多阶段任务系统(PMS)可靠性模型研究

多阶段任务系统(phased mission system,PMS)包含了一系列具有时间连续且不相互覆盖的基本任务阶段。针对系统特点,对PMS的两种可靠性模型进行了初步的讨论和分析,并提出了一种对包含可修任务的PMS系统可靠性评估的方法。该方法从任务可靠度的角度描述了系统的可靠性,并结合可用度、可信度等描述参数建立了新的评估模型。最后从理论上分析了此方法的可行性,并通过实例验证了其有效性和正确性。     

不完全覆盖的多阶段任务系统可靠性综合分析

针对不完全覆盖条件,既有多个动态阶段又有多个静态阶段的多阶段任务系统可靠性分析,提出多阶段任务系统模块化分解的原则以及系统基本结构和算法,对分解后的静态子系统采用IGPMS-CPR算法,对动态的子系统采用覆盖模型结合马尔科夫链的一体化方法,并对动态子系统连接静态子系统的对应关系及简便算法进行了推广.这是一种综合许多成熟可靠性分析算法的方法,其低运算量和容易实施的特点在案例分析中得到充分展示.     

多阶段任务系统的备件保障度模型研究

多阶段任务系统是指系统在连续完成多个阶段任务过程中,任务成功与部件的关系不断变化的系统.定义了任务结构函数来表示任务成功与部件关系,同时给出了多阶段任务系统的备件保障度模型,该模型可以计算任意任务结构函数变化的多阶段系统的备件保障度,为任务前确定备件携行量提供决策依据.在该模型的基础上,给出了一个计算k阶段变化的k/N系统备件保障度的实例.     

k/N系统的多阶段任务可靠度模型

k／N热备份冗余系统已被广泛应用在现代高科技装备中．而对于某些k／N系统的k并不是一成不变的．而是根据实际任务而变化的．并且某些系统还存在一定数量的冷备份冗余部件。给出一种存在冷备份冗余部件且k随阶段变化而变化的k／N系统的多阶段任务可靠度模型，通过该模型可以为确定系统在完成特定任务情况下的热、冷备份部件数量提供决策依据．为该类系统的设计提供决策支持。     

基于任务可靠性的多阶段系统设备投入策略优化模型

为保证多阶段任务系统的高可靠性,在执行各阶段任务的过程中不仅会设置设备备份,同时也会设置复杂的任务执行方案备份.本文通过研究多阶段系统在各阶段的可执行任务状态空间、状态转移关系以及各阶段之间的状态影射关系,构建了该类系统的Markov可靠性模型.并以各阶段初的设备投入策略作为决策变量,系统的任务可靠性作为优化目标,设备投入工时作为约束条件构建了多阶段系统的设备投入策略优化模型.算例分析表明,本文模型利于对多阶段系统开展可靠性分析与系统的设备投入策略分析.     

基于分离BDD的通用多阶段任务系统可靠性分析

静态的通用多阶段任务系统的不完全覆盖、跨阶段依赖性极大地增加系统可靠性分析的复杂性和难度.基于SEA思想给出两级分离的组合方法将任务和阶段的不完全覆盖分割, 通过新增的阶段代数规则和向后阶段依赖运算式处理跨阶段依赖性,并且充分利用高效的多阶段系统双值决策图,实现模型规模和运算的简化.最后,通过案例分析, 将此分离BDD方法与三值决策图和多状态双值决策图对比, 验证其精确、高效和模块化的优点.     

不完全覆盖的多阶段系统可靠性集成分析

针对多阶段任务系统的可靠性分析,提出系统分解方法.在不完全覆盖条件下,综合两种方法:静态的IGPMS-CPR算法和动态的覆盖模型结合马尔科夫链的一体化方法,侧重研究静态子系统连接动态子系统的特殊对应关系并提出相应简便算法.此方法有效地集成多种成熟的分析方法,通过案例分析阐述其低运算量和容易实施的特点.     

基于多分辨率仿真的多状态系统任务可靠性及成功性评估方法

研究了装备系统研制早期在不同系统层次具有不完整、不确定信息条件下,系统任务可靠性及成功性的预估问题.通过逐层触发随机事件的分辨率解聚机制和重要性抽样的样本统计值修正方法,实现不同系统层次多分辨率数据的融合仿真.通过多分辨率条件下的受迫转移、失效偏倚等加速抽样方法,提高小概率事件的抽样效率,并通过修正抽样统计值,确保估计的无偏性.结合舰船系统航渡任务的算例研究,验证多分辨率仿真方法的有效性.发现该方法对于短任务时间或长任务时间,仿真效率均有不同程度的提高.基于仿真的灵敏性分析,评估了故障率、修复率及维修时间分布类型对系统可用度及任务成功性概率的影响程度.     

基于路集的多阶段任务系统可靠性分析模型

提出了一种基于路集的多阶段任务系统可靠性分析模型,将模型推广到更为一般的任意结构系统。该模型考虑了部件的工作配置关系,把多阶段任务系统的可靠性分析转化为系统的状态转移概率。同时给出了系统状态转移概率求解算法,最后给出了一个应用实例。     

一种基于BDD的多阶段任务系统可靠度新算法

BDD被应用于多阶段任务系统的可靠性分析中,提出了一种新的基于BDD的多阶段任务系统可靠度算法,算法中提出了一次性生成阶段任务系统BDD的快速算法,在生成的BDD的基础上,得到系统的结构函数并计算多阶段任务系统的可靠度,该算法有效解决了马尔可夫链等方法遇到的组合空间爆炸问题,最后结合应用实例,验证了该算法的有效性。     

作战任务空间的一致性描述

要解决作战仿真中军事领域专家与仿真技术专家之间的沟通问题,解决仿真间的互操作与仿真资源的重用,就必须要建立对真实世界(包括作战过程、作战实体、作战环境以及它们之间的交互等)一致性的描述模型,也就是要建立任务空间概念模型。本文提出了对作战任务空间的描述方法,并结合一个小例子,使用UML语言对其进行描述。     

基于面向服务的通用任务规划仿真集成方法研究

采用基于Service oriented architecture(SOA)的集成框架实现了仿真环境中无人机系统的通用任务规划模块功能的集成.给出了具有系统之系统特点的多无人机综合仿真环境UAVSSE体系结构设计和多层次集成方法.将任务规划功能模决抽象为任务规划服务,基于Web Services技术实现通用的任务规划服务封装.利用注册、发现和绑定机制,任务规划功能能够动态地集成进仿真运行,并能为多架无人机和多个地面系统的仿真提供任务规划服务.通过综合仿真环境中的原型系统验证了相关技术,结果表明基于面向服务方法的任务规划集成能够为多UAV仿真环境提供有效的任务规划功能集成,弥补了HLA在构建动态"系统之系统"仿真中的不足,并能为未来的仿真系统和真实UAV一体化运行提供借鉴.     

空中联合投送任务规划仿真与效能评估系统

空中投送体系在现代战争中发挥着重要作用。与美俄等军事强国相比,我国空中投送体系还存在明显的短板与不足。针对投送体系论证与使用分析需求,围绕运输机与货物、机场、航线之间的交互关系以及投送体系内多机型的协同关系,开发建立了一套具有模型构建与管理、想定编辑、运输任务规划、仿真推演、效能评估等模块的投送体系仿真与分析系统,可实现装载方案自动生成、任务流程自动规划、多机型组合使用优选、多任务动态调度等功能,能为我国未来投送体系与投送装备的发展论证提供技术手段。     

基于解析模型的空军战役作战模拟系统研究

采用系统建模与解析的方法研究空军战役作战模拟的方法和模型。以空军对地攻击战役中的武器装备体系作战效能评估为例,首先给出了战役作战过程的层次分解方法,将战役分解到八类基础作战活动。其次,根据战役的层次结构建立了对地攻击战役背景下的空军武器装备体系作战效能指标体系,并用解析法建立各类作战活动相应的模型。最后,简要介绍了基于以上方法和模型的空军战役作战模拟平台。     

战术移动Ad hoc网络仿真中移动模型研究

移动Ad hoc网络仿真中，节点移动模型的选取是否合适对于仿真非常重要，它直接影响到能否正确评价各层技术方案对动态拓扑的适应性。通过对现有移动Ad hoc网络移动模型的研究比较，针对战术移动Ad hoc网络结构特点，归纳出战术移动Ad hoc网络中节点移动特征，提出并建立了战术移动Ad hoc网络移动模型。通过仿真比较得出，建立的移动模型符合战术移动Ad hoc网络作战想定，适合战术移动Ad hoc网络仿真。     

复杂环境下的无人机任务决策模型

为实现不确定环境下无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)自主动态任务决策,提出一种基于变结构离散动态贝叶斯网络(structure-varied discrete dynamic Bayesian network, SVDDBN)的任务决策模型。该模型由威胁等级评估、目标价值评估和态势优势评估三部分组成,在此基础上可完成突变过程建模。根据以上三部分的评估结果,运用变结构离散动态贝叶斯网络推理算法得到当前时刻的任务决策。仿真结果表明,给出的决策模型满足突发威胁下的任务决策需求。     

编队协同反潜概念模型研究

概念建模是当前仿真领域的关键技术之一,被用于连接真实世界和仿真模型,建立概念模型有利于实现仿真间的互操作和促进仿真资源的重用。分析了概念模型的建立过程,简要介绍了统一建模语言UML。结合编队协同反潜的特点,建立了实体、任务、动作和交互的概念模型,并利用UML对协同反潜军事活动进行了形式化描述。所建模型可以减小军事专家与仿真技术人员对该活动的认知偏差,缩短建模与仿真的工作周期。     

航天任务系统仿真框架中的HLA时间管理

为了实现航天任务系统仿真框架中各组件的时间同步和组件间的协调数据通讯,分析了时间管理的特点和目标,设计了具有良好兼容性的时间同步管理策略.该策略运用事件驱动技术实现了时间步长在联邦范围内的动态选择,以多种推进服务组合的方式完成了组件间的时间同步和有序数据交换,并用petri网给出了联邦成员的推进逻辑图.分析表明,该策略实现了仿真组件时间同步策略的统一性和兼容性,促进了仿真组件的重用,在保证仿真逻辑正确的同时实现了系统的高效推进,对其它类似的分析仿真系统的时间管理具有一定的借鉴意义.     

基于BDI智能体的无人作战飞机自主任务管理系统

无人作战飞机自主任务管理是减小平台对操作员依赖的关键之一.提出了基于BDI智能体的无人作战飞机自主任务管理系统体系结构.针对传统BDI解释器的缺陷,结合无人作战飞机应用的需求,设计,实现了一种并行的解释器实现结构,并给出了基本元动作定义.在此基础上讨论了无人作战飞机自主任务管理系统的功能设计与实现问题.初步仿真结果表明,平台能够对环境变化及用户指令做出正确反应.     

FMS可视化建模、仿真和验证的集成设计方法

本文提出了一种运用面向对象的建模语言“统一建模语言(UML)”和SPIN(PROMELA模型)来对柔性制造系统进行建模和验证的方法。运用UML中的类图来表示FMS中对象之间的静态关系,运用状态图来描述系统的动态行为。然后将UML的模型自动转化为PORMELA模型,运用模型检查工具SPIN来对此模型进行检查,以验证模型的正确性。此方法可以描述和检查系统的性质,从建模,仿真一直到模型检查,提供对FMS的全面系统的设计,并可被用来设计可靠的FMS控制软件。