考虑随机共因失效的战时合成部队任务成功概率仿真评估

共因失效是装备遂行作战任务过程中存在的一种常见现象,是影响战时装备任务成功概率的重要因素。分析合成部队装备层次结构,构建合成部队作战任务剖面,并对合成部队装备共因失效和维修保障特点进行分析;以合成部队进攻阶段任务为研究对象,提出合成部队任务成功要求;充分考虑随机共因失效、多种类装备、多作战单元协同作战、随机任务时间、换件修理时间等复杂因素对战时合成部队任务成功性的影响,建立基于蒙特卡洛方法的合成部队作战任务成功概率仿真评估模型;通过算例,验证仿真模型的可行性和有效性。研究结果表明：所建模型能够用于战时合成部队任务成功概率评估和作战任务时间的规划;合理配置各类备件的携行数量,可以提升战时合成部队任务成功概率。     

随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估研究

共因失效广泛存在于装备作战任务过程中,合理地对共因失效事件进行建模,对于准确评估装备任务成功概率,具有十分重要的意义。针对现有的多阶段任务成功概率评估模型中没有考虑的一类随机共因失效问题,采用隐式二元决策图法,建立了当共因失效事件的产生服从随机分布时的多阶段任务成功概率评估解析模型,并以某型火箭炮装备为实际案例对模型进行了验证。研究结果表明：所建立的数学模型可以解决随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估问题,为评估装备多阶段任务成功概率提供了模型支撑;合理地任务剖面分析与建模有助于准确评估装备任务成功概率。     

航天发射场PMSCM 任务可靠性仿真评估

为了解决航天发射场复杂可维修多阶段任务系统(phased-mission system,PMS)的任务可靠性评估问题,依据考虑维修的多阶段任务系统(phased-mission system considering maintenance,PMSCM)理论和蒙特卡罗方法,基于系统特殊的任务成功定义规则,通过任务阶段的形式化描述与零部件的虚节点处理,建立可靠性评估仿真模型。将模型应用于航天发射场垂直总装厂房液压系统,成功分析了系统多阶段任务的可靠性均值、方差和置信区间。仿真结果表明:该模型能够找出系统的关键部件,为垂直总装厂房及航天发射场系统总体任务进行可靠性预计、分配和评估提供重要参考和决策支持。     

无人侦察机系统任务可靠度模型

为评估无人侦察机系统的任务可靠度，对其任务执行过程进行描述，将无人侦察机系统划分为任务期间具有可修性与不可修性的两大分系统，围绕有关致命性故障的发生概率与修复概率进行求解并在此基础上建立无人侦察机系统任务可靠度数学模型，为无人侦察机系统的任务可靠性评估提供定量依据。最后给出算例以说明该任务可靠度模型的有效性。     

基于任务的复杂武器系统可用性仿真研究

在复杂武器系统分不同的任务阶段、不同的工作方式且故障分布为非单一指数分布的情况下，运用蒙特卡洛法对其可用性进行动态仿真评估。将系统状态间各状态的转移时间均视为服从某一分布的概率值，运用蒙特卡洛法产生服从相应分布的随机数，最终通过分析随机数据得到系统可用性的近似解。实例分析中，通过对某武器系统在执行某任务时的可用性评估，并进行仿真结果的精度估计，结果证明该方法可行。     

复杂武器系统任务成功概率求解方法

每套武器系统与其保障系统构成了最小的军事单位，而一套武器系统又包括多种不同的装备，这些装备的完好性对于武器系统的任务成功完成具有重要的影响。武器系统的任务成功概率是武器系统维修保障能力的重要评估指标之一。本文在分别给出单台装备、多台相同装备的任务成功概率求解方法的基础上，利用复杂武器系统的任务成功逻辑关系得到复杂武器系统的任务成功概率；最后，通过计算某复杂武器系统某次任务的成功概率说明该方法的实用性。     

基于离散事件仿真的多状态多阶段任务系统可靠性分析

介绍了多状态多任务系统可靠性参数的离散事件仿真算法。对多阶段任务系统及其特点进行了分析,提出了利用表决冷储备（AS）树描述多阶段任务系统每个阶段的逻辑结构关系。利用状态图分析了多状态多阶段任务系统的行为。依据离散事件仿真思想,分别给出了多状态多阶段任务系统的仿真算法,具体介绍了算法的假设条件、输入参数、输出参数、算法框架、如何描述AS树、如何确定系统状态、如何确定单元转移状态。给出了计算实例,验证了该算法的正确性和有效性。该仿真算法可以很好地描述多阶段任务系统复杂行为,可以获得多种了解系统运行规律的可靠性参数,具有很强的通用性与实用性。     

LVC联合仿真可信度评估研究

针对真实—虚拟—构造(live-virtual-constructive,LVC)联合仿真可信度评估问题,深入分析LVC联合仿真系统体系结构、模型构成、应用方向及仿真流程。将系统构建阶段的模型校验与仿真应用阶段的分析评估相结合,提出一套工程实用的仿真可信度评估技术框架,并结合具体案例给出可信度评估实施方法流程,实现LVC联合仿真可信度量化评估。应用结果表明：该方法可融合领域专家经验知识,客观反映仿真系统可信程度,形成与专家认知相一致的量化评估结论,可有效支撑仿真可信度提升与应用效益发挥。     

可修单元组合任务维修度评估方法研究

针对传统任务维修性评估方法不能有效估算特定任务剖面内装备总体维修时间问题,提出一种可修单元组合任务维修度评估方法。采用贝叶斯更新理论对功能单元维修时间概率密度函数进行更新;通过仿真加拟合的方式对可修单元组合各故障事件排除概率进行计算。示例分析表明：该方法不仅能解决因数据不完全统计因素引发的功能单元概率密度函数估计不准确的问题,而且能更加便捷地计算多个函数的卷积;任务维修度评估结果更加可信。     

面向任务的作战单元携行备件配置优化方法研究

备件是作战单元的重要保障物资,能够使故障设备迅速恢复战斗力并投入作战使用。提出一种基于等效寿命转换的冗余系统备件需求计算方法,根据可修备件控制理论,以任务成功概率为目标函数,建立了基于多阶段任务的携行备件动态配置模型,通过引入拉格朗日约束因子,提出了多约束条件下的备件方案优化方法。通过算例,对结果进行了分析,计算得到的携行备件方案能够满足所有约束条件,并且与ExtendSim仿真结果之间的偏差小于3%,验证了该模型的正确性,为面向任务的携行备件优化提供了一种解决思路。     

基于蒙特卡洛仿真和遗传算法的车辆装备保障运输网络优化

车辆装备保障运输网络优化是影响非战争军事行动任务效果的关键环节。传统方法描述随机且不连续装备保障需求的能力弱,应用于非战争军事行动车辆装备保障运输网络优化方面,会导致结果不稳定。为解决这些问题,提出了基于蒙特卡洛仿真和遗传算法的车辆装备运输网络优化模型。结合非战争军事行动特点,利用边界条件设定,保障资源调度优化函数及保障资源约束条件设置,构建了车辆装备保障运输网络优化模型;采用遗传算法,在路网和运输路径两个层次对车辆装备保障运输网络进行寻优,进一步提高了运算结果的稳定性。通过残差分析验证了该模型的有效性。     

区域防空任务保障性参数研究

以区域防空任务作战想定为背景,将区域防空体系的作战任务划分为预警侦察、战斗机拦截、导弹拦截和高炮拦截4个阶段.针对各阶段任务,给出参战的装备作战单元类型,建立各阶段任务的保障性参数,包括反映平时训练的使用度和反映战时作战能力的任务完成率、战斗准备时间、再次出动率等.     

基于任务的联合机动编队反舰作战效能模型

为计算对抗条件下联合舰队编队反舰作战任务的完成程度,在分析联合机动编队体系结构和作战流程的基础上,建立基于任务的联合机动编队反舰作战效能评估模型.根据作战任务和作战流程,构建"任务效能-元任务效能-装备性能"三级效能评估指标体系,给出对舰探测效能、指挥控制效能、综合打击效能和作战任务效能计算模型,并通过实例进行仿真分析.仿真结果表明:该模型能有效体现作战环境和对抗对作战效能的影响,具有一定的理论意义和实践价值.     

基于星间链路的卫星导航系统星地业务信息传输规划调度方法研究

星间链路是现代卫星导航系统的主要技术特征之一。针对星间链路条件下卫星导航系统业务数据传输规划调度问题,设计了一种规划调度数学模型,并在此基础上提出了启发式规划调度方法。基于北斗三号卫星导航系统的场景设置,对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明：启发式规划调度方法能在北京、新疆和海南3个地面站组成的区域监测网条件下成功实现卫星导航系统30颗卫星的业务数据传输规划调度,调度结果满足卫星导航系统任务需求;各任务周期内平均需要地面站天线15.375个,且绝大部分地面站资源利用率超过70%.     

大规模多阶段任务系统马尔可夫可靠性模型的存储和计算

由于马尔可夫模型在进行多阶段任务系统的可靠性分析时,系统状态随部件增加呈指数增长,从而导致大规模条件下模型求解所需的存储量和计算量十分巨大。而根据马尔可夫模型中转移速率矩阵Q的取值规律和稀疏特性,给出了矩阵Q中元素q_ij基于状态二进制表示的计算公式,并提出了一种Q矩阵压缩存储(QMCS)方法。在模型压缩存储的基础上,进一步提出了基于Krylov子空间的可靠性求解算法。通过算例对比了不同压缩存储方案和不同求解算法的存储量、计算时间和可靠性结果,分析表明基于QMCS和Krylov子空间的模型求解方法具有较高的存储和计算效率,特别是在矩阵规模较大的情况下,该方法的计算耗时优于其他方法,且结果精度也能满足可靠性计算需求。