科学技术与应用

无人机群重要度建模及可靠性分析

王 鹏飞

河南理工大学工商管理学院

兰 建义

河南理工大学工商管理学院

DOI: https://doi.org/10.59429/kxjsyy.v2i3.10727

Keywords: 无人机群；重要性测度；可靠度

---

Abstract

论文主要讨论了无人机群建模及可靠性分析的问题，使多阶段任务无人机群的任务可靠度达到最优的同时 保证了无人机群的成本（包括无人机成本及维修成本）最低。对于像无人机群这样的冗余系统，有必要对其成本进 行控制，通过成本和可靠性之间的权衡博弈，深入讨论总代价与相应参数之间的关系，从而追求成本效益最佳的设 计模型，并基于重要度以及任务可靠度对电力巡检无人机群进行建模，使得电力巡检无人机群在指定任务时间和指 定任务环境下完成指定任务的能力得到保证。在任务可靠性模型的基础上，给出了无人机群的可靠性重要度，对群 体中不同位置的无人机的重要度进行分析，找出群体中具有较高重要度的无人机，然后确定无人机群的关键无人机 和薄弱环节。另外，结合任务可靠性和重要性测度，可以预测基于任务可靠性的无人机群剩余使用寿命，在两个任 务之间的阶段，有限的资源用于维护关键无人机，以最大限度地提高总体可靠性和平均剩余使用寿命。当无人机在 任务中发生故障或损坏时，实现无人机之间的相互更换和重新定位。该机制是为了保证关键位置无人机的正常运行， 最大限度地提高整体任务可靠性，延长无人机群平均剩余寿命。

---

References

[1] 王瑞群,欧阳权,段朝伟,等.基于强化学习的无人机全自主电力巡检[J].机械与电子,2021,39(12):34-38+43.

[2] 王伟.持续在线的电力巡检无人机的研究与设计[D].太原:太原科技大学,2021.

[3] 王翼虎.电力巡检旋翼无人机航迹规划研究[D].兰州:兰州交通大学,2020.

[4] 蔡宗琦.220kV电力线路巡检无人机路径规划研究[D].太原:太原科技大学,2020.

[5] 陈文浩.基于四旋翼无人机的电力巡检研究[D].郑州:郑州大学,2019.

[6] 李博.面向任务的无人机集群可靠性建模与评估[D].长沙:国防科技大学,2018.

[7] 刘青龙.应用马尔科夫理论评估多状态连续-k-out-of-n:F系统的可靠性[D].兰州:兰州大学,2012.

[8] 温静楠.一维和二维n中取连续k系统的可靠性分析[D].北京:北京交通大学,2019.

[9] Wei Wang.Optimization of Linear Consecutive- k -Outof- n Systems with Birnbaum Importance Based Ant Colony Optimization Algorithm[J]. Journal of ShanghaiJiaotong University(Science),2020,25(4):253-260.