[发明专利]一种无人机蜂群的任务可靠性分析方法及系统

说明书

本发明公开一种无人机蜂群的任务可靠性分析方法及系统。该分析方法包括：根据待分析的无人机蜂群系统，获取攻击策略；根据攻击策略对无人机蜂群系统的多层网络进行攻击；基于渗流模型，确定当前次攻击的连通性；判断当前次攻击后的任务网络层的节点数是否大于0，如果是，按照攻击策略进行下一次攻击；如果否，攻击结束；将每一次攻击对应的连通性确定为每一次攻击对应的所述无人机蜂群系统的任务可靠性指数；任务可靠性指数越高，无人机蜂群系统执行任务的可靠性越高。本发明可以很好的适用于无人机蜂群系统，同时提高可靠性分析结果的准确度。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，特别是涉及一种无人机蜂群的任务可靠性分析方法及系统。

背景技术

随着航空技术的发展，无人机系统的种类和任务类型越来越广泛，其在救援、勘探、反恐、作战等民用和军用各个领域中均呈现出快速发展并扩散的趋势，并具有低伤亡率、低成本、使用限制少、隐蔽性好以及能够在恶劣环境下执行任务等优点。但单架无人机往往受到其生存能力、任务能力等因素的限制，难以满足复杂任务的需求。通过多架无人机间的通讯，进行信息共享，协同完成任务是解决上述问题的重要手段，可提升任务的弹性和灵活性，而且随着无人机系统自主化、网络化通信技术以及群体智能理论的发展，以无人机蜂群的形式执行任务将是未来应用的重要实现形式。

对于无人机蜂群系统来说，系统中包含多架无人机系统、任务载荷和由多个无人机组成的数据通讯网等多层结构，同时网络层次之间不是相互独立的，还存在动态交互以及相关关系。无人机单机的任务可靠性通常可采用可靠性框图、BN、马尔科夫模型、二元决策图、the Petri-net method等方法来进行分析。但无人机蜂群并不是单机的简单组合，作为一个任务体系其具有物理系统层、通讯层和任务层等多维度层次结构，且其间存在复杂的逻辑交联关系，同时组织形式随时空不断演变重构，故障和风险在体系中的传播形式及其对任务的影响也不同于单机系统。所以传统的单机任务可靠性分析方法难以适用于无人机蜂群系统的任务可靠性分析，另外无人机蜂群系统在执行任务过程中所涌现出的新特性也很难依靠传统任务可靠性分析方法来覆盖。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机蜂群的任务可靠性分析方法及系统，以适用于无人机蜂群系统，同时提高可靠性分析结果的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无人机蜂群的任务可靠性分析方法，包括：

根据待分析的无人机蜂群系统，获取攻击策略；所述待分析的无人机蜂群系统为基于复杂网络的多层网络结构，包括通讯网络层、结构网络层和任务网络层；每一层网络均包括多个节点，所述多层网络之间的所有节点通过边连接；

根据所述攻击策略对所述无人机蜂群系统的多层网络进行攻击；

对于所述攻击策略的第i次攻击，基于渗流模型，确定当前次攻击的连通性；

判断当前次攻击后的任务网络层的节点数是否大于0，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示当前次攻击后的任务网络层的节点数大于0时，按照所述攻击策略进行下一次攻击；

当所述第一判断结果表示当前次攻击后的任务网络层的节点数不大于0时，攻击结束；

将每一次攻击对应的连通性确定为每一次攻击对应的所述无人机蜂群系统的任务可靠性指数；所述任务可靠性指数越高，所述无人机蜂群系统执行任务的可靠性越高。

可选的，所述攻击策略包括随机攻击策略和蓄意攻击策略；所述随机攻击策略为随机对节点或边进行攻击，所述蓄意攻击策略为按照设定好的攻击策略对节点或边进行攻击。

可选的，所述对于所述攻击策略的第i次攻击，基于渗流模型，确定当前次攻击的连通性，具体包括：

获取初始状态下所述无人机蜂群系统的任务链数量；