[发明专利]一种集群系统任务可靠性建模仿真方法

说明书

本发明公开了一种集群系统任务可靠性建模仿真方法，步骤一、对集群系统中多功能设备的共用模块和各单一功能模块进行功能分析；步骤二、建立共用模块和各单一功能模块在不同功能状态时的可靠性模型；步骤三、根据各功能的使用时机以及上述可靠性模型，建立共用模块的功能选择可靠性模型；步骤四、基于共用模型的功能选择可靠性模型仿真得到集群系统任务可靠度；本发明方法能够针对集群系统多功能设备使用和备用关系建立有效的可靠性模型，并仿真计算出其可靠度。

技术领域

本发明属于装备可靠性研究的技术领域，具体涉及一种集群系统任务可靠性建模仿真方法。

背景技术

集群和编队任务方式随着物联网的广泛应用而蓬勃发展，如无人机集群、无人艇编队等在军事、商业、工业等领域已经快速得以实用。集群和编队中各个平台设备之间灵活组织、相互配合，可以将相对简单的平台设备组织起来完成复杂的任务工作，一方面大大降低了平台设备的研制成本，另一方面克服了复杂设备可靠性不高的缺点，集群和编队的装备应用方式发展前景广阔。任务可靠性是筹划集群系统执行复杂任务工作必需考虑的重要因素，在执行任务中多安排设备作为备份可以有效提高集群成功完成任务工作的概率，但是势必增加使用成本，为了降低成本就需要适当减少备份设备数量。有时由于某些环节考虑的不周到，可能造成应该备份的没备份，影响工作顺利开展，因此在制定较为复杂的集群任务方案时，需要对任务方案的集群任务可靠性进行评估分析，支撑任务方案策划。

系统任务可靠性评估分析，需要首先建立系统的任务可靠性模型，然后运用解析计算或者仿真方法求解系统的任务可靠度指标并开展分析。通常情况下，仿真方法在求解和分析复杂系统任务可靠性的工程应用方面更加实用。

任务可靠性模型有很多种类，最常用的是可靠性框图模型和故障树模型，这两种模型之间可以相互转化，常用计算工具包括Relex、AvSim等，然而这些传统常见的任务可靠性模型难以描述集群系统中多用途平台的备份运用逻辑，需要对模型进行拓展。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种集群系统任务可靠性建模仿真方法，能够拓展传统的系统可靠性框图模型，描述集群系统中多功能设备使用和备用关系。

实现本发明的技术方案如下：

一种集群系统任务可靠性建模仿真方法，包括以下步骤：

步骤一、对集群系统中多功能设备的共用模块和各单一功能模块进行功能分析；

步骤二、建立共用模块和各单一功能模块在不同功能状态时的可靠性模型；

步骤三、根据各功能的使用时机以及上述可靠性模型，建立共用模块的功能选择可靠性模型；

步骤四、基于共用模型的功能选择可靠性模型仿真得到集群系统任务可靠度。

进一步地，步骤二中的可靠性模型即为共用模块和各单一功能模块的串、并、旁、和联，以及N备K、表决的任务可靠性关系模型。

有益效果：

本发明方法能够针对集群系统多功能设备使用和备用关系建立有效的可靠性模型，并仿真计算出其可靠度，为多功能设备在集群系统中的可靠性研究提供了一种行之有效的方法。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

图2为本发明实施例共用模块的可靠性模型。

图3为本发明实施例N备K可靠性模型。

图4为本发明实施例共用模块的功能选择可靠性模型示意图。

图5为本发明实施例的集群任务可靠性框图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。