基于二元决策图的多阶段任务系统可靠性分析

分析了多阶段任务系统(PMS)可靠性分析中传统二元决策图(BDD)建模方法的不足,提出了一种将多阶段任务失效事件分解为互不相容的阶段失效事件,然后分别建立可靠性BDD模型的新方法。通过该方法建立的PMS可靠性BDD模型不但可以计算总体任务失效概率,同时也能计算任务在各阶段发生失效的概率。最后,给出了一个算例,验证了该算法的有效性。     

基于BDD算法的航天测控系统任务可靠性建模与分析

提出了一种航天测控系统的层次化建模方法,以及测控任务可靠性二元决策图(BDD)分析算法。在模型底层描述了测控系统的结构和任务需求信息,模型顶层将测控资源与任务进行统一,将测控单元任务弧段切割成不同阶段,建立了任务可靠性的故障树模型。采用ITE算法将故障树模型转换为BDD模型,并给出了BDD模型的计算方法。最后,运用实例说明了方法的有效性,进行了测控任务可靠性的灵敏度分析,找出了系统的薄弱环节。     

多阶段任务系统可靠性并联冗余优化模型

多阶段任务系统是一类普遍存在的复杂系统,研究其可靠性冗余优化对于该类系统设计具有重要的参考价值。针对多阶段任务系统的可靠性并联冗余优化问题,提出了采用冗余故障树和冗余BDD来描述系统冗余结构的方法。给出了冗余模块在多阶段任务系统中的可靠度计算方法,建立了整个冗余多阶段任务系统可靠度计算模型。在此基础上以费用最小为目标,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。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

多阶段任务系统可靠性分析的ROBDD算法

针对Markov方法分析多阶段任务系统(Phased-Mission System,PMS)可靠性时的状态空间爆炸问题,基于层次化建模思想,建立了PMS任务可靠性的顶层系统二维决策图(Binary Decision Diagram,BDD)模型和底层部件Markov模型。通过分析BDD中的同构节点和冗余节点,提出顶层模型构造过程中的同构节点合并策略和冗余节点删除策略。利用上述节点压缩策略生成简化模型,提高模型构造和存储效率。基于PMS部件排序规则,给出了层次化模型的递归求解方法,该方法的计算复杂度与顶层模型中的节点总数呈线性关系。通过算例分析,对比采用节点压缩策略前后的模型节点数,以及层次化方法与Markov方法的计算结果,验证了简化层次模型的正确性和有效性。     

基于满意度的多阶段任务系统可靠性冗余优化模型

冗余技术是提高多阶段任务系统可靠性的有效方法,目前对多阶段任务系统可靠性冗余优化研究甚少。分析了静态多阶段任务系统的特征和可靠性计算模型;构建了可靠度、体积、质量和价格的满意度函数并确定各个满意度函数的影响因子;建立了基于综合满意度函数的静态多阶段任务系统可靠性冗余模型,并利用微粒群算法对模型进行求解。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

基于GO法的多阶段共因失效任务系统可靠性评估

为了解决部件阶段依赖性与共因失效给系统可靠性分析带来的复杂性,针对多阶段共因失效任务系统,结合GO法易于处理有时序、含共因失效系统可靠性分析的特点,首先,将前一阶段的输出信号作为后一阶段的输入信号,建模时首尾连接各阶段模型,建立整个任务系统的隐性GO模型;其次,在进行各信号流状态组合运算时,融入阶段代数处理部件的阶段依赖性;再次,用隐性共因失效分析,将共因失效对系统的影响在状态组合的定量分析中表达出来,得到所需系统可靠性指标;最后,与基于二元决策图的算法进行对比验证。结果表明:GO法可以简捷、准确地处理多阶段共因失效任务系统可靠性评估问题。     

装备多阶段作战任务成功性评估

受使用方式、可靠性、维修性因素的影响,装备执行作战任务时常呈现出多阶段任务特性。通过对装备作战多阶段任务的分析与描述,基于Markov模型建立起单阶段任务成功性评估模型并给出求解方法,而后给出逐阶段评估多阶段任务成功性的过程,并通过系统状态映射机制解决阶段任务间系统状态数量不同的问题。最后,通过装备使用方案优化的示例展示了该方法在装备领域中的应用价值。     

面向任务的随舰备件配置方法

研究了多阶段任务成功概率的计算方法,根据舰船多阶段任务的特点,建立了随舰备件配置模型.提出了系统修整过程中确定备件配置方案的分析方法与系统执行任务过程中基于粒子群算法的备件配置模型.经实例分析表明:该模型既满足了任务成功概率的要求,又充分利用了舰船排水量和宝贵的备件存储空间,对于随舰备件的配置具有普遍的适用性.     

基于协同学的编队协同空战任务决策

基于协同学理论给出了编队协同空战系统的协同学框架;提出了编队协同作战方案的五元组定义,明确了影响系统进程的序参量;基于系统有序度与协同度的概念,构建了协同效能优化模型;以任务冲突检测与消解为依据给出了任务决策的约束条件;最后以二进制粒子群优化算法对此约束优化问题进行了求解.仿真结果表明,以协同学理论描述编队协同任务决策问题是可行的,构建的协同效能模型与任务决策方法在处理编队时序任务决策问题时是有效的.     

基于速度可控粒子群算法的航天测控系统任务可靠性分配

航天测控系统是一个典型的多阶段任务系统,讨论了可靠性分配时的约束条件和分配目标,构建了其任务可靠性分配模型,针对任务可靠性分配这类复杂的约束组合优化问题,提出了一种速度可控的粒子群优化算法.为克服粒子群算法的早熟问题,该算法引入了速度更新的方向控制规则和尺度控制规则用于增加群体的多样性,并根据两种控制规则,提出了种群粒子的速度更新策略.通过算例仿真,表明算法在用于航天测控系统任务可靠性分配问题时具有分配结果优、收敛速度快等优点.     

多阶段任务系统任务持续能力数学评价模型研究

分析了多阶段任务系统(PMS)及任务可靠度、可信度和任务效能等任务持续能力评价参数。结合实际装备系统大部分属于可用马尔可夫过程进行描述的可修复系统的特点,为简化模型复杂程度提出了一些合理的假设条件。针对两状态PMS,通过分析其状态转移关系,从阶段任务成功概率和阶段任务间转换概率的概念出发,分析给出其计算方法。结合对可信度和任务效能等参数的分析结果,建立其计算模型,从而建立了多阶段任务系统任务持续能力数学评价模型。最后结合常见的“靶场打靶”任务,通过对比仿真结果进行了模型的实例验证。     

基于标准门的BDD构造

一个有效的和简化的BDD将大大提高验证和测试生成效率.作者根据电路结构的特点,以标准门的BDD为基础,从原始输入到输出,通过逐级拼接,有效地完成电路的BDD构造.实验证明,该方法简单、直观而有效.     

飞机系统安全性指标的Petri Net分配方法

为解决动态故障树抽象而不利于交流的问题,利用Petri Net直观、易用且适用范围广的优点,提出基于Petri Net的飞机系统安全性指标分配方法。通过整理安全性指标及其相关的可靠性指标,选取失效率作为安全性指标,对比动态故障树及Petri Net建模方法,选取后者建立静态逻辑变迁和动态逻辑变迁的Petri Net指标分配模型。在此基础上,提出考虑严酷等级的系统安全性指标分配方法,经过算例分析,构建Petri Net层次系统故障模型进行指标分配。结果表明,分配值均在相应安全性指标内,该方法能够克服动态故障树法不直观、等分配法分配过于粗糙等缺陷,为飞机安全性设计与评估提供参考。     

【专题】基于深度学习及FPGA的装备目标检测研究

本文应用深度学习技术实现海天背景下基于可见光、红外方式成像的舰船及角反、烟幕干扰的目标检测,这也是反舰导弹作战使用的关键技术之一。采集的可见光与红外成像目标检测数据集涵盖实施典型干扰下的态势场景,贴近实战;结合四种不同的目标检测机制,选取YOLOV3、Faster R-CNN、SSD及CenterNet四种典型模型分别进行训练与验证,通过对比分析进一步提高弱小目标、复杂干扰态势的的检测,可以实现端到端的高精度装备目标检测模型。在确保精度的前提下基于现场可编程门阵列（FPGA）进行软硬件协同设计,通过对比分析选定基于Vitis AI的实施方案,经过模型的量化、编译与优化,可在保证检测效率的前提下快速实现模型的小型化部署,便于进行装备移植。研究结果表明,该研究内容可有效提高现役反舰导弹目标检测的准确率。     

数据链系统通用建模与仿真框架?

为开展数据链系统性能分析、效能评估及模拟训练等多样化研究，在建模和仿真需求分析的基础上，提出了通用数据链系统建模与仿真框架，旨在提高模型重用性，满足不同层次数据链仿真需求以及增强仿真系统可扩展性。首先给出了数据链系统组件化建模框架，分析了其模型逻辑结构，并对建模流程进行了阐述。然后，基于建模框架设计了数据链系统仿真框架，并对其构成和运用流程进行了详细描述。     

基于立方体理论的MFTA软件设计与实现

本文报道的MFTA(Multi-stateFaultTreeAnalysis)软件为可靠性工程师分析多状态系统提供一种计算机辅助分析工具。我们设计了友好的Windows95用户交互界面 ,采用树视图组件实现逻辑树结构框架的输入 ,采用字符串表格组件实现判定表的直接输入 (立方体形式的 0 -1序列 ) ,还实现了多态单调关联典型结构函数到立方体形式判定表的转化。以标准模板库 (StandardTemplateLibrary)为基础 ,采用面向对象程序设计方法构建了立方体类库 ;然后 ,实现了以立方体理论为核心的MFTA定性定量分析算法 ,完成了软件的研制。