舰载机高强度作业流程仿真研究

舰载机高强度出动回收作业是航母最大作战能力的集中体现,其对甲板资源、舰载机调度等均有很高要求。为系统研究舰载机高强度出动回收作业流程和舰载机调度策略,本文建立了基于随机过程和线性策略的流程调度仿真模型,实现了舰载机自主调度。基于Matlab开发了仿真程序,与美国高强度演习记录的对比表明,该仿真模型精度可靠。研究了2种不同的调度策略,仿真结果表明,调度策略对于舰载机作业安全影响较大,对出动架次率影响不大。     

随机高级 Petri 网对某型舰载机编队着舰起飞过程的动态仿真

舰载机编队着舰是一个典型的动态行为过程，航母甲板可看作是单跑道的降落（起飞）平台。Petri网是对离散事件动态系统进行分析建模的重要工具，利用其动态性可对舰载机编队着舰的进近过程进行描述。文中介绍了几种Pe‐tri网的定义，分析舰载机着舰流程，建立进近终端区模型，通过Petri网仿真器模拟动态效果，并给出结果。     

两栖攻击舰直升机出动回收流程分析

针对两栖攻击舰舰载直升机出动回收流程规划及能力评估问题,通过分析美国海军"黄蜂"级两栖攻击舰的舰载直升机典型任务样式和舰面作业流程,合理分解舰载直升机舰面保障作业流程,包括主要作业流程规划、作业区域及保障设施。构建出动回收全流程仿真模型,并从提高出动回收能力角度提出了相关建议,对指导两栖攻击舰舰载直升机作业规划具有参考意义。     

舰载机典型调运方案推演与时序优化

[目的]为提高舰载机甲板调运效率,开展舰载机调运路径与时序的快速规划研究。[方法]建立一种基于网络拓扑结构的调运路径快速规划方法,引入舰载机运动模型和轨迹跟踪控制方法,建立仿真推演模型。以典型出动回收作业为例探讨舰载机调运约束条件、调运原则以及优化目标,提出一种调运时序快速优化方法。[结果]仿真推演结果显示,优化算法可提高多台弹射器作业进程的并行度,优化后的调运方案与1997年美军高强度演习数据接近。[结论]运用所提出的方法可快速获得真实合理的舰载机甲板调运方案,对于舰载机出动回收能力研究、调运方案辅助决策具有参考价值。     

舰载机通用质量特性指标论证

针对舰载机使用保障过程中的强约束、不确定性等特征,首先以作战任务、保障对象以及保障系统的作用机理为依据,设计舰载机通用质量特性指标论证的流程。运用解析和离散事件仿真的方法,构建基于任务和故障驱动的舰载机保障流程仿真模型。其次,采用循环迭代的方式对舰载机的通用质量特性指标进行论证,以使用可用度和任务成功率指标为约束分别对可靠度和故障预测率进行逆向灵敏度分析。算例结果表明,设计方法科学可行,可以实现通用质量特性指标的优化论证。本文方法可为舰载机质量特性指标的正向设计提供技术支持。     

基于Petri网的UUV水下回收协调控制研究

水下无人潜器（UUV）水下回收是一个复杂的过程,它既有连续动态又有离散事件。针对UUV多变量、非线性、强耦合的特点,在其回收过程中针对不同的状态,提出一种基于Petri网的协调控制方法。采用混杂系统理论来分析动态过程和设定离散事件,并运用Petri网技术对回收过程的动作细节进行划分,通过实时测量和判断,分析和监控回收状态,以达到实时控制的目的。水池试验验证了Petri网技术对复杂过程描述分析方面的优越性,并成功解决了UUV回收过程运动中的逻辑协调问题。     

基于闭排队网络的弹射器数量配置方法

弹射器配置数量对舰载机出动回收能力有很大影响,因此,在航母设计初期多方案论证阶段,弹射器的数量配置是必须考虑的关键问题之一。针对舰载机起飞过程的排队特点以及整个出动回收过程的闭环特点,基于排队理论建立舰载机出动回收过程的闭排队网络模型,分析弹射器数量对出动回收能力的影响,分析结果可用于支撑弹射器的数量配置设计方案。为验证模型的有效性,采用"高强度"演习中F/A-18舰载机的数据作为参数输入,结果显示模型计算分析结果与"高强度"演习结果一致。     

基于状态变迁图的舰载机出动能力分析

为了研究“尼米兹”级航空母舰的舰载机出动能力目标与航空保障能力需求之间的复杂关系,首先根据舰载机的航空保障作业流程抽象出6个状态,并采用状态变迁图描述其任务剖面;其次,由舰载机出动指标推演出航空兵力的任务剖面,根据任务剖面绘制相应的状态变迁图;最后,基于状态变迁图分析甲板作业、调运作业等航空保障能力需求.实例表明,状态变迁图是一种系统分析的有效工具.     

大型滚装平台车辆出动回收全流程研究

为了解决滚装平台上车辆出动回收过程中车辆布置、路径规划和转运调度问题,提出基于二维排样和RRT技术的布列和路径规划方法,应用流程推演技术、循环冗余检测技术和敏感度分析技术,对车辆出动回收流程的流程规划和敏感度分析。经过算法优化,获得车辆出动回收的最优路径;敏感度分析表明,装载流程中“车辆人员系留”节点对全流程的敏感度影响最大,其次为“发动机暖机检查”。以出动回收总时间最短为主要目标,构建出动回收全流程仿真模型,建立了车辆出动回收全流程方案。     

基于改进禁忌搜索算法的舰载机保障作业调度

[目的]舰载机出动能力是航母综合作战能力的重要指标,而舰载机保障作业调度将直接影响舰载机的出动能力,因此对舰载机保障作业进行合理调度能有效提高航母的作战能力。[方法]通过将舰载机保障作业调度问题转换成车间作业调度问题,建立保障作业调度模型。对传统禁忌搜索算法的初始解、搜索策略和禁忌列表长度进行改进,以减少最大完工时间为目标,提出一种改进的禁忌搜索算法来求解该模型。[结果]通过实验仿真验证了改进的禁忌搜索算法对于舰载机保障作业调度问题的适用性,且该改进算法在计算速度和优化结果方面均优于传统禁忌搜索算法。[结论]改进禁忌搜索算法可以有效地对舰载机保障作业调度问题进行求解。     

基于随机Petri网的指挥流程性能指标分析

Petri网是一种很有效的模型描述语言,适用于描述含有并行成分的系统。文章运用随机Petri网同构马尔可夫链的原理,对海上编队作战准备阶段的指挥流程性能指标进行分析。     

Modeling and analysis of panel hull block assembly system through timed colored Petri net

To implement efficient production control, this paper provides a timed colored Petri net (timed CPN) approach to performance modeling, real-timed dispatching and simulation of Panel hull block assembly system (PHBAS). The definition of Petri net is extended to accord with the real-world PHBAS’s organization, and the modeling method for hull flow production is provided in order to simplify modeling program. Using modeling and analyzing method, the dynamic characteristics of the system can be emulated and quantitatively calculated and work control tactics can be optimized. For the double bottom hull block shipbuilding system in a recently built shipyard in China, the simulation model with timed CPN was described and the system parameters and optimal task sequence which has the minimum operation time were obtained for a scheduling case.     

基于舰载机起降限制的舰船气流场特性评估方法初探

对具有搭载舰载机能力的舰船而言,其气流场特性的评估取决于对相应舰载机的起降气流条件限制。通过对美国LHA型舰缩比模型的数值建模,结合两种舰载机起降的气流场限制条件对计算结果进行对比分析。在相同定常来流工况下,分别以±15°风向角对该型舰数值模型的两个起降点进行模拟取值,结合直升机和固定翼短距/垂直起落飞机的起降特性和气流限制条件,尝试提出一种评估舰船气流场特性的直观方法,并得出不同甲板气流区域受上层建筑影响的有关结论。     

A model of application system for man-machine-environment system engineering in vessels based on IDEF0

Applying man-machine-environment system engineering(MMESE)in vessels is a method to improve the effectiveness of the interaction between equipment, environment, and humans for the purpose of advancing operating efficiency, performance, safety, and habitability of a vessel and its subsystems. In the following research, the life cycle of vessels was divided into 9 phases, and 15 research subjects were also identified from among these phases. The 15 subjects were systemized, and then the man-machine-environment engineering system application model for vessels was developed using the ICAM definition method 0 (IDEF0), which is a systematical modeling method. This system model bridges the gap between the data and information flow of every two associated subjects with the major basic research methods and approaches included, which brings the formerly relatively independent subjects together as a whole. The application of this systematic model should facilitate the application of man-machine-environment system engineering in vessels, especially at the conceptual and embodiment design phases. The managers and designers can deal with detailed tasks quickly and efficiently while reducing repetitive work.     

基于Petri网的现代造船车间工作流建模研究

面向生产过程控制,分析了现代造船车间生产作业流程与作业活动,提出以工作流管理系统为集成平台的车间生产过程管理,应用模块化着色网MCPN建立系统过程模型.动态适应性的系统过程模型是以基本子流程为模块,以作业任务为核心,自下而上建立的模块化Petri网结构,可体系化、参数化描述现代造船车间生产物流与作业流.     

远程UUV指挥控制流程分层Petri网建模及延时分析

对于控制节点多、流程复杂的远程UUV指挥控制流程建模及延时分析问题,传统建模方法往往难于对其进行详细描述和分析.文中建立远程UUV指挥控制流程分层延时Petri网模型,采用基于Petri网的层次化建模方法提升模型对复杂流程的表达能力,将变迁引入时间参数,使模型具备对时间的描述和分析能力,并给出不同结构的延时计算方法.仿真结果表明所建模型可用于对远程UUV指挥控制流程进行分析和计算,分析方法正确、适用性好,可为远程UUV指挥控制系统评价及完善提供参考和技术支持.     

船舶虚拟装配集成化建模方法研究(英文)

A new method of virtual ship assembly modeling which integrates ship three-dimensional design and ship construction planning was described in this paper. A workflow model of simulation modeling based on the virtual ship assembly process was also established; furthermore, a method of information transformation between the ship three-dimensional design and ship construction plan was formulated. To meet the requirements of information sharing between different systems in the ship virtual assembly, a simulation database was created by using the software engineering design method and the relational data model. With the application of this database, the information of ship three-dimensional design, construction planning, and virtual assembly can be integrated into one system. Subsequently, this new method was applied as a tool to simulate the virtual assembly of a ship, and the results guarantee its rationality and reliability.     

基于改进Petri网的船舶电力系统故障诊断

将Petri网理论用于船舶电力系统故障诊断中,提出了一种改进的Petri网故障诊断模型。在基本Petri网诊断模型的基础上引入模糊推理规则形成模糊Petri网,说明了该方法的模型构建、推理过程及解析方法的表示。利用该方法对船舶电力系统进行故障诊断使推理过程简洁、诊断快速、诊断结果也更科学有效。     

Petri网及其维修建模应用研究

Petri网描述异步并发的能力和形象直观的图形表示，使之成为系统维修过程模型描述的有力工具。文章在对Petri网的基本概念、模型描述方法作简要介绍基础上，分别就不可修系统、可修系统、维修资源共享、维修优先级以及维修费用等维修过程问题，进行了Petri网模型描述。     

舰载航空兵超视距攻击的目标分配优选模型

通过研究一种舰载航空兵超视距攻击目标分配的方法,对航母编队巡逻机出动数量、预警机引导巡逻机攻击敌机目标的过程进行分析,建立舰载航空兵攻击目标分配的数学模型,这些模型可用于优化舰载航空兵空中格斗的目标分配.