[發明專利]一種集群系統任務可靠性建模仿真方法

在審

• 申請號: 201910356404.7
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110096797A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 張揚;黃金娥;王大翊;張衍;程紅偉;劉隆波;徐東;葛威;熊玲;付蕓;賀喆
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92942部隊
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪;劉芳

本發明公開了一種集群系統任務可靠性建模仿真方法，步驟一、對集群系統中多功能設備的共用模塊和各單一功能模塊進行功能分析；步驟二、建立共用模塊和各單一功能模塊在不同功能狀態時的可靠性模型；步驟三、根據各功能的使用時機以及上述可靠性模型，建立共用模塊的功能選擇可靠性模型；步驟四、基于共用模型的功能選擇可靠性模型仿真得到集群系統任務可靠度；本發明方法能夠針對集群系統多功能設備使用和備用關系建立有效的可靠性模型，并仿真計算出其可靠度。

技術領域

本發明屬于裝備可靠性研究的技術領域，具體涉及一種集群系統任務可靠性建模仿真方法。

背景技術

集群和編隊任務方式隨著物聯網的廣泛應用而蓬勃發展，如無人機集群、無人艇編隊等在軍事、商業、工業等領域已經快速得以實用。集群和編隊中各個平臺設備之間靈活組織、相互配合，可以將相對簡單的平臺設備組織起來完成復雜的任務工作，一方面大大降低了平臺設備的研制成本，另一方面克服了復雜設備可靠性不高的缺點，集群和編隊的裝備應用方式發展前景廣闊。任務可靠性是籌劃集群系統執行復雜任務工作必需考慮的重要因素，在執行任務中多安排設備作為備份可以有效提高集群成功完成任務工作的概率，但是勢必增加使用成本，為了降低成本就需要適當減少備份設備數量。有時由于某些環節考慮的不周到，可能造成應該備份的沒備份，影響工作順利開展，因此在制定較為復雜的集群任務方案時，需要對任務方案的集群任務可靠性進行評估分析，支撐任務方案策劃。

系統任務可靠性評估分析，需要首先建立系統的任務可靠性模型，然后運用解析計算或者仿真方法求解系統的任務可靠度指標并開展分析。通常情況下，仿真方法在求解和分析復雜系統任務可靠性的工程應用方面更加實用。

任務可靠性模型有很多種類，最常用的是可靠性框圖模型和故障樹模型，這兩種模型之間可以相互轉化，常用計算工具包括Relex、AvSim等，然而這些傳統常見的任務可靠性模型難以描述集群系統中多用途平臺的備份運用邏輯，需要對模型進行拓展。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種集群系統任務可靠性建模仿真方法，能夠拓展傳統的系統可靠性框圖模型，描述集群系統中多功能設備使用和備用關系。

實現本發明的技術方案如下：

一種集群系統任務可靠性建模仿真方法，包括以下步驟：

步驟一、對集群系統中多功能設備的共用模塊和各單一功能模塊進行功能分析；

步驟二、建立共用模塊和各單一功能模塊在不同功能狀態時的可靠性模型；

步驟三、根據各功能的使用時機以及上述可靠性模型，建立共用模塊的功能選擇可靠性模型；

步驟四、基于共用模型的功能選擇可靠性模型仿真得到集群系統任務可靠度。

進一步地，步驟二中的可靠性模型即為共用模塊和各單一功能模塊的串、并、旁、和聯，以及N備K、表決的任務可靠性關系模型。

有益效果：

本發明方法能夠針對集群系統多功能設備使用和備用關系建立有效的可靠性模型，并仿真計算出其可靠度，為多功能設備在集群系統中的可靠性研究提供了一種行之有效的方法。

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖。

圖2為本發明實施例共用模塊的可靠性模型。

圖3為本發明實施例N備K可靠性模型。

圖4為本發明實施例共用模塊的功能選擇可靠性模型示意圖。

圖5為本發明實施例的集群任務可靠性框圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。