《任务驱动的集群无人机RMS分析与评估技术》全套教学课件

1绪论1绪论2集群无人机RMS分析与评估框架研究3面向装备保障的使用任务与使用任务系统4集群无人机任务分析与参数选择5集群无人机任务系统概念模型研究6集群无人机任务参数模型研究7集群无人机RMS参数分析与选取8集群无人机RMS模型研究9集群无人机RMS典型参数模型研究10集群无人机RMS评估方法研究11集群无人机RMS评估系统设计全套可编辑PPT课件CONTENTS目录1.1集群无人机概述1.2国内外研究现状1.3本书结构及主要内容1绪论

绪论概述无人机与集群无人机发展，分析RMS参数模型研究现状，明确全书结构与核心内容。集群无人机概述1.11.1集群无人机概述

无人机定义与军事应用无人机是依靠动力装置可控飞行、携带任务载荷的无人驾驶飞行器，军事上是整合平台、传感器等的作战系统。

集群无人机概念与特性集群无人机基于生物集群行为，由有限自主无人机组成，通过自组织、通信协作，低成本完成复杂任务。

集群无人机民用领域应用集群无人机凭借分解任务与协作倍增效益，在快递物流、农业、应急救援等民用领域崭露头角。

集群无人机体系可靠性问题任务环境多变使集群无人机体系可靠性问题突出，其RMS分析与评估是制约行业发展的关键问题。国内外研究现状1.21.2.1无人机发展概况1.国内发展概况

中国无人机研究历程始于50年代后期，60年代形成系列，无侦5具重要意义，用于军事、科研，90年代高校研机构增多，2000年后企业加入，市场化趋势明显。无侦5无人机特点高空、高亚音速，执行昼间摄影侦察，可见光照相机，涡喷-II发动机，自动控制，遥控回收，北京航空学院研制，1978年定型，部队训练、战术侦察应用广泛。1.2.1无人机发展概况2.国外发展概况

无人机发展概况海湾战争后，西方国家加速无人机研发，应用高新技术，提升续航、图像传递速度，实现自动飞行，展现军事价值。

无人机实战应用美国在伊拉克、阿富汗部署近千架无人机，如“全球鹰”、“捕食者”，执行攻击任务，显示重要军事作用。

无人机商业机会美国公司如SAIC、波音，利用民用飞机改造无人机，如“治安官”502型、MD530F型，满足军方需求，拓展市场。

无人机技术特点超轻型无人机如“治安官”502型，成本低、操作简单，改进后可携带多种侦测设备，延长滞空时间，适应军方需求。1.2.2集群无人机研究现状1.集群无人机发展情况

无人机起源与发展20世纪初为减少损失而生，21世纪广泛应用，涵盖军事与民用，如农业、救援、勘探。

智能集群研究起源源于1959年Grasse对昆虫社会行为研究，启发智能算法，如蚁群与粒子群优化。

集群智能军事应用中美视之为核心军用AI，美国2002年研究证实多无人机集群适于反应性作战。

无人机自主控制等级美国规划至2025年达全自主集群，2016年飞行规划强调小型无人机系统集群。1.2.2集群无人机研究现状：1.集群无人机发展情况

智能无人机集群研究各国致力于智能无人机集群，美国重点研究，如“忠诚僚机”、“小精灵”项目。

美国微型无人机“蝉”“蝉”微型无人机用于集群作战，特点为坚固、小、低成本，可执行多种任务。

美国无人机集群技术进展2018年技术成熟度提升，DARPA“小精灵”项目推进，关注载荷技术与集成能力。

中国集群无人机技术中国电子科技集团创集群飞行纪录，展示智能集群关键技术，发展迅速。1.2.2集群无人机研究现状2.作战样式分析

无人机蜂群作战概念两种典型作战模式：“忠诚僚机”实现无人-有人协同，集群作战强调机-机自主协同，颠覆传统武器系统与作战样式。

“忠诚僚机”模式有人机控制无人机执行远程态势感知、武器投放等任务，扩展作战任务池，保障有人机防区外安全。

集群作战模式小型无人机自主协同，共享信息，快速处理载荷任务，展现极佳战场生存能力，适合深入敌方防区。

集群作战优势灵活性高，体系配合强，成本低，可执行多种作战任务，对传统防御形成压力，适应拒止环境作战。

中国无人机集群技术快速发展中，随战场环境恶化与自主能力提升，将成为未来重要作战样式，适用于搜索摧毁敌方地面目标。1.2.3任务概念建模研究现状1.国外作战任务建模的研究现状

01任务空间建模1995年美国国防部发布CMMS，提供仿真与建模公用起点，增强交互与资源重用，采用EATI模版描述军事行动。

02作战任务清单美军采用统一、规范形式描述各层次作战任务，作为指挥员公共语言，便于沟通使命需求，避免误解和歧义。

03任务与途径框架2003年美军提出MMF，明确说明军事任务，评估方案任务效用，形成DOTMLPF方案，量化任务执行效果。

04作战计划系统美军开发JOPES、ESARII/EB、OneSAF、STAGE等系统，实现任务建模，评估行动效果，支持联合作战计划与执行。1.2.3任务概念建模研究现状2.国内作战任务建模的研究现状

任务空间模型研究国防科大何晓晔、张琦等深入研究，提出任务空间概念模型元模型及MSCML，综合建模方法以IDEF3和UML为工具。

战争与作战系统建模国防大学提出EBI建模框架，描述作战体系对抗；国防科大戈义君、李建军等研究作战计划可视化建模与多视图作战系统描述模型。

作战任务建模进展军械工程学院、国防科大、海军工程大学等单位研究装备保障任务建模，采用IDEF3、E-IDEF3方法，关注任务持续性、战备完好性、维修保障资源优化配置。1.2.4体系RMS参数研究现状1.国外研究现状

国内外研究现状欧美RMS参数体系研究领先，1980年美军指明系统RMS四方面特性，涉及连续、间断工作及一次性使用场景，涵盖复杂系统至零件层级，定义MTBF、MTTF、λ、P(S)、P(F)等关键指标。

体系RMS参数Harper和Stracener(2007)提出体系可靠性与可用性参数应含平均维护时间、MTBF、任务成功性与可用性。1.2.4体系RMS参数研究现状2.国内研究现状作战单元保障分类按装备级、基本作战单元级、作战单元级划分，研究维修保障能力评估指标，涵盖战备完好性、任务成功性参数。战备完好性参数定义为所有基本作战单元均能执行任务的概率，及完好装备数量占总装备比例。任务成功性参数指作战单元在特定保障方案下，成功完成作战与训练任务的概率。1.2.4体系RMS参数研究现状：2.国内研究现状任务持续性参数

文献提及师旅级装备作战单元任务持续性，体现参数指导意义，但研究尚浅。装备体系概念

最高保障对象层次，由功能关联武器装备系统组成，适应战略指导与作战任务。RMS参数体系

文献构建信息化装备体系RMS参数体系，提出指标确定方法，关注网络系统可靠性。网络系统RMS模型

聚焦网络可靠性，使用“延迟概率”衡量计算机网络效能，深入研究航空机载网络通信可靠性。1.2.5体系RMS模型研究现状ACTD项目RAM战略分析

体系RMS模型研究Farquharson与Gallman提出ACTDs中RAM战略分析法，含7步：定顶层系统，确RAM参数，标LRUs，需RAM数据，建框架，预估评RMA，比对调目标或增计划。

RAM战略分析方法步骤步骤包括：定义顶层系统，确定RAM参数及目标，识别LRUs，明确数据需求，构建数据收集框架，预测评估参数，对比调整目标或实施RAM增长计划。1.2.5体系RMS模型研究现状

体系可靠性和可用性参数MichaelHarper和JerrellStracener（2007）提出体系可靠性和可用性参数包括平均维护时间、平均故障间隔时间MTBF、体系任务成功性、体系可用性。1.2.5体系RMS模型研究现状网络可靠性评估方法

体系可靠性方法JasonL.Cook(2009)提出基于连通性评估体系可靠性的方法，综合五种能力仿真，强调网络交互影响。

体系效能预测DeniseJackson(2009)针对层次结构体系，提供效能预测与优化算法，聚焦体系整体表现。

体系故障观点JohnB.Goodenough(2010)指出体系故障源于系统间交互，非单一系统问题，体系故障评估复杂。1.2.5体系RMS模型研究现状国内外网络系统RMS模型研究

国内外研究现状研究多聚焦于建筑、结构、软件体系，李世英博士提出信息化装备体系RMS参数体系，康锐教授探讨其可靠性挑战及对策。

体系RMS模型研究现状上世纪80年代起，复杂系统可靠性成热点，国内研究起步较晚，成果渐显，网络系统可靠性分析侧重抗毁性、生存性、有效性。1.2.6分析与总结通过上面对国内外研究现状的分析，可以得出以下结论

1．在任务建模方面目前任务分析与建模主要针对单一装备、基本及部分作战单元层次，针对集群无人机等装备体系层次的研究较少。2．在参数体系构建方面国外研究全面深入，国内单一装备和基本作战单元RMS参数研究成熟深入，体系级别研究少，仅对C4ISR系统和网络体系初步探讨。1.2.6分析与总结3．在RMS模型构建方面

RMS模型构建装备层次与基本作战单元模型成熟，作战单元层受参数定义制约，体系层聚焦C4ISR系统与网络体系。

参数模型研究单一装备参数模型研究广泛，装备基本作战单元沿用装备层模型，作战单元层研究较少，体系层侧重C4ISR与网络体系。本书结构及主要内容1.31.3本书结构及主要内容01书籍概述与章节规划本书在研究集群无人机任务参数与模型基础上，开展任务驱动的RMS分析与评估技术研究，含十章内容。02研究背景与结构概览主要介绍了本书的研究目标与研究背景，综述了国内外相关领域研究现状，总结给出了本书结构和主要内容。03无人机系统与任务建模分析无人机系统组成分类，明确集群及体系概念，给出可靠性概念并分析内涵外延，建立RMS建模框架，引入任务系统建模，定义使用任务与系统，界定问题域。04RMS参数构建与评估方法第6章构建任务参数集并建模，7-9章提出RMS参数构建方法及模型，10-11章分析评估内涵并提出综合评价方法及系统设计THEEND谢谢2集群无人机RMS分析与评估框架研究CONTENTS目录2.22.1无人机系统概述集群无人机与集群无人机体系2.3集群无人机体系可靠性2.4

集群无人机RMS分析与评估框架构建2集群无人机RMS分析与评估框架研究

集群无人机系统分析组成分类，提出集群概念，明确可靠性定义，研究静态动态演化。

RMS框架构建构建分析与评估框架，涵盖集群无人机系统可靠性评估全过程。无人机系统概述2.12.1.1无人机系统的组成

无人机系统概述由飞行器平台、控制站、通讯链路及任务载荷等子系统构成，实现自主或遥控飞行。

无人机名称变更2005年美军方正式更名为无人机系统(UAS)，强调其综合功能与系统化特性。

（1）无人飞行器分系统机体、动力装置、导航飞控、电气设备等；

（2）任务设备分系统视任务要求加挂不同设备，包括战场侦察校射、电子对抗、通信中继、攻击任务、电子技术侦察、核生化探测、战场测量、靶标等设备。2.1.1无人机系统的组成

（3）测控与信息传输分系统无线电遥控/遥测设备、信息传输设备、中继转发设备等；

（4）指挥控制分系统飞行操纵与管理设备、综合显示设备、地图与飞行航迹显示设备、任务规划设备、记录与回放设备、情报处理与通信设备及其他情报和通信信息接口。

（5）发射与回收分系统与发射（起飞）和回收（着陆）有关的设备或装置，如发射车、发射箱、助推器、起落架、回收伞、拦阻网等；

（6）保障与维修分系统基层级保障维修设备，基地级保障维修设备等。2.1.2无人机系统的分类无人机系统分类标准

无人机分类按飞行平台构型分：固定翼、旋翼、无人飞艇等；按起飞重量分：微型、小型、轻型、中型、大型；按活动半径分：超近程、近程、短程、中程、远程。2.1.2无人机系统的分类按任务高度分类超低空（0-100m）、低空（100-1000m）、中空（1000-7000m）、高空（7000-18000m）、超高空（>18000m）按用途分类军用无人机：侦察、诱饵、电子对抗、通信中继、无人战斗机、靶机。民用无人机：巡查/监视、农用、气象、勘探、测绘。按设计目的及其他分类无人机按设计目的分为战斗、特殊用途、支援、多功能；按控制模式分为遥控、自主飞行、两相结合；按空气动力类型分为飞机、直升机、结合；也可按动力来源及其他参数分类。集群无人机与集群无人机体系2.22.2.1集群、无人集群与集群作战1．集群

集群概念由简单个体协作形成有机整体，展现出高级功能，强调沟通与协作，具分布式、无中心、自组织特性。

集群智能特点分布式控制，共识主动性，简单个体交互产生复杂智能，适应性强，可扩充，鲁棒性高。

集群智能起源与发展源于1989年细胞机器人系统研究，1991年蚁群优化理论提出，发展出粒子群、蚁群、人工鱼群等算法，近年涌现混合蛙跳、猫群、蟑螂算法。

集群应用领域广泛用于预警探测、广域监视、电子对抗等复杂战场场景，随无人平台发展，概念扩展至陆海空天全域作战。2.2.1集群、无人集群与集群作战2．无人集群

无人集群定义由无人系统组成，具网络化沟通、自适应协同和集群智能，自主完成任务。

集群无人机特点无人集群概念在空天作战的具体应用，研究最多，理念最成熟，属无人集群类型。2.2.1集群、无人集群与集群作战3．集群作战

集群作战概念小型化、分散化单元，互联自主，协作攻击，破坏对手战斗力。

无人机集群作战分布式杀伤，实时通信，数据共享，协同执行ISR和打击任务。

美军无人机协同概念编队协同、忠诚僚机、集群作战，体现不同自主控制等级。

集群作战特点低成本、大胜算、强生存、高效能，利用数量优势，提升整体能力。2.2.2集群无人机的特点与样式1．集群无人机的特点

集群无人机特点通过自组织机制，多架无人机自主协作，无需集中指挥，实现高效任务执行，强调智能与自主。

集群无人机智能集群智能基于个体智能，体现自主与学习能力，自主控制为智能核心，实现从编队到集群的质变。

集群无人机协同集群无人机不依赖全局信息，通过局部交互达成全局协同，展现鲁棒性、规模弹性和灵活性。

集群无人机控制复杂性面临数量多、异构性、任务多、约束多及动态变化挑战，需优化控制策略应对不确定性。2.2.2集群无人机的特点与样式2.集群无人机的样式

集群无人机特点探索阶段，功能结构、集群规模、协同方式定义样式，如图2-2坐标轴所示。

集群规模数量密集型（无人蜂群）、分散型（中大型无人机）、混合型，避免概念混用。

功能结构功能一体型、单一功能型、异构功能型、混合型，体现多样配置。2.2.2集群无人机的特点与样式

01协同方式机-机协同、人-机协同、混合型，展现不同编队模式。

02集群样式三维交点确定具体样式，部分交点无现实意义，如＜Intensive＞＜Integrate＞＜Machine_Machine＞。

03集群体系集群之集群，极高复杂度，理论推导为主，技术限制下的演进过程。

04投送方式母机抛洒、独立飞行、平台运送后发射，多样化投送策略。集群体系（混合式集群）模式示意图2.2.3集群无人机体系的定义与特性

集群无人机体系定义多类型集群无人机网络链接,结构化综合,最佳整体效果完成使命任务。

集群无人机体系特性智能化、分布性、去中心化、复杂性,集群的集群,顶级表现形式,鲜明作战特点。2.2.3集群无人机体系的定义与特性1.复杂性与不确定性

01集群无人机体系定义面向任务需求，动态选取与构建所需装备体系，适应复杂环境，具备强大生命力。

02集群无人机体系复杂性源于工程过程与任务实施的不确定性，包括物理环境影响、敌情变化、体系内部状态及单元不确定性传播。2.2.3集群无人机体系的定义与特性2.涌现性集群无人机体系定义由多个无人机通过网络连接,形成统一指挥与控制的智能系统,展现超越单体的集体智慧与行动力。集群无人机体系特性展现设计外的涌现行为,包括系统故障与非预期输出,需重点优化积极涌现,并预防消极涌现影响整体效能。2.2.3集群无人机体系的定义与特性3.演化性

体系演化行为包括要素与结构演化，受高层任务变更、能力发展及底层成员变动影响，相互作用，高层驱动底层，底层反馈高层。

结构演化类型分为静态与动态演化，静态因国家战略、技术更新等非对抗因素，动态则在对抗中，如成员损毁、环境变化，需快速调整保持任务连续性。2.2.3集群无人机体系的定义与特性4.自主性

01集群无人机体系定义在复杂环境下，集群无人机需自组织、自完善，快速恢复队形，具备内在聚合性与协同性，以维持任务执行能力。

02集群无人机体系特性体系应分析内外风险，通过数据采集、故障诊断等手段评估脆弱度，自主调整保持活力，拥有结构弹性与功能互补的生命力保障机制。2.2.4集群无人机体系的结构1.体系的层次

集群无人机体系层次划分为体系、集群、平台、单元四层，体现从宏观到微观的综合与组成。体系层特征由多类型集群组成，统一指挥，共担使命任务，体现高度综合与协同。集群层功能按无人机能力与特点编组，如侦察、诱骗干扰集群，针对性强，任务明确。平台层组成搭载不同装备的无人机系统，为共同任务协作，体现多样化与集成性。单元层定义指单件装备如机载武器、侦察设备，能独立完成简单任务，强调个体能力。2.2.4集群无人机体系的结构2.体系的组成

集群无人机体系结构由多套无人机系统组合，每套含无人机、控制站、数据分发系统等，构成平台级战斗单位，多单位组合成集群，集群再形成体系。

集群无人机特点集群非固化建制，围绕任务动态重组，具大规模节点随机关联时空动态特性，任务变化时重新编队、展开或退出。2.2.4集群无人机体系的结构3.体系的结构描述

集群无人机体系结构描述体系中无人机、任务设备、控制与通信设备间的关联，如指控与协同关系，通过视图和矩阵分析物理逻辑、动态行为和性能。

静态描述建模流程四步流程：元素描述、层次结构建模、相互关系建模、信息关系建模，用于获取性能参数、行为属性和通信关系等信息。集群无人机体系可靠性2.32.3.1集群无人机体系故障的概念1.体系故障的类型

集群无人机体系故障实体故障指硬件/软件失效，信息传输故障涉及通信链路失误，过程故障由响应时间过长引起，影响任务执行。

故障层次差异单元层关注装备软硬件实体故障，平台层考虑固化流程中的实体故障，集群层与体系层需全面考量三类故障，涉及动态资源管理与信息交互。2.3.1集群无人机体系故障的概念2.体系故障的致因与判据

实体故障硬件软件故障，如网络设备断路，受环境、使用强度及人为因素影响，需修复或调整通信架构。

信息传输故障表现为传输慢、错误或丢失，由性能不足或配置不当引起，影响任务执行，通过参数监控识别，需优化协议或设备部署。

过程故障指挥不畅、协调问题、反应迟缓，源于策略不当或部署不合理，影响深远，需调整流程和规则。

主要性能参数包括信息传输时延、传输速率、误码率、信息正确率、信息丢失率、流程重构时间和任务在线响应时间，反映系统效率和稳定性。2.3.1集群无人机体系故障的概念3.定义

集群无人机体系故障单元层故障影响平台层、集群层、体系层，传递至整体，影响可靠性。

平台层功能与故障负责内部信息交互，通信设备故障视作软硬件故障，不考虑信息传输与过程故障。

集群层功能与要求集合装备单元功能，需互操作性、可重用性、分布透明性，参与流程控制与功能重组，三类故障均会出现。

体系层功能与要求作为集群的集群，需信息交互、可重用性、分布透明性，流程控制与功能重组编排，三类故障均会出现。2.3.2集群无人机体系可靠性定义与度量

集群无人机体系可靠性定义体系在规定条件时间内完成功能能力，明确故障度量整体可靠性。

产品不可靠性特征产品故障体现不可靠性，明确体系故障利于可靠性评估。2.3.2集群无人机体系可靠性定义与度量1.平均故障间隔时间

01集群无人机体系可靠性定义为体系在规定条件和时间内完成任务能力，度量参数为平均故障间隔时间，计算公式TBF=T/N，反映体系稳定性与维护需求。

02可靠性度量方法通过统计体系寿命单位总数与故障总次数之比得出，适用于体系各层次，包括实体、信息传输和过程故障，体现体系整体可靠性水平。2.3.2集群无人机体系可靠性定义与度量2.平均故障间隔飞行小时无人机和机上可修复产品使用可靠性参数，计算为规定时间内总飞行小时与故障总数（含地面和空中）之比。2.3.3集群无人机体系可靠性的静态与动态演化

集群无人机体系可靠性概念集群无人机体系可靠性演化指可靠性随时间变化，包括体系组成要素和结构演化，要素演化因平台升级换代和新旧替代，结构演化分静态和动态。

静态演化原因及类型静态演化不考虑实施任务中演化，包括战略使命变化、需求技术装备升级维护、新平台武器致整体更新。

动态演化原因及类型动态演化指体系使用或作战对抗中出现的演化，包括成员损毁或故障退出、新平台加入、使命任务或环境剧烈变化、在线条件下动态重置重组重构。2.3.3集群无人机体系可靠性的静态与动态演化任务过程中的体系可靠性演化任务变化影响任务强度、量变及环境剧变，致装备、通信可靠性调整，需动态评估体系稳定性。装备变动效应装备损、故或新加入，体系结构变动，成员关系更新，直接影响体系可靠性。流程重排后果任务中流程重组引过程故障，体系可靠性受横向成员关系影响，需细致分析。可靠性分析方法建成员间可靠性模型，平台层向上分析，集群、体系层侧重横向关系考察。无人机体系演化通过参数随时间定量变化，分析无人机体系可靠性演化趋势，评估长期性能。集群无人机RMS分析与评估框架构建2.42.4.1集群无人机RMS工作三维分析

本书侧重于无人机执行任务过程中RMS分析与评估研究，建立如下三维框架2.4.1集群无人机RMS工作三维分析1.属性维分析

属性维分类综合参数含战备完好率、装备完好率等，单项参数如可靠度、维修度，特指任务剖面下任务可靠性和维修性。

具体任务参数任务可靠性参数与任务维修参数在特定任务剖面下针对集群无人机体系的可靠性和维修性进行评估。2.4.1集群无人机RMS工作三维分析

2.层次维分析集群无人机体系分为体系、集群、平台和单元四个层次，不再赘述。2.4.1集群无人机RMS工作三维分析3.时域维分析

01任务表现形式无人机以任务形式使用，任务由行动或子任务构成，分解为阶段，各阶段使用特性各异。

02研究时域划分研究时域按不重叠任务阶段划分，针对各阶段特性建模，形成任务阶段维，适应不同使用强度与时间需求。2.4.2集群无人机RMS分析与评估研究框架构建

框架构建通过分析，构建出如图2-6所示的集群无人机RMS分析与评估研究框架，明确工作中的基本问题。三维框架分析基于图2-6的三维框架，分析各维间关系，明确集群无人机RMS分析与评估工作在使用过程中的若干基本问题。2.4.2集群无人机RMS分析与评估研究框架构建

1.层次维和参数维的关系分析集群无人机体系不同层次对应不同RMS参数，单元层用单项设计参数，体系层用综合参数，需分析各层次确定适合的RMS参数集。2.层次维和任务阶段维的关系分析通过层次维和任务阶段维的关系分析，可定义无人机体系不同层次的阶段任务序列，分析各任务阶段的装备构成及相互关系。3.参数维和任务阶段维的关系分析不同任务阶段类型特征不同，对应RMS参数不同，分析两维关系可定义各阶段RMS参数集合。4.层次维、参数维和任务阶段维的关系分析任务阶段不同，集群无人机体系不同层次RMS特性变化。三维共同确定并描述基于任务的无人机体系各层参数体系。THEEND谢谢3面向装备保障的使用任务与使用任务系统CONTENTS目录3.1面向装备保障的使用任务系统建模问题的引入3.2使用任务与使用任务系统的定义3.3使用任务系统的分析3.4使用任务系统研究问题域分析3.5使用任务系统模型分析3

面向装备保障的使用任务与使用任务系统

使用任务系统建模引入任务系统建模，定义使用任务，系统论视角，明确问题域，为后续无人机任务分析奠基。

章节作用作为引领和概览，指导后续集群无人机任务分析与建模工作，强调系统工程方法应用。面向装备保障的使用任务系统建模问题的引入3.13.1面向装备保障的使用任务系统建模问题的引入装备综合保障概念装备综合保障以使用需求为牵引，以作战效能发挥为目的，在全寿命过程综合考虑质量特性和保障要求，核心解决使用、质量及保障间复杂关系，研究对象为使用任务、保障对象和保障系统构成的复杂系统。3.1面向装备保障的使用任务系统建模问题的引入：使用任务与保障系统的关系

使用任务与装备状态的关系使用任务驱动装备使用，装备使用牵动保障系统运行，保障系统运行影响装备状态，装备状态直接影响使用任务完成。

使用任务的分派与变化使用任务自上而下逐层分派，不同层次作战单元承担不同任务要求，作战单元在不同阶段使用任务和要求不同。

任务要求与保障系统的关系任务要求越高，越需保障对象系统持续稳定发挥战技术性能，对保障系统资源配置和行动要求越高；反之则越低。

完成使用任务的保障策略完成使用任务需依据作战单元使用过程和要求，确定保障对象系统构成，合理配置和动态调整保障系统。3.1面向装备保障的使用任务系统建模问题的引入

使用任务模型的重要性使用任务是分析设计保障对象和系统的出发点，是装备保障效果评价的重要组成部分，研究使用任务需建立反映其特点的模型。使用任务与使用任务系统的定义3.23.2.1使用任务的定义

作战任务与阶段定义作战任务是武装力量为满足特定军事需求的目标及责任，作战阶段是按作战进程划分的段落，作战任务通常可划分为若干作战阶段。3.2.1使用任务的定义使用任务概念介绍

使用任务定义使用任务指装备最小任务单元为完成作战任务进行的一系列使用活动，涉及武器系统及装备保障系统，关注最底层装备作战单元。

装备最小任务单元装备最小任务单元是作战指挥体系中最低层指挥机构关注的装备作战单元及各层指挥机构直属装备作战单元，为装备保障基础。3.2.1使用任务的定义使用任务与作战阶段关系

01使用任务定义反映作战中装备综合运用方式，决定装备保障需求，影响作战任务执行，可分解为时序上的阶段任务。

02阶段任务定义描述特定时间段内作战单元的部分使用活动，是使用任务在时间轴上的细分，体现战术规则和作战意图实现。3.2.1使用任务的定义使用任务与作战阶段对比

使用任务定义描述保障对象运用过程，清晰表征使用流程，为保障系统研究提供服务信息，便于系统相关问题研究。

使用任务与系统关系使用任务体现保障对象系统运作，支撑保障系统研究，通过具体任务服务不同作战阶段，促进系统问题解决。3.2.2使用任务系统的定义

使用任务定义细化自作战任务，受其支配，影响作战任务完成，按阶段分解，彼此作用。

使用任务系统定义由相互联系的使用与作战任务组成，具特定军事目的，属概念系统，描述保障对象过程信息。3.2.2使用任务系统的定义1．时序性

使用任务特性任务具阶段性与顺序性，需分步达成复杂目标，各阶段任务关系动态变化。

任务系统定义系统支持任务按序执行，保障阶段间协同调整，适应任务关系动态变化，有序实现作战目的。3.2.2使用任务系统的定义

2．层次性任务系统的层次性由任务层次性引起，任务层次性由装备作战单元层次性引起，不同层次装备作战单元执行任务不同。

3．相关性不同层次、阶段任务相互影响作用，具强相关性：时间上前阶段为后阶段创造条件、后阶段继承发展前阶段；层次上高层支配、低层支撑低层任务。

4．交互性装备使用牵动保障系统运行，保障系统运行影响装备状态，装备状态影响任务完成，使用任务系统与保障对象系统和保障系统相互作用、相互影响，具有很强的交互性。使用任务系统的分析3.33.3使用任务系统的分析：1．研究目标下面利用系统工程的方法，从研究目标、研究对象和研究时域对使用任务系统进行分析

使用任务系统目标反映作战任务装备运用特点，提供全面规范任务信息，细化为规范化描述和任务要求分派。

规范化描述使用任务系统规范化描述是用统一规范形式描述任务系统，包括各层次阶段任务及阶段任务间关系，阶段任务通过不同方面参数描述，阶段任务间关系通过任务方式参数描述。

任务要求分派任务要求分派是结合作用关系将作战总要求分解到各层次阶段任务，本质是依据作战任务要求参数确定各层次阶段任务不同方面参数。

转化为参数问题因此，使用任务系统的研究目标可以转化为关于任务参数的问题。3.3使用任务系统的分析2．研究对象使用任务系统的研究对象是装备最小任务单元的使用任务、高层作战单元的作战任务及其之间的关系。3．研究时域使用任务系统研究的时域是保障对象的整个作战使用过程，包括一次战斗或一次战役。使用任务系统研究问题域分析3.43.4使用任务系统研究问题域分析

研究架构建立将目标、对象与时域转换为参数、层次与时序维，明确问题域。

问题域界定通过分析研究架构，清晰界定使用任务系统的问题域范围。3.4使用任务系统研究问题域分析：1．时序维×层次维时序与层次维的关系

时序维×层次维特定层次阶段点，任务围绕目的，制约与影响最终目标，连续时序性，前后任务基础邻接。

逻辑关系任务连续时序，前任务影响后任务，基础邻接与时序关联，体现阶段间逻辑。3.4使用任务系统研究问题域分析：1．时序维×层次维高低层次任务的逻辑关系高层阶段任务约束影响低层阶段任务，低层受高层指挥、协同支撑高层，低层完成情况影响高层，二者存在逻辑关系。反映的主要问题对使用任务系统的阶段任务及关系分析描述不足，包括层次结构、分解方法、同层次邻接和时序关系、不同层次逻辑关系。3.4使用任务系统研究问题域分析：2．层次维×参数维

层次与参数的关系层次与参数的关系：层次不同，描述任务的参数不同；同一层次任务，描述参数多方面。

任务参数的逻辑关系不同层次任务参数有逻辑关系。高层任务由下属执行，需将作战要求分派到低层确定参数，上下层任务参数有定量关系。

平面反映的问题各层次使用任务的参数描述；相邻层次任务参数之间的定量关系。3.4使用任务系统研究问题域分析

3.时序维×参数维时序维×参数维平面点表示阶段任务描述参数，反映各阶段任务参数描述及定量关系。使用任务系统模型分析3.53.5.1使用任务系统模型架构

使用任务系统模型架构使用任务系统模型是对系统内各层次保障对象阶段任务及关系的客观描述，建模包括参数体系构建、概念建模和参数定量建模。

使用任务参数体系构建使用任务系统参数体系构建是针对各层次各阶段任务选取特定参数，以描述保障对象使用过程并满足系统研究需要。3.5.1使用任务系统模型架构使用任务系统概念建模

使用任务系统模型分析运用图形、文字、表格标准化语言，抽象描述任务系统，包括阶段任务、关系及参数，为定量建模和要求检验奠定基础。

使用任务系统模型架构构建层次、时序、逻辑关系模型，分别描述任务层次、执行顺序与逻辑关联，各模型互补集成，共同描绘系统全貌，需含阶段任务分解方法。3.5.1使用任务系统模型架构使用任务参数定量模型

使用任务系统模型分析通过分析阶段任务参数间及与RMS属性、保障系统特性的定量关系，构建参数定量模型组，描述任务间关系，聚焦任务时间、任务量、任务完成概率三个关键参数。

使用任务系统模型架构模型架构需详析阶段任务的时序、邻接与逻辑关系，基于此探索参数间的定量联系，同时考虑保障对象系统RMS属性和保障系统特性，以构建全面的参数模型。3.5.2使用任务系统各模型之间的关系1．概念模型与参数定量模型之间的关系

使用任务系统模型基础参数定量模型基于正确认知任务系统特性与结构，抽取关键因素，描述系统结构特征，需定性认识基础，不可背离概念模型描述。模型间关系时序模型与逻辑关系模型分别反映时间与逻辑结构；任务时间模型描述时间结构，任务完成概率与任务量模型描述逻辑结构及外部因素影响，体现系统内外部交互作用。3.5.2使用任务系统各模型之间的关系2．各种概念模型之间的关系

层次结构模型反映任务系统层次划分，不同层次保障对象需建立特定时序模型，基础于层次结构，准确描述使用过程。

时序模型基于层次结构，描述各层次保障对象使用流程，受逻辑关系模型约束，体现不同阶段任务特征。

逻辑关系模型受层次与时序模型约束，针对各层次不同阶段任务，建立装备作战单元间协同配合的逻辑关系。3.5.2使用任务系统各模型之间的关系3．各种参数定量模型之间的关系

任务系统模型分析任务执行依赖时间变量，阶段任务完成情况于结束时刻判断，邻接关系限于相邻任务间，任务完成概率与任务量模型基于任务时间模型，需比较实际与要求任务量计算概率。

模型间关系任务完成概率模型依托任务量模型，两者在阶段任务结束时刻评估，确保任务系统时间结构的定量描述准确，反映任务执行的真实情况。THEEND谢谢2026/03/224集群无人机任务分析与参数选择汇报人:刘丽CONTENTS目录4.1无人机典型任务分析4.2集群无人机任务参数分析与确定4.3度量无人机任务变化的几类典型参数4集群无人机任务分析与参数选择

任务与系统概念分析使用任务和任务系统，描述集群无人机典型任务，确定任务参数集合。任务参数分析基于任务参数分析，开展度量任务变化的典型参数分析，如位置、速度和航向。无人机典型任务分析4.14.1无人机典型任务分析

民用领域应用集群无人机在智能交通、物流、森林防火、地质灾害、农业、国土监测等多场景应用，具有效率高、覆盖广的优势。

军事领域应用广泛用于搜索监视、边境巡逻、城市反恐，衍生新作战模式，提升作战效能，成未来战场新质力量。

主要任务空基侦察、突防、电子干扰、通信中继、目标识别、火力指引/打击、毁伤评估，拓展至搜救、探雷、空基对抗等新型应用。4.1.1无人机平台级任务示例1．任务描述

无人机应急任务长江流域洪水灾害，2小时内完成10公里灾情侦查，上报指挥部，采用一体化车载无人机系统，含油动与电动固定翼，覆盖全面，实时传输，高效应急。

无人机系统配置商务车改装，搭载油动及电动固定翼无人机，车载地面站与影像处理系统，支持实时高清图传，航片处理，15公里传输，3人机组，灵活适应复杂环境。4.1.1无人机平台级任务示例2.任务流程

任务准备车载至任务区，架设系统，开机监控，参数输入，规划任务，自动归档航拍资料。航前检查结合软件自动检测，确保GPS、罗盘、空速管等状态，保障飞行安全。飞行任务规划区域空照、导航、混合模式下规划飞行任务。放飞与航飞监控实时监控姿态、方位、空速等状态，判断任务可行性，确保安全。回收与影像处理完成任务后回收，进行影像拼接处理及上传。4.1.2单一功能型集群无人机任务示例1．任务描述无人机侦察任务集群需实时传回战场数据，含飞行器等多系统，20架中至少15架全程完好，超15架未返回则任务失败。2.任务流程任务分为起飞、巡航、任务、返航、着陆五个阶段，时间间隔分配用于区分组件在不同阶段的参与情况。4.1.3混合型集群无人机任务示例

1.任务描述集群无人机多目标协同察打任务，由3侦察机8攻击机组成，线下提取决策规则，在线根据事件触发匹配调用规则选择执行动作。4.1.3混合型集群无人机任务示例2.任务流程

集群无人机任务流程起飞至任务区，密集编队飞行，搜索识别目标，实施精准打击，任务分解为自检至返航等子任务。

任务规划与执行依据目标区域，规划侦察与攻击路径，采用平行搜索，攻击机于边界待命，未发现目标则返航，否则定位后引导打击。4.1.4集群无人机体系层任务示例1.任务描述

集群无人机协同作战自主协同执行实时侦察，对接舰艇作战系统，实施远程火力保障，增强超视距战区火力引导，支持战后回收，体现分布式特点。掩护干扰与定位加装干扰载荷，辅助反舰导弹突防，模拟雷达信号特征，形成虚假饱和攻击，联合定位静止或低速目标，提供持续目标信息保障。4.1.4集群无人机体系层任务示例2.任务流程

（1）任务准备与投送检查装备资源，无人机由母机或母舰携带至任务空域。（2）任务规划与航迹分析软件分析任务，规划最优方案和航迹。（3）集群构建与飞行空中抛洒或发射，无人机飞往指定空域构建集群。4.1.4集群无人机体系层任务示例：2.任务流程

（4）待战集结并执行任务侦察集群调整编队完成任务，攻击集群按规划路线突防。（5）任务动态调整遇损毁或新任务，重新分析规划，继续任务。（6）任务结束与返回攻击集群返母舰，侦察集群依规则返回降落。4.1.5任务特点分析通过对上述无人机任务示例分析，得出以下任务特点

1.复杂性任务类型多样，任务成员关系复杂，任务间逻辑关系复杂，集群任务过程具多阶段特征，可视为多阶段任务系统。

2.时限性与时变性每项任务及子任务须在规定时限内完成，任务不断变化，需定义任务变化以提供统计依据。4.1.5任务特点分析3.严酷性

任务特点分析环境多变，应力强度高，参数需体现任务强度与环境严酷性。

任务可靠性假设任务分连续阶段，各阶段须成功；阶段时间固定，部件故障不可现场修复。集群无人机任务参数分析与确定4.24.2.1任务参数分析

任务参数分类按威胁、要求、主体、时间、地域、方式六类细分，针对作战任务与行动特点深入探讨。

参数讨论重点聚焦任务特性，从多维度解析，确保参数全面覆盖，提升任务执行效率与成功率。4.2.1任务参数分析1．任务威胁参数任务威胁是影响作战任务执行的重要外部因素，通过作战任务影响装备保障，给装备保障力量野战生存带来挑战。4.2.1任务参数分析2．任务目的参数

作战任务参数描述作战效果参数含毁伤程度、发现概率、效能及任务完成概率，作战目标与效果决定装备使用，如目的地影响飞行里程，毁伤程度关联弹药发射数。

任务量参数引入任务量参数量化无人机使用时间，依据任务类型（飞行/火力）用飞行距离或弹药数度量，通过转换系数统一至日历时间，反映任务期间武器装备性能。4.2.1任务参数分析3．任务主体参数

任务参数分析主要分析无人机种类、型号、数量及战技术性能，如飞行马赫数、发现概率、最远射程、分辨率等，参数可在国军标或教科书中查询。

增加任务参数增加描述装备状态参数，如可靠性、维修性、任务期间损坏情况，整合形成主体参数表。4.2.1任务参数分析4．任务时间参数

任务时间参数分析任务持续、开始、结束时间，及最早、最迟时间，确保任务准备与执行的时限性。

保障活动时间规划依据任务结束时间及最早、最迟结束时间，规划无人机维修、保养等后任务保障活动启动时机。4.2.1任务参数分析

5．任务空间参数与任务空间相关的作战任务参数如表，主要有：

6．任务方式参数任务方式参数包括任务类型、样式、执行方式、协同配合方式及任务变化率、任务中断率等。4.2.2任务参数集合确定

任务参数集合确定任务不同对集群无人机功能需求、使用方式和过程不同，选取任务参数应体现任务特点并遵循规范性等基本原则，综合提出任务参数并建立集合表。度量无人机任务变化的几类典型参数4.34.3度量无人机任务变化的几类典型参数

1.任务类型无人机军事任务类型有预警、探测、监视等；民用有照相、喷洒、检测等。本书任务类型在此范围内。

2.任务变化率无人机任务变化需刻画度量，触发条件含任务四要素、执行主体参数变化及人工强制改变，涉及任务中断率和转换率。

3.环境因子无人机使用方案需考虑环境对系统可靠性、飞行器和传感器及地面控制站性能的影响，沙尘、盐雾、温湿度、过冷液态水烟云等带来安全风险，尤其结冰危害大。THEEND谢谢5集群无人机任务系统概念模型研究CONTENTS目录5.1任务系统概念建模分析5.2任务系统层次结构模型及其建模方法5.3任务时序模型及其建模方法5.4任务逻辑关系模型及其建模方法5.5任务系统概念模型示例5集群无人机任务系统概念模型研究

任务系统概念建模运用图形、文字、表格标准化语言，抽象描述使用任务，包括阶段任务、关系及参数。概念建模方法基于任务系统概念建模需求，提出建模方法，为无人机体系可靠性研究提供规范任务信息。任务系统概念建模分析5.15.1.1需求分析

任务系统概念建模依据任务系统概念建模的依据是任务方案、任务计划或作战想定。

模型需求点一任务系统概念模型需描述无人机体系各层任务，表达相邻层次任务间相互影响，以分析最终任务目的与各层阶段任务完成情况的关系。

模型需求点二任务系统概念模型需反映阶段任务间的邻接关系、时序关系及关系动态变化特点。

模型需求点三任务概念模型要规范易懂、简洁实用，便于在理解体系行为过程上达成一致，容易让不同的人员掌握和利用。5.1.2概念模型任务系统模型概述

任务系统概念建模描述对象包括任务系统层次、阶段任务、邻接及逻辑关系，需多模型互补集成。

模型类型主要包括层次结构、时序和逻辑关系三类模型，共同完成任务系统描述。5.1.2概念模型

（1）任务层次结构模型任务层次结构模型是对各层任务及其隶属关系的规范化描述，用于反映任务系统的层次结构。

（2）任务时序模型任务时序模型是对阶段任务、要求、邻接关系的规范化描述，用于描述阶段任务间邻接关系和阶段参数。

（3）任务逻辑关系模型任务逻辑关系模型是对上下层阶段任务间逻辑关系的规范化描述，反映下层任务对上层任务的影响。5.1.3建模方法

从工程角度来讲，任务的建模方法包括建模语言和建模过程两大部分5.1.3建模方法1．建模语言

任务系统概念建模分析需明确表达层次、时序与逻辑关系，选择适合需求的建模语言，支持模型检验与重用。

建模语言分类分为通用与专用建模语言，如UML、SysML适应多领域，PSL专用于制造过程描述，需根据系统特性选用。5.1.3建模方法

2．建模过程任务系统概念建模过程需结合模型特点和建模语言提出，3种模型各有特点，需分别研究其建模过程。任务系统层次结构模型及其建模方法5.25.2任务系统层次结构模型及其建模方法任务系统特性层次结构明确，上层任务约束下层，下层支撑上层，体现系统整体性和关联性。建模方法要点描述各层任务，反映层次关系，确保模型准确表现任务系统特性。5.2.1描述元素任务系统层次结构模型的描述元素主要有任务节点、连接线和任务参数表

1．任务节点任务节点是无人机体系各层次任务，是任务系统层次结构模型基本元素，用带边框字符表示，名称可用专业语言描述。

2．连接线连接线反映了任务之间的层次和隶属关系，用带单箭头的直角折线段表示。

3．任务参数表任务参数是层次结构模型重要组成部分，各任务属性构成其基本属性和信息，虽内容、种类及描述参数多样，但可用统一结构化表格描述。5.2.2语法规则任务节点与连接线规则任务节点与连接线组合表示任务层次和隶属关系，箭头端任务由箭尾端任务分派而来。连接线使用限制相邻层次的任务节点可用连接线连接，层次不相邻或具有相同父节点的节点不能用连接线连接。模型结构规则模型中只能有一个顶层任务节点；除顶层外每个任务有父节点，除最底层外每个任务有子节点。5.2.3建模步骤01分析体系各层任务依据任务方案中指挥体系设置、兵力编成和装备的使用特点和方式，确定出体系各层的任务。02绘制任务节点及层次连接线构图是绘制任务系统层次结构模型的过程，包括绘制任务节点、按层次和隶属关系组织节点、描述任务参数。03绘制并填写任务参数表格按照任务方案中对各个层次任务及其要求的描述，采用规范化的参数表格对任务描述。04检验模型检验模型是检验正确性和有效性。正确性指模型无错、符合语法、准确表达意思；有效性指正确反映任务层次隶属关系，准确描述意图、决心和目的。未通过需重新进行第1步。任务时序模型及其建模方法5.35.3.1建模分析任务时序模型描述各阶段任务及关系，规范任务流程，体现连续性和时序性。建模分析分析阶段任务目的，考虑使命任务制约，评估阶段任务完成对整体影响，展现逻辑与时序关系。1.邻接关系分析阶段任务有确定型和概率型两种基本邻接关系，可细分且因传递性能组合复杂邻接关系。2.时序关系分析阶段任务时序关系分串行（无交叉，含超前、汇合）和并行（有交叉，含期间等5类）。5.3.2任务分解为了建立任务时序模型，需要将任务进行分解成一系列的阶段任务。任务分解过程中需要参考任务方案或计划5.3.2任务分解1．任务分解的原则

任务分解原则遵循实际使用流程，确保任务描述与现实一致，考虑无人机可靠性及保障需求，适应不同层次任务特性，体现装备使用特点。阶段任务命名命名应直观反映任务内容与特点，避免使用含任务目的、战术技术、部队类型词汇，确保名称清晰明了。5.3.2任务分解

2．任务分解的过程以概率型邻接关系为分割点分大任务段落，再分解成满足时序模型的阶段任务。5.3.2任务分解3．阶段任务的界定标准

任务分解原则合理界定阶段任务，避免低水平重复，考虑可靠性和保障，平衡任务描述清晰度与工作量。

体系层阶段任务以任务阶段变化时刻界定，便于整体理解体系任务段落，适应复杂协同变化。

集群层阶段任务依据目标、行动性质或兵力使用变化界定，如火力打击群分解为准备、输送、集结等阶段。

平台层阶段任务基于装备功能系统间任务可靠性关系变化界定，满足系统可靠性和维修性需求。5.3.3建模语言本节主要针对任务时序模型的特点，研究建立任务时序模型所需的描述元素和使用规则5.3.3建模语言：1.描述元素任务时序模型组成模型含阶段任务、标识与邻接节点，反映任务推进，参数表量化任务，注释辅助说明。节点分类分阶段任务、标识与邻接三类节点，阶段任务为基本元素，标识节点标示起止，邻接体现任务关系。5.3.3建模语言2.语法规则

任务时序模型组合阶段任务节点与时序连接线，表达串行与顺序邻接，遵循特定语法规则。邻接节点使用规则成对出现，邻接汇节点与源节点配对，表示概率型邻接关系，包括条件、分支与循环邻接，可相互嵌套用于复杂分支建模。5.3.3建模语言3.结构规则

任务时序模型结构规则模型禁止单独元素存在，需组合描述，执行主体统一，参数表详述，允许多路径但单起止点，条件设定防无效与死锁。

任务时序模型时间约束顺序邻接任务不重叠，持续时间为并集；概率邻接不占时，汇节点后任务与源节点前任务时间对齐。

任务时序模型化简规则针对同类型邻接节点简化，合并条件，删多余节点与连线，保持模型直观易读，异类型节点化简视情况而定，不减可读性不简化。5.3.4建模步骤

1．分解体系任务任务分解是依据任务方案将体系任务过程在时序上分解成阶段任务并确定要求，仅用于建立体系任务时序模型。

2．绘制阶段任务序列将阶段任务按照时顺和邻接关系，用阶段任务节点、邻接节点和时序连接线组织绘制出来。

3．绘制并填写阶段任务要求的参数表格在明确阶段任务要求的基础上，对阶段任务要求用相关的参数表格进行描述。

4．检验模型检验模型是对模型合法性和有效性的检查验证。合法性指模型无错误、元素使用符合语法规则；有效性指模型能准确描述体系任务过程及意图等，不扩大不缩小。未通过需重新进行第1步。任务逻辑关系模型及其建模方法5.45.4.1建模分析任务逻辑关系模型是对上下层阶段任务之间逻辑关系的规范化描述，需要满足以下需求5.4.1建模分析任务逻辑关系模型要能够表述各种逻辑关系（1）逻辑关系模型体系高层任务与低层任务间的关系，包括与、或、表决、冷储备，体现任务成败关联。①与关系高层任务需所有低层任务成功方为成功，任一失败即失败。②或关系高层任务在任一低层任务成功时即视为成功，仅当全失败时才失败。③表决关系高层任务在k个及以上低层任务成功时成功，形成k/n关系。④

冷储备关系低层任务按序执行，首任务失败后由储备顶替，全失败时高层任务失败。5.4.1建模分析

01（2）在任务执行过程中，体系相邻层次之间逻辑关系随着阶段任务的变化而变化，因此任务时序模型中的每个阶段任务都要有与其对应的逻辑关系模型。平台层的无人机系统从装备保障分析的角度来看是不可再分割的整体，直接反映了装备综合运用情况，因此其任务时序模型中的阶段任务就没有相对应的逻辑关系模型

02（3）任务逻辑关系模型反映的是在体系的阶段任务期间，低层的阶段任务如何影响高层阶段任务的，因此逻辑关系模型要把阶段任务期间内每个低层任务过程给描述出来5.4.2建模语言本节主要针对任务逻辑关系模型的特点，研究建立逻辑关系模型所需的描述元素和使用规则

1.描述元素逻辑关系节点分与、或、表决、冷储备四种，有源节点和汇节点；阶段任务节点同时序模型表示；时序连接线带单箭头，逻辑连接线为直线段或折线段。5.4.2建模语言：2.语法规则

任务逻辑关系模型需配合使用不同元素，遵循语法规则，逻辑关系节点成对出现，组合内用时序和逻辑线连接。

逻辑关系节点使用可嵌套表示多组合间关系，避免割断任务过程，反映高层与低层任务间逻辑。5.4.2建模语言3.结构规则

模型结构规则避免孤立元素，多任务需按时序规则描述，保持逻辑清晰。

模型化简规则同类型源或汇节点可化简，用时序线直连前后节点，提升模型可读性，酌情操作避免复杂度增加。5.4.3建模步骤

任务逻辑关系模型阶段任务对应逻辑关系，时序决定模型数量，一一匹配原则。

建模步骤识别阶段任务，构建时序框架，对应建立逻辑关系模型，确保任务衔接。5.4.3建模步骤

1．任务分解体系层、集群层阶段任务对下层复杂，分解需遵循界定标准，满足可靠性和维修性建模，下层任务时间不跨上层且起止时间一致。

2．绘制每个下层的阶段任务节点构图是绘制逻辑关系模型的具体过程，包括绘制下层的阶段任务节点、邻接节点，形成下层的阶段任务序列。

3．绘制逻辑关系符号分析高层与下层阶段任务序列的逻辑关系，用逻辑关系连接线和节点组织连接下属层次阶段任务序列。5.4.3建模步骤4．检验模型

检验模型检查模型合法性和有效性，确保元素使用合规，如实反映装备协同，未通过需重做第一步。

建模流程针对单阶段任务建立逻辑关系模型，完成后再从时序模型第二步起，为各下属装备建立任务时序模型。任务系统概念模型示例5.55.5任务系统概念模型示例

任务系统概念模型示例基于混合型集群无人机，包括1侦察系统（3架侦察机），2攻击系统（各4架攻击机）。5.5任务系统概念模型示例：1．任务系统层次结构模型示例集群无人机任务参数，分别见表。5.5任务系统概念模型示例2．集群无人机任务时序模型集群无人机自主察打任务时序以顺序结构为主，侦察未搜索到目标则返航，识别到目标则定位引导攻击，多目标时突防打击循环直至目标清单为空。

5.5任务系统概念模型示例：3．集群无人机各阶段任务的逻辑关系模型

01集群无人机自检任务下面给出集群无人机自检任务逻辑关系模型，见图5-16。起飞、集结、前突、返航与之相同结构。

02集群无人机侦察、待战任务下面给出集群无人机目标侦察与待战任务逻辑关系模型，见图5-17。

03集群无人机突防任务，逻辑关系模型见图5-18单击此处添加项正文

04集群无人机打击任务下面给出集群无人机打击逻辑关系模型，见图5-19。5.5任务系统概念模型示例

4．无人机系统任务时序模型无人机系统1任务时序模型见图5-20，系统2见图5-21，系统3任务时序模型与之相同。THEEND谢谢6集群无人机任务参数模型研究CONTENTS目录6.1任务时间参数模型6.2任务量参数模型6.3任务完成概率模型6集群无人机任务参数模型研究

任务时间参数模型研究基于邻接关系的任务执行时间，构建时间参数模型，确保任务按时完成。

任务量参数模型分析逻辑关系影响下的任务量，建立任务量参数模型，优化资源分配。任务时间参数模型6.16.1.1基于邻接关系的任务时间模型

任务时间模型反映任务与阶段开始、结束时间的定量关系，总任务时间由所有阶段完成决定，不同邻接关系模型各异。

阶段任务执行任务分解为多个阶段执行，完成所有阶段后形成总任务时间，邻接关系影响模型差异。

1．顺序邻接顺序邻接下，无人机体系某层次执行完一阶段任务接着执行下一阶段任务，任务时间参数与阶段任务时间参数相关。

2．条件邻接条件邻接关系阶段任务在满足一定条件时执行，其与对应阶段任务时间参数存在特定关系。

3．分支邻接无人机体系阶段任务按分支邻接组成复杂任务，各阶段任务需在要求时间范围内，任务时间参数与阶段任务时间相关。

4．循环邻接循环邻接下无人机体系某层次需反复执行阶段任务至不满足条件，阶段任务组成复杂任务时存在时间参数关系。6.1.2基于逻辑关系的任务时间模型

任务时间模型定义基于逻辑关系的任务时间模型反映无人机体系某层次与下属层次阶段任务开始结束时间的定量关系。

公式及变量解释（6-5）式中，为体系下属集群或无人机系统数量；和为体系阶段任务开始和结束时间；和为第个下属集群或无人机系统阶段任务（或序列）开始和结束时间。

时间一致性描述下属集群或无人机系统的开始与结束时间，或任务持续时间，与体系阶段任务的相应时间一致。任务量参数模型6.26.2.1基于邻接关系的任务量模型任务量参数模型反映任务与阶段任务量的定量关系，各阶段任务完成构成总任务量，不同类型阶段任务量可转换为日历时间，体现于不同邻接关系中。邻接关系下的任务量模型针对基本邻接关系建立，展现阶段任务间任务量的定量联系，虽参数各异，但均能在日历时间上统一，揭示任务整体进展。1．顺序邻接顺序邻接关系下，体系某层次执行完一阶段任务接着执行下一阶段，任务量为各阶段任务量累积。2．条件邻接条件邻接关系下阶段任务在满足一定条件时体系某一层才执行，任务量与满足执行条件的概率相关。3．分支邻接分支邻接关系下体系某一层执行完某个阶段任务后，需要借助条件来判断执行个阶段任务中的哪一个，假设满足第个阶段任务执行条件的概率是，则使用任务的任务量4．循环邻接循环邻接下体系某层需反复执行阶段任务至不满足条件，阶段任务组成复杂任务时使用任务量，式中为执行次数。6.2.2基于逻辑关系的任务量模型

任务量参数模型反映高层任务与低层任务量间定量关系，线性关系可建模，非线性如投送任务则不可。逻辑关系模型应用仅存于阶段任务结束时刻，展示上下层级任务完成情况，适用于火力进攻等线性关系任务。6.2.2基于逻辑关系的任务量模型（1）与下属无人机系统与集群任务逻辑关系为与，每个无人机系统任务成功集群任务才成功，该模型适用于体系与所属集群任务量计算。（2）或无人机系统与集群任务逻辑关系为“或”，即一个无人机任务成功则集群任务成功，模型适用于体系与所属集群任务量计算。6.2.2基于逻辑关系的任务量模型（3）表决

任务量参数模型基于逻辑关系，若n个无人机中k个成功，集群任务成功，任务组合多样，模型适用体系与集群间任务量计算。

逻辑关系描述描述了集群任务成功需至少k/n无人机任务成功，通过任务成功与失败状态组合计算，确保集群任务量与个体任务量关系明确。6.2.2基于逻辑关系的任务量模型

（4）冷储备无人机系统与集群任务为冷储备关系，下属无人机系统任务量与集群任务量关系见（6-13），该模型适用于体系与所属集群任务量计算。任务完成概率模型6.36.3.1基于邻接关系的任务完成概率模型

任务完成概率模型模型反映任务与各阶段任务完成概率的定量关系，通过分解任务至阶段任务，计算总任务完成概率，考虑阶段任务间的邻接关系。

阶段任务关系阶段任务间的基本邻接关系影响总任务完成概率，模型需针对这些关系进行任务完成概率的计算和调整。

1．顺序邻接顺序邻接下体系按顺序执行各阶段任务，阶段任务间为“与”逻辑关系，任务完成概率需结合各阶段任务完成概率。

2．条件邻接条件邻接关系下阶段任务满足一定条件时体系才执行，其任务完成概率与满足执行条件概率和阶段任务完成概率相关。

3．分支邻接分支邻接关系下体系（或集群）执行完某个任务后，需要借助条件来判断执行

个阶段任务中的哪一个，假设满足第个阶段任务执行条件的概率是

，则使用任务的完成概率

为

4．循环邻接循环邻接关系下体系需反复执行阶段任务至不满足条件，阶段任务按此组成复杂任务时，任务完成概率与阶段任务完成概率及执行次数相关。6.3.2基于逻辑关系的任务完成概率模型

任务完成概率模型反映体系/集群与下属任务完成概率的定量关系，仅存于阶段任务结束时刻。

建模方法根据不同基本逻辑关系，给出任务完成概率建模，集群任务概率由下属无人机系统任务概率决定。6.3.2基于逻辑关系的任务完成概率模型

（1）与与关系下所有无人机系统任务成功集群任务才成功，集群任务完成概率模型适用于体系与所属集群任务量计算。（2）或或关系下无人机集群任务成功条件：任一无人机系统任务成功则集群成功，此模型适用于体系与所属集群任务量计算。6.3.2基于逻辑关系的任务完成概率模型（3）表决

任务完成概率模型基于逻辑关系，若n个或以上无人机任务成功，集群任务视作成功，适用于体系与集群间任务量计算。

特定条件下的概率计算当各无人机任务完成概率相等时，可简化计算集群任务完成概率，公式适用所有任务成功情况。6.3.2基于逻辑关系的任务完成概率模型

（4）冷储备冷储备关系下，只要一个无人机系统任务成功，集群任务就成功，该模型适用于体系与所属集群的任务量计算。THEEND谢谢7集群无人机RMS参数分析与选取CONTENTS目录7.1参数构建的基本原则7.2单元层和平台层RMS参数的选取7.3集群层和体系层RMS参数的选取7集群无人机RMS参数分析与选取

参数构建原则分析确立了RMS参数构建准则，指导无人机系统维护标准。

参数集构建详细列举单元、平台、集群、体系四层RMS参数集，全面覆盖常用参数。参数构建的基本原则7.17.1参数构建的基本原则

1．基于现有的RMS参数单元层和平台层已构建完善RMS参数，集群层和体系层相对滞后，选取时低层以现有为主，高层参考低层适当扩展。7.1参数构建的基本原则：2．基于无人机体系自身的特性与特点无人机系统RMS参数整体性

参数构建原则基于无人机系统整体性，分析RMS质量特性，如任务成功概率，体现综合性能而非单一装备。

任务成功概率应用适用于描述无人机系统整体执行任务的RMS特性，而非单个装备，强调系统层面的成功率。7.1参数构建的基本原则：2．基于无人机体系自身的特性与特点

无人机系统RMS参数层次性无人机体系不同层次配置、功能、作战任务不同，RMS参数选取需基于层次性划分，不同层次构建适合的RMS参数。7.1参数构建的基本原则：2．基于无人机体系自身的特性与特点无人机系统RMS参数个体差异性

参数构建原则综合考虑各层次特性，区分个体类别，适应不同类型装备。无人机飞行器参数采用平均故障间隔飞行小时、出动架次率等参数。导弹弹药参数采用发射可靠度、飞行可靠度等参数。7.1参数构建的基本原则：2．基于无人机体系自身的特性与特点

RMS参数确定基本原则RMS参数确定需遵循一般系统参数确定的基本原则，包括合理性、规范性和简洁性等。单元层和平台层RMS参数的选取7.27.2单元层和平台层RMS参数的选取

通过对国内外研究现状的分析与总结，可以整理出单元层及平台层的参数描述7.2单元层和平台层RMS参数的选取：1．单元层的RMS参数

单元层RMS参数设计特性决定质量水平，评估使用性能，构建参数描述质量。

单元层构成包括无人机、炮弹、侦察设备，地面控制站，独立完成简单任务。7.2单元层和平台层RMS参数的选取：1．单元层的RMS参数（1）无人飞行器分系统机体、动力装置、导航飞控、电气设备等；（2）任务设备分系统视任务要求加挂不同设备，如战场侦察校射、电子对抗、通信中继、攻击任务、电子技术侦察、核生化探测、战场测量、靶标等设备。（3）测控与信息传输分系统无线电遥控/遥测设备、信息传输设备、中继转发设备等；（4）指挥控制分系统飞行操纵与管理设备、综合显示设备、地图与飞行航迹显示设备、任务规划设备、记录与回放设备、情报处理与通信设备、其他情报和通信信息接口（5）发射与回收分系统与发射（起飞）和回收（着陆）有关的设备或装置，如发射车、发射箱、助推器、起落架、回收伞、拦阻网等；集群无人机体系单元层的构成主要有：7.2单元层和平台层RMS参数的选取：1．单元层的RMS参数（6）保障与维修分系统

单元层RMS参数包括可靠度、故障