一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法，属于系统风险分析技术领域。该方法包括以下步骤：根据舰载机着舰任务的各项行为活动的逻辑结构构建引入资源约束下行为活动排队处理的等待时间以及行为活动重叠的时间因子的GERT网络模型；根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差以及各项行为活动的执行时间方差；根据所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值找出引起任务总执行时间变化的一项或多项行为活动；将所述一项或多项行为活动作为风险控制的关键环节进行监控，以便舰载机着舰任务执行的安全优化。本发明专利技术技术方案实现有效控制舰载机着舰任务风险。

A risk control method for landing mission of shipboard aircraft based on GERT

【技术实现步骤摘要】
一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法
本专利技术涉及系统任务风险分析
，尤其涉及一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法。
技术介绍
复杂系统任务的执行依赖于各项具体的功能，每个功能由特定结构的行为活动来实现，状态表征其执行的实时情况，结构定义系统的基本组成单元和单元之间的组合方式。伴随着日渐密集的任务需求，任务间隔紧密程度越来越高，系统中各项行为活动间的交互耦合关系愈加突出，使得用户对系统的时间特性提出了更为严苛的要求。目前舰载机着舰任务的执行时间在任务执行过程中受到多种因素的影响。首先，系统中的各项行为活动需依赖于各类资源得以执行，由于系统中资源的数量有限，系统无法保证每一个到达的服务对象都能立即得到服务，由此会产生由于排队等待资源处理引起的等待时间。此外，为提高系统任务的执行效率，在任务中部分上下游活动之间存在重叠执行的情形。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法，用以解决现有技术所建立的任务流程的随机网络模型中所忽略的资源约束引起行为活动排队处理的等待时间以及上下游活动之间存在重叠的影响问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法，包括以下步骤：根据舰载机着舰任务的各项行为活动的逻辑结构构建引入资源约束下行为活动排队处理的等待时间以及行为活动重叠的时间因子的GERT网络模型；根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差以及各项行为活动的执行时间方差；根据所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值找出引起任务总执行时间变化的一项或多项行为活动；将所述一项或多项行为活动作为风险控制的关键环节进行监控，以便舰载机着舰任务执行的安全优化。进一步地，根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差的计算公式如下：σ2(T)＝E(T2)-(E(T))2；其中，ME(s)为所述GERT网络模型的矩母函数，WE(s)为GERT网络模型的等效传递函数，PE＝WE(0)，pE为等效网络实现概率，E(T)为舰载机着舰任务总执行时间T的均值；所述各项行为活动Ai的执行时间方差的计算公式如下：其中，为GERT网络模型中节点之间传递时间的矩母函数，为舰载机着舰任务中行为活动Ai的执行时间的均值。进一步地，所述GERT网络模型包括节点和连接节点之间的箭线；其中，所述节点为任务的不同状态，所述连接节点之间的箭线表示状态之间的传递关系；所述GERT网络模型的等效传递函数WE(s)为所述GERT网络模型的增益矩阵G中终节点j所在行数和源节点i所在列数对应的元素。进一步地，所述GERT网络模型中任意源节点i到终节点j之间的增益矩阵G为：G＝(I-Q)-1P；其中，Q和P为GERT网络模型的信号流图增益矩阵A的两个传递矩阵，Q表示GERT网络模型的源节点以外的n个节点间的传递关系矩阵，P表示m个源节点到剩余n个节点的传递函数矩阵。进一步地，所述GERT网络模型的信号流图增益矩阵A为：其中，为所述GERT网络模型中节点之间的传递函数，为GERT网络模型中节点之间传递时间的矩母函数，为行为活动Ai在前导节点i的状态实现的条件下发生的概率。进一步地，所述GERT网络模型中节点之间传递时间的矩母函数的计算公式如下：其中，s和λ为常数，为节点之间行为活动服务时间的矩母函数，为舰载机着舰任务中行为活动之间存在重叠情况下的时间因子，为服务对象在行为活动中平均等待时间。进一步地，所述舰载机着舰任务中行为活动之间存在重叠情况下的时间因子为：其中，是信息向下游行为活动Ai+1传递时行为活动Ai已执行时间，表示行为活动Ai的执行时间。进一步地，所述服务对象在活动中平均等待时间包括无资源共享的行为活动在任务执行过程中服务对象在行为活动Ai中平均等待时间和有资源共享的行为活动在任务执行过程中第k项行为活动在资源R1中的平均等待时间；所述无资源共享的行为活动在任务执行过程中服务对象在行为活动Ai中平均等待时间的计算公式如下：其中，λi为任务中第i项行为活动Ai的服务对象到达速率，ci为执行活动Ai所需的资源数量，ρi＝λi/μi，μi为第i项行为活动Ai的平均服务率，k为行为活动的项数；所述有资源共享的行为活动在任务执行过程中第k项行为活动在资源R1中平均等待时间的计算公式如下：其中，为对共享资源R1的k类服务对象的总的服务对象的到达速率，为共享资源R1相对于服务对象的平均服务速率，c1为共享资源R1的数量，k为行为活动的项数。进一步地，根据所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值找出引起任务总执行时间变化的一项或多项行为活动包括：若所述比值大于预定阈值，则判定相应的行为活动的执行时间对舰载机着舰任务总执行时间波动影响较大，选定该项行为活动；否则，不选定。进一步地，所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值的计算公式如下：其中，为行为活动Ai的执行时间方差，σ2(T)为所述舰载机着舰任务总执行时间方差。本技术方案的有益效果如下：本专利技术公开了一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法，根据舰载机着舰任务的各项行为活动的逻辑结构构建引入资源约束下行为活动排队处理的等待时间以及行为活动重叠的时间因子的GERT网络模型；根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差以及各项行为活动的执行时间方差；根据所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值找出引起任务总执行时间变化的一项或多项行为活动；将所述一项或多项行为活动作为风险控制的关键环节进行监控，以便舰载机着舰任务执行的安全优化。本专利技术解决了现有技术忽略了资源约束引起行为活动排队处理的等待时间以及上下游活动之间存在重叠的影响的问题，使得所建立的任务流程的随机网络模型更贴近于真实的任务过程，从而实现有效控制舰载机着舰任务风险。与现有技术相比，本专利技术的关键点在于：(1)在理想状态下任务执行时间的基础上，考虑由于资源约束引起行为活动排队等待资源处理的等待时间，使建立的任务流程模型更贴合于真实的任务过程。(2)考虑在实际任务过程中，为提高任务执行效率，在一些上下游活动之间会存在部分重叠的情况下加入时间因子，以修正GERT网络中的传递函数，使GERT网络模型更贴合实际情况。(3)考虑任务中各项行为活动执行时间的波动对整个系统任务执行时间的影响，从而易于找出任务过程中的关键环节，进一步优化任务过程的安全。(4)基于GERT建立的任务流程随机网络模型具有可视化、易于理解，便于简析的特点，可针对不同任务流程构建相应的随机网络模型，具有一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据舰载机着舰任务的各项行为活动的逻辑结构构建引入资源约束下行为活动排队处理的等待时间以及行为活动重叠的时间因子的GERT网络模型；/n根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差以及各项行为活动的执行时间方差；/n根据所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值找出引起任务总执行时间变化的一项或多项行为活动；/n将所述一项或多项行为活动作为风险控制的关键环节进行监控，以便舰载机着舰任务执行的安全优化。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于GERT的舰载机着舰任务风险控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据舰载机着舰任务的各项行为活动的逻辑结构构建引入资源约束下行为活动排队处理的等待时间以及行为活动重叠的时间因子的GERT网络模型；
根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差以及各项行为活动的执行时间方差；
根据所述各项行为活动的执行时间方差与所述舰载机着舰任务总执行时间方差的比值找出引起任务总执行时间变化的一项或多项行为活动；
将所述一项或多项行为活动作为风险控制的关键环节进行监控，以便舰载机着舰任务执行的安全优化。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述GERT网络模型的矩母函数得到舰载机着舰任务总执行时间方差的计算公式如下：



σ2(T)＝E(T2)-(E(T))2；
其中，ME(s)为GERT网络模型的矩母函数，WE(s)为GERT网络模型的等效传递函数，PE＝WE(0)，pE为等效网络实现概率，E(T)为舰载机着舰任务总执行时间T的均值；
所述各项行为活动Ai的执行时间方差的计算公式如下：






其中，为GERT网络模型中节点之间传递时间的矩母函数，为舰载机着舰任务中行为活动Ai的执行时间的均值。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述GERT网络模型包括节点和连接节点之间的箭线；其中，所述节点为任务的不同状态，所述连接节点之间的箭线表示状态之间的传递关系；
所述GERT网络模型的等效传递函数WE(s)为所述GERT网络模型的增益矩阵G中终节点j所在行数和源节点i所在列数对应的元素。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述GERT网络模型中任意源节点i到终节点j之间的增益矩阵G为：
G＝(I-Q)-1P；
其中，Q和P为GERT网络模型的信号流图增益矩阵A的两个传递矩阵，Q表示GERT网络模型的源节点以外的n个节点间的传递关系矩阵，P表示m个源节点到剩余n个节点的传递函数矩阵。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述GERT网络模型的信号流图增益矩阵A为：



其中，为所述GERT网络模型中节点之间的传递函数，为GERT网络模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦健，夏宏青，董洁，赵廷弟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11