[发明专利]一种无人船可靠性测试与评价方法

说明书

本发明实施例提供的无人船可靠性测试与评价方法，包括收集待评价无人船的系统及设备组成，基于待评价无人船的任务事件梳理故障最低约定层次；基于系统及设备组成，将待评价无人船任务事件的故障树分解至设备层级；设置可靠性测试仿真模型的最大工作失效时间、仿真次数以及故障树的各基本事件失效分布函数特征参数，设置初始化仿真次数为0，通过可靠性测试仿真模型进行仿真，产生仿真次数的基本事件的失效事件随机抽样，并依据失效时间进行排序；统计进行仿真次数的仿真后系统的失效时间，并将失效时间与最大工作失效时间进行比较，确定失效事件发生概率；记录失效时间、统计系统的失效分布，并确定系统的平均故障间隔时间和任务可靠度。

技术领域

本发明涉及故障树分析法与数理统计技术领域，特别涉及一种无人船可靠性测试与评价方法。

背景技术

在水面无人艇不但要面临高温、高湿、高海况等恶劣环境，还要以自主或半自主方式做出追踪、拦截等高机动行为，因此，其可靠性和安全性已成为决定作战任务成功的重要因素。水面无人艇控制系统作为自主执行避障寻迹、自主定位与导航、任务规划与决策等任务的智能单元，其可靠性安全性是无人艇研制工作面临的重要问题。

水面无人艇控制系统作为自主行为的核心单元直接决定了舰艇能否正常航行，一旦出现控制行为失常等故障或隐患，整个无人艇将会处于失控状态，轻则导致任务失败，重则发生装备毁坏、与其它船只碰撞等重大事故。

因此，开展无人艇控制系统的可靠性安全性评估研究，提供验证无人艇控制系统可靠性安全性水平的方法、手段和规范，可为提高装备任务成功率、减少维修成本等提供技术支撑。

发明内容

本发明实施例提供了一种采用故障树分析法(FTA)将无人船可能发生的故障分解为设备层级发生故障概率，通过设备层级测试数据，采用数理统计结合仿真的方法计算得到系统平均故障间隔时间(MTBF)以及任务成功概率(任务可靠度R)，从而实现无人船可靠性测试与评价的无人船可靠性测试与评价方法。

本发明实施例提供的无人船可靠性测试与评价方法，包括：

收集待评价无人船的系统及设备组成，并基于所述待评价无人船的任务事件梳理故障最低约定层次，其中，所述系统及设备组成中包括一个系统，所述系统包括至少一个子系统，每个子系统包括至少一个设备；

基于所述系统及设备组成，将所述待评价无人船任务事件的故障树分解至设备层级；

设置可靠性测试仿真模型的最大工作失效时间、仿真次数以及所述故障树的各基本事件失效分布函数特征参数，设置初始化仿真次数为0，则，通过所述可靠性测试仿真模型进行仿真，产生所述仿真次数的基本事件的失效事件随机抽样，并依据失效时间进行排序；

统计进行所述仿真次数的仿真后系统的失效时间，并将所述失效时间与所述最大工作失效时间进行比较，确定失效事件发生概率；

记录所述失效时间、统计所述系统的失效分布，并确定所述系统的平均故障间隔时间和任务可靠度。

在本发明的一些实施例中，所述设置可靠性测试仿真模型的最大工作失效时间、仿真次数以及所述故障树的各基本事件失效分布函数特征参数，包括：

设置可靠性测试仿真模型的最大工作失效时间为T_max，仿真次数为N，所述故障树的各基本事件失效分布函数为F_i(t)，

其中，i＝1，2，3……，n，且n为所述系统的子系统的数量。

在本发明的一些实施例中，所述通过所述可靠性测试仿真模型进行仿真，产生所述仿真次数的基本事件的失效事件随机抽样，并依据失效时间进行排序，包括：