无人机集群任务可靠性建模及重要度分析

摘要

面对复杂、高对抗的战场环境，传统以平台为中心的静态可靠性评估难以满足无人机集群执行多样化任务的可靠性分析需求。由于无人机集群本身具有一定的冗余性，对其可靠性的研究重点已转变为以任务为中心的可靠性。及时、准确评估无人机集群任务可靠性，并分析集群的薄弱环节，对于任务规划、决策制定和提高任务成功率具有重要意义。根据集群的编队队形和任务，建立基于一维线性连续n中取k系统和二维连续（m, n）中取（r, s）系统的无人机集群任务可靠性模型，并得出当集群中不同位置的某架或某些无人机失效时对集群任务可靠性变化以及性能的影响。然后分别建立无人机集群在一维、二维空间的Birnbaum重要度和综合重要度分析模型，确定集群中的薄弱环节和关键无人机。最后基于不同编队形式的无人机集群任务可靠性算例，分析无人机失效对集群任务可靠性以及性能的影响，验证了提出方法的正确性和有效性。