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基于ADC模型的水下异构平台效能评估

张鑫 潘进 张静 陈博恒 任明 郭栋

张鑫, 潘进, 张静, 等. 基于ADC模型的水下异构平台效能评估[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(5): 931-939 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0143
引用本文: 张鑫, 潘进, 张静, 等. 基于ADC模型的水下异构平台效能评估[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(5): 931-939 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0143
ZHANG Xin, PAN Jin, ZHANG Jing, CHEN Boheng, REN Ming, GUO Dong. Effectiveness Evaluation of Underwater Heterogeneous Platforms Based on ADC Model[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(5): 931-939. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0143
Citation: ZHANG Xin, PAN Jin, ZHANG Jing, CHEN Boheng, REN Ming, GUO Dong. Effectiveness Evaluation of Underwater Heterogeneous Platforms Based on ADC Model[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(5): 931-939. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0143

基于ADC模型的水下异构平台效能评估

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0143
详细信息
    作者简介:

    张鑫:张 鑫(1995-), 男, 硕士, 工程师, 主要研究方向为水下航行器系统工程

  • 中图分类号: TJ630.1; U675.7

Effectiveness Evaluation of Underwater Heterogeneous Platforms Based on ADC Model

  • 摘要: 装备集群作业逐步成为提高水下任务效能的关键途径, 传统可用性、可信性和固有能力(ADC)模型对多型装备构成的水下异构平台任务进行协同能力评估存在一定困难。选取以时间为变量的可靠性指标、续航能力指标和通信性能指标, 建立树结构的指标综合模型, 能够对协同因素进行数值量化, 客观反映平台任务过程中的协同能力变化。以此为依据将能力矩阵进行连续化处理, 并以装备个体为分系统, 引入环境影响因子反映周边环境对装备性能的影响, 建立改进型ADC模型用于系统效能评估。以自主水下航行器和通信节点构成的水下异构平台为例, 对任务周期内的装备能力及平台效能进行评估。研究结果表明, 该方法能够很好地结合多个协同因素进行效能评估, 具有可行性和有效性, 可以为多类型装备协同作业任务效能评估提供参考。

     

  • 图  1  层次分析法分析各影响因素

    Figure  1.  Influencing factors analyzed by analytic hierarchy process

    图  2  能力评价指标

    Figure  2.  Capability evaluation indexes

    图  3  剩余续航时间量化关系图

    Figure  3.  Quantitative relationship of battery life

    图  4  能力综合模型

    Figure  4.  Capability synthesis model

    图  5  任务部署

    Figure  5.  Task deployment

    图  6  可靠性能力变化

    Figure  6.  Change in reliability capability

    图  7  续航能力

    Figure  7.  Endurance

    图  8  基于装备能力的效能曲线

    Figure  8.  Effectiveness based on equipment capability

    图  9  基于装备能力的不同平台效能曲线

    Figure  9.  Effectiveness of different platforms based on equipment capability

    图  10  链路通信能力变化曲线

    Figure  10.  Change of link communication capability

    图  11  效能评估曲线

    Figure  11.  Efficiency curves

    表  1  t时刻各装备能力

    Table  1.   Equipment capacities at t times

    能力类型装备1装备2···装备n
    可靠性R1(t)R2(t)···Rn(t)
    续航能力T1(t)T2(t)···Tn(t)
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    表  2  水下异构平台状态

    Table  2.   Status of underwater heterogeneous platforms

    水下异构平台可能存在的状态
    状态 AUV1 AUV2 AUV3 Point1 & Point2 备注
    Ca1 1 1 1 1 1代表正常,
    0代表故障
    Ca2 1 1 0 1
    Ca3 1 0 1 1
    Ca4 1 0 0 1
    Ca5 0 1 1 1
    Ca6 0 1 0 1
    Ca7 0 0 1 1
    Ca8 0 0 0 1
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    表  3  水下异构平台可靠性参数

    Table  3.   Reliability parameters of underwater heterogeneous platforms

    水下异构平台故障率正常工作概率
    AUV10.00520.9506
    AUV20.00620.9702
    AUV30.00620.9702
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-07
  • 修回日期:  2024-02-22
  • 录用日期:  2024-03-07
  • 网络出版日期:  2024-07-15

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