一种用于建立装备体系任务可靠性模型的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，首先建立用于体系任务可靠性描述的描述模型，再建立用于体系任务可靠性分析的分析模型，为之后获取装备体系任务可靠性的数值解提供基础。本申请选择EOOPN模型作为装备体系任务可靠性分析的模型，明确了DoDAF子模型向EOOPN模型的转换规则，实现了基于EOOPN模型建立装备体系任务可靠性模型的发明专利技术目的。明目的。明目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于建立装备体系任务可靠性模型的方法


[0001]本专利技术涉及装备体系的计算机应用领域，特别地，涉及一种在EOOPN建立装备体系任务可靠性模型的方法。

技术介绍

[0002]关于装备体系任务可靠性模型的研究，主要存在如下几个方面的问题：（1）装备体系的任务可靠性描述方法对一个大型复杂系统进行分析的前提是明确其组成、结构以及功能行为。对于装备体系的任务可靠性分析来讲，必须首先从任务可靠性角度将系统描述清晰。该描述应既符合工程实际又便于任务可靠性建模与评价，既能够对系统的组成单元、功能结构有一个明确描述，又能考虑到其所承担的作战任务的时间段、任务间的逻辑关系、任务使用资源约束、资源状态的动态随机性等因素的表述。当前，已开发的体系结构分析框架多用于系统的需求分析、装备论证与开发监管等方面，较少的从任务可靠性角度建立描述模型。因此，需要对已有体系结构分析框架进行扩展，解决装备体系任务可靠性描述问题。
[0003]（2）系统任务可靠性分析模型的选择和生成装备体系的任务可靠性描述模型只是一个静态描述模型，并不能完成对系统任务可靠性的定量分析。原始的Petri网由于模型元素种类有限、结构简单，难以用于装备体系这类复杂系统的分析。并且，在对装备体系这类大规模的复杂系统建立EOOPN（扩展的面向对象Petri网）模型时，仅通过人工手段工作量大、出错概率高。因此，需要寻找转换方法来简化EOOPN建模难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，首先建立用于体系任务可靠性描述的描述模型，再建立用于体系任务可靠性分析的分析模型，为之后获取装备体系任务可靠性的数值解提供基础，以解决从任务可靠性角度的体系描述模型构建问题、简化EOOPN建模难度、帮助建模人员进行模型分析计算的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种一种用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，包括步骤:A、建立用于体系任务可靠性描述的描述模型；以美国国防部体系结构框架 2.0框架为基础，对系统接口模型进行扩展；构建三个DoDAF子模型，分别为描述阶段任务的作战任务多阶段模型、描述可靠性逻辑的阶段任务可靠性逻辑模型和DoDAF视图产品中描述部件状态转换的系统状态转移描述模型；B、建立用于体系任务可靠性分析的分析模型；以EOOPN模型为基础，将DoDAF子模型作为输入，定义EOOPN子模型XML标签的变迁结构，将DoDAF子模型转化为三个相应的EOOPN子模型；将EOOPN模型应用到多阶段任务系统进行建模；三个EOOPN子模型为作战任务多阶段模型、阶段任务可靠性模型部件状态模型和
系统状态转移描述模型。
[0006]优选的，所述三个DoDAF子模型具体为：作战任务多阶段模型，将每个阶段下的武器平台的工作时间进行划分，划分后同一阶段下的时间片有着相同的长度，对每个阶段任务及执行顺序进行时序逻辑的描述；阶段任务可靠性逻辑模型，扩展系统接口描述模型，引入“与”、“或”和“表决”三种逻辑符号，用于对武器平台之间或部件之间的可靠性逻辑进行描述；系统状态转移描述模型，描述系统状态、引起状态改变的事件以及状态之间的关系。
[0007]优选的，所述定义 EOOPN子模型XML标签的变迁结构具体为：变迁的标签结构包括与门变迁、非门变迁、或门变迁、表决门变迁、概率门变迁、时延门变迁。
[0008]优选的，所述将EOOPN模型应用到多阶段任务系统进行建模具体为：多阶段任务系统的建模分为三层：第一层在总任务层次进行建模，描述总任务所包含的各个阶段任务的种类、持续时间、执行顺序；第二层在阶段任务层次进行建模，描述承担该阶段任务的武器平台间的工作方式及阶段成功状态，工作方式包括串联、并联、表决或混连；第三层在部件层次进行建模，描述部件的状态变化信息。
[0009]优选的，所述总任务层次进行建模的转换步骤为：步骤101：读入DoDAF子模型中的作战任务多阶段模型的XML文档，并生成一个写XML的流；步骤102：判断是否存在XML标签元素；判断为是，转入步骤103；判断为否，转入步骤112；步骤103：读取XML标签元素，当XML标签元素为“DoDAF自定义模型”时，转入步骤104；当XML标签元素不是“DoDAF自定义模型”时，转入步骤105；步骤104；写入ID为“EOOPN”的最外层网，为“EOOPN”网添加成功库所、失败库所、广播库所，并添加连接成功库所、失败库所的弧；返回步骤103；步骤105：判断XML标签元素是否为“P_Connection”，是则转入步骤106，否则转入步骤107；步骤106：为“EOOPN”网添加上一阶段成功与门、失败与门和下一阶段开始库所之间的弧；返回步骤103；步骤107：判断XML标签元素是否为“Phase_Mission”，是则转入步骤108，否则转入步骤112；步骤108：为“EOOPN”网写入ID为Phase_ID的阶段i 子网，为阶段i 子网写入阶段开始库所、结束库所、成功库所、失败库所；进入“Phase_Mission”标签的下一层，为“EOOPN”网写入阶段结束的时延变迁、阶段成功和阶段失败的与门变迁，写入连接结束库所和结束变迁、成功库所和成功变迁、失败库所和失败变迁之间的弧；步骤109：判断当前阶段i是否为1阶段，是则转入步骤110，否则转入步骤103；步骤110：为阶段i子网写入下一个任务开始的时延变迁；为阶段i子网写入连接开
始库所和该时延变迁的弧；步骤111：转入阶段任务层次的转换算法；步骤112：结束。
[0010]优选的，所述阶段任务层次的建模的转换步骤为：步骤201：判断是否存在XML标签元素；判断为是，转入步骤202；判断为否，转入步骤213；步骤202：读取XML标签元素，当XML标签元素为“Logic_Mark”时，转入步骤203；当XML标签元素不是“Logic_Mark”时，转入步骤204；步骤203：为阶段i 子网写入ID为Logic_ID，类型为Logic_Type相反的逻辑变迁；返回步骤201；步骤204：判断XML标签元素是否为“System_Unit”，是则转入步骤205，否则转入步骤207；步骤205：为阶段i 子网写入设备库所和设备工作库所，并写入一个概率门变迁，添加连接设备库所、设备工作库所两者与概率门变迁的弧；为阶段i 子网写入ID为System_ID的部件状态网；步骤206：进入“System_Unit”标签的下一层，转入部件层次的转换算法；步骤207：判断XML标签元素是否为“L_Connection”，是则转入步骤208，否则转入步骤214；步骤208：判断两端是否为逻辑符号；是则转入步骤209，否则转入步骤210；步骤209：为阶段i 子网写入中间库所，写入FrontNode、RearNode两者与中间库所的弧；再为阶段i 子网写入一个中间库所，写入连接FrontNode、
‑
RearNode两者与中间库所的弧；返回步骤201；步骤210：判断是否一端为空，是则转入步骤211，否本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，其特征在于，包括步骤:建立用于体系任务可靠性描述的描述模型；以美国国防部体系结构框架 2.0框架为基础，对系统接口模型进行扩展；构建三个DoDAF子模型，分别为描述阶段任务的作战任务多阶段模型、描述可靠性逻辑的阶段任务可靠性逻辑模型和DoDAF视图产品中描述部件状态转换的系统状态转移描述模型；建立用于体系任务可靠性分析的分析模型；以EOOPN模型为基础，将DoDAF子模型作为输入，定义EOOPN子模型XML标签的变迁结构，将DoDAF子模型转化为三个相应的EOOPN子模型；将EOOPN模型应用到多阶段任务系统进行建模；三个EOOPN子模型为作战任务多阶段模型、阶段任务可靠性模型部件状态模型和系统状态转移描述模型。2.根据权利要求1所述的用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，其特征在于，所述三个DoDAF子模型具体为：作战任务多阶段模型，将每个阶段下的武器平台的工作时间进行划分，划分后同一阶段下的时间片有着相同的长度，对每个阶段任务及执行顺序进行时序逻辑的描述；阶段任务可靠性逻辑模型，扩展系统接口描述模型，引入“与”、“或”和“表决”三种逻辑符号，用于对武器平台之间或部件之间的可靠性逻辑进行描述；系统状态转移描述模型，描述系统状态、引起状态改变的事件以及状态之间的关系。3.根据权利要求1所述的用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，其特征在于，所述定义 EOOPN子模型XML标签的变迁结构具体为：变迁的标签结构包括与门变迁、非门变迁、或门变迁、表决门变迁、概率门变迁、时延门变迁。4.根据权利要求3所述的用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，其特征在于，所述将EOOPN模型应用到多阶段任务系统进行建模具体为：多阶段任务系统的建模分为三层：第一层在总任务层次进行建模，描述总任务所包含的各个阶段任务的种类、持续时间、执行顺序；第二层在阶段任务层次进行建模，描述承担该阶段任务的武器平台间的工作方式及阶段成功状态，工作方式包括串联、并联、表决或混连；第三层在部件层次进行建模，描述部件的状态变化信息。5.根据权利要求4所述的用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，其特征在于，所述总任务层次进行建模的转换步骤为：步骤101：读入DoDAF子模型中的作战任务多阶段模型的XML文档，并生成一个写XML的流；步骤102：判断是否存在XML标签元素；判断为是，转入步骤103；判断为否，转入步骤112；步骤103：读取XML标签元素，当XML标签元素为“DoDAF自定义模型”时，转入步骤104；当XML标签元素不是“DoDAF自定义模型”时，转入步骤105；步骤104；写入ID为“EOOPN”的最外层网，为“EOOPN”网添加成功库所、失败库所、广播库所，并添加连接成功库所、失败库所的弧；返回步骤103；
步骤105：判断XML标签元素是否为“P_Connection”，是则转入步骤106，否则转入步骤107；步骤106：为“EOOPN”网添加上一阶段成功与门、失败与门和下一阶段开始库所之间的弧；返回步骤103；步骤107：判断XML标签元素是否为“Phase_Mission”，是则转入步骤108，否则转入步骤112；步骤108：为“EOOPN”网写入ID为Phase_ID的阶段i 子网，为阶段i 子网写入阶段开始库所、结束库所、成功库所、失败库所；进入“Phase_Mission”标签的下一层，为“EOOPN”网写入阶段结束的时延变迁、阶段成功和阶段失败的与门变迁，写入连接结束库所和结束变迁、成功库所和成功变迁、失败库所和失败变迁之间的弧；步骤109：判断当前阶段i是否为1阶段，是则转入步骤110，否则转入步骤103；步骤110：为阶段i子网写入下一个任务开始的时延变迁；为阶段i子网写入连接开始库所和该时延变迁的弧；步骤111：转入阶段任务层次的转换算法；步骤112：结束。6.根据权利要求4所述的用于建立装备体系任务可靠性模型的方法，其特征在于，所述阶段任务层次的建模的转换步骤为：步骤201：判断是否存在XML标签元素；判断为是，转入步骤202...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海跃，吴昕阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：