。通过实例分析验证了指标体系的科学性和算法的有效性,为部队装备管理绩效评价提供了参考。     

基于复杂网络的军事通信网络建模与性能分析

针对军事通信体系的复杂性和网络化结构特点,通过分析体系中装备实体及各装备之间的通信关系,抽取通信网络模型的构建要素,提出军事通信网络图结构模型。在此基础上设计基于图论的测度指标,分别从装备实体重要性、链路通信重要性以及网络抗毁性3个层次分析军事通信网络的性能。最后,通过具体实例对所提模型及评价方法的可行性进行检验,为战场复杂体系建设提供理论依据。     

基于正态灰云模型的装备维修保障系统效能评估

装备维修保障系统是一个复杂系统,对其效能进行评估是检验系统保障能力的重要手段。在分析装备维修保障系统构成的基础上,建立装备维修保障系统效能评估指标体系;考虑评估专家对指标权重判断的不确定性,采用区间层次分析法和三元联系数对指标进行赋权;利用正态云模型改进灰色三角白化权函数,提出一种正态灰云效能评估模型,集成了云模型和灰色评估法在处理模糊性、随机性和灰色性复杂问题方面的优势。最后通过实例分析和集对分析法、分形评估算法,验证了本文提出方法的有效性。