[发明专利]一种基于多智能体建模的舰船典型任务仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多智能体建模的舰船典型任务仿真方法及系统，1、选取舰船航渡典型任务模块，根据任务剖面将其细分为数个典型任务系统；2、明确各分任务系统的串并联结构、可靠性框图、状态转移逻辑关系，画出各分任务系统的状态转移图、可靠性框图；3、构建维修保障资源库并与各分系统链接工作。本发明通过对舰船典型任务的模块化，运用多智能体建模的方法对其进行仿真分析，将舰船的典型任务在实际航渡过程中所出现的问题仿真模拟，并基于查阅的资料数据提出解决方案，对舰船在海上进行航渡任务提出预见性指引参考。

技术领域

本发明涉及舰船装备维修保障的技术领域，具体涉及一种基于多智能体建模的舰船典型任务仿真方法及系统。

背景技术

海洋与陆地相比，具有高盐、高湿的环境特点，导致海上装备的损耗更快、更严重，因此海上装备的故障发生频率明显大于陆地装备；舰船装备的结构复杂多样，结构层次众多，而且在各级的系统之间、系统中部件之间的行为多样，交互复杂，导致舰船装备的故障类型多样，故障发生的时间、位置难以预测。又因为特殊的工作环境，海上补给困难，并且舰船所带的物资和人员都有限制，因此对维修工作人员、维修工具，以及装备的备品备件的携带需要进行严格的管理。

目前对于舰船装备的保障方法，多是利用权重计算的方法，对装备的重要度、装备的技术状况、维修时间、维修器材，以及维修技术五个指标进行计算，根据权重计算的结果决定维修任务的优先级，然后根据其进行舰船维修保障资源的分配。但是对于在海洋这种恶劣的工作环境下，舰船装备的故障发生更具有随机性，通过对五个自身特点的数据进行计算，难以准确的得到装备的故障规律，无法合理的安排各种保障资源。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于多智能体建模的舰船典型任务仿真方法，应用多智能体仿真方法进行舰船装备典型任务建模分析，实现将舰船的典型任务在实际航渡过程中所出现的问题仿真模拟，并快速进行舰员级维修保障，对舰船在海上进行航渡任务提出预见性指引参考。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于多智能体建模的舰船典型任务仿真方法，包括以下步骤：

步骤1：选取舰船航渡典型任务模块，根据任务剖面将其细分为数个典型任务系统，具体包括：

步骤1.1：明确需要建模仿真的典型任务模块，包括典型任务信息、典型故障信息、预防性维修信息、保障资源信息；

步骤1.2：考虑任务剖面，按照功能或结构划分为多个层次，将整体任务划分为数个典型任务系统；

步骤2：明确各分任务系统的串并联结构、可靠性框图、部件之间的连接关系、状态转移逻辑关系，得到各分任务系统的状态转移图、可靠性框图，具体包括：

步骤2.1：明确各分典型任务系统参与工作的单元部件，根据所有单元部件在该系统中的串并联关系、逻辑结构，构件可靠性框图；

步骤2.2：根据设备之间的连接关系，建立系统的加权邻接矩阵Q_m×n，其元素q_ij表示情况

ω表示部件之间相连接的权重，串联之间权重为1，并联部件之间按照并联个数为1/m；

步骤2.3：明确各分任务系统存在的工作状态或故障状态，依据加权邻接矩阵Q_m×n划分出状态之间的转移条件与逻辑关系，以及各部件故障后的影响与状态转移情况，据此获取各系统状态转移图；

步骤3：构建维修保障资源库并与各分系统链接工作，具体包括：

步骤3.1：部件发生故障或故障维修完成，部件与保障资源库通讯，信号在部件与维修保障库中双向传递。维修保障库映射部件的维修状态变化，其包括待机、等待维修、完成维修等状态，状态变化使得维修保障库中的保障资源相应变化，增加或减少，据此构建维修保障库状态转移图；