[发明专利]一种用于舰载机并行闭环保障作业的建模方法

说明书

本发明涉及一种用于舰载机并行闭环保障作业的建模方法。该建模方法考虑了保障作业中的并行作业和闭环系统的特点，运用系统动力学方法对保障作业过程进行建模，能够同时分析系统的动态性能和静态指标，弥补常规建模方法只能得到静态指标或动态性能的缺点。本发明解决了舰载机保障作业过程中并行作业和闭环内舰载机数量固定不变的建模问题。建立了舰载机保障过程系统流图和系统状态方程，确定了保障能力的表达式。分析了保障系统的动态过程和静态性能，为提高航母作战能力提供参考意见。本发明通过仿真实验证实了建模方法的正确性和有效性。

(一)技术领域

本发明是一种用于舰载机并行闭环保障作业的建模方法，具体地说是一种基于系统动力学的舰载机并行闭环保障作业的建模方法。

(二)背景技术

随着我国航空母舰的发展，研究航母作战能力成为目前主要研究热点之一。由于航空母舰的主要作战武器为其搭载的舰载机，影响航母作战能力的主要因素为舰载机架次出动能力。而舰载机在甲板的保障能力是舰载机架次出动能力的关键组成部分。因而，研究影响舰载机在甲板上保障能力的主要因素对于提高舰载机保障能力和航母作战能力有着重要意义。

由于舰载机的保障过程具有如下主要特点：(1)复杂性，保障过程由多个环节构成，如充氧、充氮、加油、挂弹等，并且这些环节的衔接由串行和并行两种方式混合组成。(2)延时性，保障过程中某项工作由于所需的人员、资源等供应不能及时到位，这会造成进行该项工作所需的时间增加。(3)闭环性，由于航母上所搭载的舰载机数量是保持不变的，因而舰载机的作业网络具有闭环性特点。因此，对于舰载机保障过程的进行建模时需要考虑以上特点。

目前，国内外对于舰载机保障过程的建模所采用的方法主要有排队论方法、Petri网络方法、Agent方法和马尔科夫链方法等。为了研究舰载机保障过程的影响因素，需要分析系统的动态过程和静态性能。D.C.Dietz，1997和R.C.Jerkins，1994使用闭环排队网络方法对军机的出动回收过程进行建模，该方法只能计算静态指标。Y.Hou，2007使用Petri网络方法建立了舰载机出航的模型，该方法只能分析系统动态过程。A.MacKenzie，2012将Agent技术用于分析舰载机的实时动态调度过程，该方法能够分析系统的动态过程，但是不能给出最终的静态性能公式。J.P.Walters，2015采用马尔可夫链对装备后勤维修系统进行建模，当系统具有大量的变量时，计算量会非常大。因此，对于具有并行和闭环特性的舰载机保障过程，需要寻找一种新的方法。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种用于舰载机并行闭环保障作业的建模方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种用于舰载机并行闭环保障作业的建模方法包括：等待其余保障作业的舰载机模块(1)，其余保障作业模块1(2)，其余保障作业模块2(3)，等待加油作业的舰载机模块(4)，加油作业模块(5)，等待挂弹作业的舰载机模块(6)，挂弹作业模块(7)，等待执行任务的舰载机模块(8)，执行任务模块(9)。利用系统动力学实现舰载机保障作业中的并行闭环作业复杂建模问题，整体建模过程包括等待其余保障作业的舰载机数量、等待加油作业的舰载机数量、等待挂弹作业的舰载机数量和等待执行任务的舰载机数量4个状态变量，以及其余保障作业速率1、其余保障作业速率2、加油作业速率、挂弹作业速率和执行任务速率5个速率变量，得到最终的保障完毕的舰载机和保障能力模型。