[发明专利]一种基于可达矩阵和离散事件驱动的系统可用度高效仿真方法

权利要求书

1.一种基于可达矩阵和离散事件驱动的系统可用度高效仿真方法：它包含以下步骤：

步骤一：可靠性框图模型转换为邻接矩阵，将可靠性框图的起点和终点默认为起始单元和结束单元，然后根据各单元的故障逻辑关系，将系统的可靠性框图转化为面向系统正常工作的邻接矩阵Q；

(1)检测是否存在表决逻辑，如果存在表决逻辑，将表决逻辑封装为一个特殊单元，单元的状态根据内部单元故障情况进行判定；

(2)将起点和终点作为特殊单元，然后检查所有单元之间的输入输出关系，根据串联、并联、旁联、桥联模型，确定面向系统正常工作的邻接矩阵； 当单元i对单元j存在输入关系时，邻接矩阵Q的元素q_ij＝1，否则为0；

步骤二：定义仿真收敛次数，定义仿真收敛次数n，当仿真次数达到n时，仿真结束；

步骤三：故障与维修离散事件生成与排序，对系统中各单元进行故障和维修时间抽样，根据时间先后进行排序，根据维修是否成功以及是否到达任务时间T，确定离散事件集合；

步骤四：离散事件驱动的邻接矩阵状态变更，根据单元发生故障事件和维修事件，将邻接矩阵中与此单元相关的输入输出关系更改；

步骤五：基于可达矩阵的单次可用状态确定，在离散事件发生时刻求解可达矩阵，并根据起始单元和结束单元的可达关系确定系统可用状态；

步骤六：计算并生成可用度仿真曲线，根据多次仿真结果，计算系统从t＝0到任务结束t＝T之间的可用度，并生成可用度仿真曲线，

(1)计算0时刻，每个分割点以及T时刻的A(t)，针对任何一个分割点，设H_i(t)为A(t)的临时值，S_i(t)表示在第i次仿真中系统在t时刻的可用状态，S_i(t)＝1表示系统可用，S_i(t)＝0表示系统不可用；假定H₀(t)＝0，则H_i(t)＝[H_i-1(t)×(i-1)+S_i(t)]/i，i＝1，2，…，n，n为系统仿真次数，当i＝n时，即H_n(t)＝A(t)；

(2)以时间为横坐标，可用度为纵坐标，连接0时刻，m-1个分割点以及T时刻可用度值即可生成系统可用度仿真曲线。

2.根据权利要求1所述的一种基于可达矩阵和离散事件驱动的系统可用度高效仿真方法，其特征在于：在第三步中所述的“故障与维修离散事件生成与排序”中，对系统中各单元进行故障和维修时间抽样，根据时间先后进行排序，根据维修是否成功以及是否到达任务时间T，有两种情况需要结束抽样，第一种情况，当某单元的维修是否成功结果为失败，则停止抽样，且该维修事件可以不添加到离散事件集合，另外一种情况是最新一个离散事件的发生时间超出任务时间T，则抽样结束，且该事件不添加到离散事件集。

3.根据权利要求1所述的一种基于可达矩阵和离散事件驱动的系统可用度高效仿真方法，其特征在于：在第四步中所述的“离散事件驱动的邻接矩阵状态变更”中，根据单元发生故障事件和维修事件，将邻接矩阵中与此单元相关的输入输出关系更改，

(1)当单元的故障事件发生后，所有针对此单元的输入和输出邻接关系值均由初始值1改为0；

(2)当单元发生维修事件后，针对此单元的输入与输出邻接关系值恢复为初始的1。

4.根据权利要求1所述的一种基于可达矩阵和离散事件驱动的系统可用度高效仿真方法，其特征在于：在第五步中所述的“基于可达矩阵的单次可用状态确定”中，在离散事件发生时刻求解可达矩阵，并根据起始单元和结束单元的可达关系确定系统可用状态，

(1)在任务时间结束前所有离散事件发生时刻，根据调整后的邻接矩阵状态求解系统的可达矩阵R；

(2)判定起始单元和结束单元之间是否存在可达关系，当存在可达关系时，系统可用状态保持或者更改为1，当不存在可达关系时，系统可用状态保持或者更改为0。