多态加权k/N系统可用度动态评估模型

根据不同结构多态系统在使用过程中系统状态会随着时间不断变化的特点,以可用度评估为目标,在评估过程中加入时间参数,利用马尔科夫过程描述系统及其组件状态随时间变化的分布情况,结合通用生成函数,建立多态加权k/N系统可用度评估的动态模型。实例结果证明可用度动态评估模型的灵活性及实用性,更符合复杂系统工作的实际情况。     

考虑随机权重阈值的多态k/N系统任务可用度建模与优化

在权重阈值随机变化的条件下,现有多态系统可用度建模在实际工程应用中具有局限性.本文引入数量阈值并考虑权重阈值随机性,分析多态k/N系统中部件数量和权重不能彼此映射的问题,提出新的随机联合运算符结合通用生成函数的方法,建立系统任务可用度评价模型.本方法适用于权重阈值服从连续型随机分布的情形,优于传统递归算法.然后,分别构建系统可用性约束或成本约束下的系统优化模型,通过遗传算法编程,求解部件各状态的最优概率及权重.最后,以船舶运输系统为例阐述数量阈值对系统可用度的影响,并给出随机权重阈值下多态系统的设计优化结果.研究成果可为系统工程师开展可靠性设计和改进提供方法依据.     

基于SEBS-TOMS分层组合框架的导弹武器系统可用性建模与仿真

研究部署与任务期间导弹武器系统可用性建模方法与仿真实验设计。阐述了可用性概念,明确了量化指标,构建建模与仿真(modeling and simulation, M&S)一体化框架,利用分层组合的思想,提出了基于体系-实体-行为 状态(system-of-system, entity, behavior, state, SEBS)的可用性建模方法,即以体系组织集成建模为框架,以变结构实体建模为主体,以可用性为中心的行为建模为支撑,以基于故障与战损的可用状态建模为核心,并对模型的形式化描述展开研究。探讨了仿真实验设计的关键技术,提出基于测试 使用-维修-保障(test, operation, maintain, support, TOMS)的实验空间串联分割方法,并对随机变量建模、仿真优化设计、仿真系统可信度评估进行阐述。仿真结果表明,该分层组合评估方法快捷有效,仿真实验设计合理可行,极大地提高了可用性评估和分析的效率,为精确保障奠定了基础。     

GPS可用性建模与仿真

在考虑地球遮挡、导航信号自由空间衰减、导航卫星转发天线波束对地张角、接收机遮蔽角及大气层衰减等因素的影响下,对GPS导航星的空间可见性和信号的可用性进行了分析.分别给出了具体的GPS导航星空间可见性分析模型、接收机遮蔽角约束、信号衰减模型和GPS可用性分析判据,并结合典型应用背景对GPS导航的空间可用性进行了仿真分析.所采用的分析模型、方法及仿真结论对GPS在空间任务中的应用有一定的参考价值.     

修复率变化条件下的k/N(G)系统可用性研究

故障件修复率是可用性模型中与维修人员联系最紧密的参数,目前的系统可用性评估中常将其假设为一个单值常数,即认为维修人员效率相同且保持不变。但实际工作中参与维修的人员业务能力并不一样,且同一人员其修复率也会随维修管理以及其心理状态的变化而变化。针对这种情况,对k/N(G)系统分别建立了考虑维修人员能力差异和考虑维修管理及人员心理状态影响的可用性评估模型。基于生灭过程理论,对这两个模型进行了稳态求解。为维修保障人员的配置管理与决策分析提供了依据。     

基于任务的k/n(G)系统舰船备件需求预测

针对k/n(G)系统在事后维修与任务后检修相结合条件下的舰船备件需求预测问题,在备件寿命服从指数分布的条件下,首先建立了k/n(G)系统的备件需求预测模型,并给出了备件需求特征.然后,基于方便理解和简便计算的需要,以伽马型单部件需求为基础,给出了备件需求模型的工程解释和近似计算方法,并对近似算法的精度进行了验证.结果表...     

相邻k/n(F)系统可靠度的一个简单下界

本文应用布尔概率不等式推出了相邻ｋ／ｎ（Ｆ）系统可靠度的一个简单下界,该下界具有计算简便、实用的特点,在某些特定情形下较Ｄ．Ｃｈａｉｎｇ和Ｎｉｕ［１］提出的下限（部件可靠度相等）及Ｄｅｒｍａｎ和Ｌｉｅｂｅｒｍａｎ［２］提出的下限（部件可靠度不相等）更接近系统的真实可靠度,在处理具有统计相依事件的软件可靠性［４］中具有较大的应用前景。     

n/k(G)表决冗余多阶段任务系统可靠性优化模型

提出采用多阶段任务系统（phased mission systems, PMS）冗余故障树模型和PMS冗余二元决策图（binary decision diagram, BDD）模型来描述冗余多阶段任务系统;通过递归法实现PMS冗余故障树模型到PMS冗余BDD模型的转换,从而得到整个PMS的最小割集;在分析n/k(G)表决冗余模块在PMS中可靠度计算模型的基础上得到整个PMS的可靠性计算模型。以费用最小为目标,构建多阶段任务系统可靠性冗余优化模型,并应用微粒群算法对模型进行求解。算例通过一个三个阶段n/k(G)表决系统来阐述该方法的应用,并验证了模型的合理性及算法的有效性。     

容错计算机网络综合可用性建模与仿真分析

在充分分析现有UMS容错计算机网络可靠性分析技术的基础上,针对容错计算机网络可靠性分析中存在的问题,从容错网络系统的特点出发,对计算机网络系统的典型的容错设备可用性建模、网络流量对网络可用性的影响、计算机网络综合可用性评价进行了研究。在容错计算机网络设备可用性建模的过程中,首先分析了软硬件故障相关性系统的特点,采用基于随机Petri网的可靠性分析方法解决了复杂设备难以进行可靠性建模的问题。通过分析影响网络可用性的因素,建立了基于网络性能的综合可用性模型,与现有的网络可靠性评价指标相比,其评价指标反映的信息更加的全面和科学。这对于建设高可用性网络具有较大的指导意义。     

面向作战单元任务的可用性建模与分析

作战单元任务期间的可用性是衡量部队战斗能力与保障能力的重要指标。把作战单元的状态分为工作状态、备件包等待状态和维修状态,考虑作战单元工作时间、备件包等待时间和维修时间均服从指数分布的基础上,给出了作战单元的瞬时可用度和稳态可用度模型。另外,考虑各个状态逗留时间为一般分布的情形下,运用更新理论建立了作战单元可用性模型,并得到了作战单元的平均稳态可用度。     

分层器的建模

本文详细了阐述了化工过中的常见设备分层器的仿真培训系统用数学模型的设计思想和处理方法。     

n阶系统的fuzzy推理建模方法研究

把fuzzy推理建模法用于对一般n阶系统的建模中,分别建立了研究对象的输入输出型模型和状态空间型模型.在此基础上,对fuzzy推理建模法做了进一步的推广,分别选用梯形和"三角波"型fuzzy集隶属函数构造系统的微分方程模型,并通过仿真试验对两种模型进行了比较.     

c个修理工同步多重休假的k/n(G)表决可修系统

本文首次将"多个修理工同步多重休假"规则引入到c个修理工的k/n(G)表决可修系统中,在假设部件的工作寿命、故障后的修理时间和修理工的休假时间 分别服从参数λ(>0)、μ(>0)和θ(>0)的负指数分布下,利用拟生灭过程 和矩阵几何解方法,讨论了在稳态下系统处于各状态的概率分布,以及一些刻画系统性能的可靠性指标 和排队指标,如系统的稳态可用度、稳态故障频度和故障部件的等待修理时间等,并且讨论了四种特殊情况: 1) c=1,θ→+∞; 2) c=1,k=1,θ→+∞; 3) c=1,k=n,θ→+∞; 4) c=1,k=n-1,θ→+∞.最后给出了在c=2,n=6,k=3,λ=1/10,μ=1/5,θ=1/2的数值计算例子.     

基于马尔可夫过程的k/n(G)系统共因失效分析

利用马尔可夫过程研究了发生共因失效的k/n(G)系统可靠度计算方法。建立了共因失效时部件全部失效和共因失效时多个部件失效这两种情况下,不可修系统和可修系统的马尔可夫模型。分析了系统部分部件属于共因失效组的可靠度计算方法。利用算例验证了所建立的模型的有效性,结果显示,所建立的马尔可夫模型适用范围广,计算方便。     

基于PH分布的n中取k系统可靠性模型研究

本文以n中取k系统为研究对象,采用Phase-type(PH)分布代替指数分布等典型分布,假设部件在工作状态、储备状态和维修状态停留时间均为连续时间PH分布;建立了一种描述能力更强的系统可靠性解析模型,利用矩阵解析方法获得了系统稳态概率,推导出系统稳态可用度、工作时间、平均故障间隔时间和维修台故障件到达率的解析表达式;并通过算例验证了模型的正确性和适用性,演示了给定n值后,k值变化对系统可靠性规律的影响.     

基于BPN的作物栽培系统建模与优化方法

给出一种基于前馈神经网络ＢＰＮ的作物栽培系统建模与优化的方法。该网络经训练后能得到栽培系统的自变量与依变量之间的映射关系,且具有自联想推理功能。利用这一网络模型并通过单纯形法寻优可以获得各个目标和综合目标的最佳栽培技术方案。     

云计算环境下的多路数据流分层模块化建模与设计

提出多路数据流计算模型和对云计算物理系统的分层模块化建模方法. 云计算物理系统包含大量相连的嵌入式设备和计算 节点. 其开发难点在于系统复杂性所带来的设计和管理困难, 以及对海量数据的处理. 可行的解决办法是以多路数据流构 造抽象的设计模型, 利用自动化工具进行仿真、检验和优化, 再通过映射生成最终系统. 多路数据流扩展了传统数据流和 Google的MapReduce计算框架, 在简化设计的同时也使最终系统易于在云计算环境中实现.     

分层CPN在矿井馈电系统建模中的应用

矿井馈电系统是一种典型的离散事件动态系统。为了有效地对矿井馈电系统仿真,利用分层建模的思想来对矿井馈电系统的建模。对上层系统进行建模时引入复杂变迁,并在此基础上分解复杂变迁,最后利用所得的分层CPN（Hierarchical Colored Petri Net,HCPN）模型作为仿真软件的媒介,验证系统设计的合理性和安全性。通过利用CPN对矿井馈电系统建模,为最终开发出该系统的软件仿真平台奠定了良好的基础。     

区域防空部署优化系统建模

为了全面、合理地度量区域防空作战部署的优劣,解决兵力一定情况下的优化部署问题,首先提出了掩护价值的概念,它是掩护能力与保卫目标重要程度的综合量度;然后建立了一种新的评价区域防空部署的指标体系,给出了各指标或因素的具体确定方法;在此基础上建立了以掩护价值为目标函数的区域防空优化部署模型;提出了基于启发式方法的部署优化模型求解方法,给出了求解框架和算法流程。实际应用证明,模型是有效的,求解结果是可行的。     

两水平修理策略的k/n(G)表决系统可靠性分析

研究了具有两水平修理策略和两类修理工的表决可修系统,其中部件的工作时间和修理时间均服从负指数分布.使用马尔可夫分析方法和马氏链吸收时间理论,讨论了系统可用度、故障频度、首次故障前的平均时间等指标.在此基础上,分析了不同条件下系统相关指标随系统参数变化的情况.最后,通过蒙特卡罗仿真和特殊情形的数值结果验证了所得表达式的正确性.