基于深度强化学习的综合航电系统安全性优化方法

为解决传统基于人工检查的安全性设计方法难以应对航电系统大规模集成带来的可选驻留方案爆炸问题,构建航电系统分区模型、任务模型以及安全关键等级量化模型,将考虑安全性的综合化设计优化问题模型化为马尔可夫决策过程(MDP)问题,并提出一种基于Actor-Critic框架的柔性动作-评价(SAC)算法的优化方法;为得到SAC算法的参数选择和训练结果之间的相关性,针对算法参数灵敏度开展研究;同时,为验证基于SAC算法的优化方法在优化考虑安全性的综合化设计方面的优越性,以深度确定性策略梯度(DDPG)算法和传统分配算法为对象,开展优化对比试验。结果表明:在最佳的参数组合下,使用的SAC算法收敛后的最大奖励相较于其他参数组合提升近8%,同时,收敛时间缩短近16.6%;相较于DDPG算法和传统分配算法,基于SAC算法的优化方法在相同的参数设置下获得的最大奖励、约束累计违背率、分区均衡风险效果、分区资源利用以及求解时间方面最大提升分别为62%、7464%、8370%、2123%和775%。

一种分布式综合化模块化航空电子核心处理平台

随着航空电子系统的不断发展,传统的系统架构已不能满足航电系统日渐增加的需求,结合航电系统架构的应用需求及发展趋势,提出了一种分布式综合化模块化核心处理平台架构,从总体解决方案、系统结构、软件设计等方面对平台架构进行了描述,并提炼出系统架构所需的关键技术,同时该系统架构具备根据航电系统需求变化进行扩展升级的能力,同时基于该平台架构模型,进行了系统原型研制和验证,可为未来分布式航空电子系统及其平台研制提供参考。

基于TTFC网络的分布式综合化处理系统平台研究

为提高IMA系统的性能和安全性,分布式综合化处理平台作为系统的一个关键性基础资源,将应用于未来作战飞机的任务组织、功能集成和系统管理。在第二代IMA(IMA2G)系统综合研究基础上,提出了一种TTFC网络为统一数据网络的分布式综合化处理系统(DIPS)架构模型,结合未来分布式IMA系统的需求分析,进行了DIPS平台的深度综合化通用处理模块、安全关键TTFC网络、通用系统管理应用解决方案研究,并在此基础上进行了DIPS平台原型系统研制和验证,可为未来分布式IMA系统及其平台研制提供参考。

机载分布式系统管理软件的一种冗余备份实现方法

分布式系统管理软件对分布式航空电子系统采用分级的方式进行管理,监视和处理系统中的各类故障,通过重构管理提高系统的容错能力。系统管理的最高级是控制整个系统的核心,所有的控制指令由最高级下发,因此需要对最高管理级别做冗余备份处理。本文提出机载分布式系统管理软件的一种安全可靠的冗余备份实现方法。通过硬件中断、软件握手等多种手段提供安全可靠的备份切换策略,提高机载分布式系统管理软件自身的安全性可靠性。

分布式航电系统通用开放式软件架构设计研究

随着我国科技的发展,分布式航电系统是目前我国航空电子系统(DIMA)中研究领域以及应用领域最广的架构。在DIMA中,计算能力、传感器、内存以及执行器接口都是系统任务共享系统中的资源。航电系统里面包含的通用设备提供的资源,可以在飞机上的所有位置进行任意安装。随着飞机设备和任务配置变得越来越大,同时也越来越复杂,人工在进行其设计研究也是一项难度较高的工作,目前还缺乏解决大型设备和任务配置问题的有效方法。

航电综合化系统总线接口板研究设计

提出采用 MIL- STD- 15 5 3B协议芯片 BU- 6 15 80设计 MIL- STD- 15 5 3B总线接口板 ,所设计的总线接口板完全满足 MIL- STD- 15 5 3B标准 ,同时具有 BC、RT、MT的功能 ,使用灵活、方便 ,与计算机接口适用于各种个人计算机和兼容机。

航电系统分布式IMA架构设计

随着航空电子系统的飞速发展,IMA 架构被广泛采用,同时也暴露出综合区域功能复杂、数据吞吐量大、存储和散热等问题,分布式 IMA 架构应运而生,本文通过架构设计、硬件设计、软件设计等方面对航电系统分布式 IMA 架构进行了设计,提出了分布式 IMA 架构航电系统设计时应着重解决的分区管理、网络构建、时间同步等关键技术。

新一代分布式IMA核心系统技术研究

为提高飞机作战能力和性能,IMA核心系统将应用于未来飞机的任务组织、功能集成和系统管理.在IMA系统、机载计算研究基础上,提出了一种以时间触发FC(TTFC)网络为统一数据网络的分布式模块化综合航空电子系统(DMIA)架构模型,结合IMA2G系统需求和组成特点分析,进行了新一代IMA核心系统的多核处理、TTFC网络、系统管理与重构关键技术及应用解决方案研究,并通过原型系统研制和试验进行了验证.结果表明:DMIA架构模型及关键技术性能满足系统需求,为新型飞机IMA系统研制奠定基础.

综合化航电核心处理系统容错设计

新一代综合航空电子系统正向开放式、综合化、模块化的方向发展,作为其基础平台的核心处理系统(ICPS)属于机载实时分布式计算机系统,它的设计直接地关系到综合航电系统的性能和成本;它的可靠性要求很高,必须采用容错技术;介绍了综合航电核心处理系统软/硬件结构,重点对综合处理处理系统硬件系统的动态冗余结构与容错处理进行了设计,提出了增加三模—单模冗余单元(TSRU)的方法,通过该方法提高了系统的容错能力;最后对软件系统容错机制进行了研究。

综合化航电网络文件系统的设计

针对综合化带来的文件访问安全性、易用性和文件共享问题及机载嵌入式实时环境资源有限、强实时等限制提出综合化航电网络文件系统总体设计方案,论述了命名和透明性、跨异构平台支持、可配置型以及文件访问等关键设计,通过综合化航电系统仿真环境验证了方案的可行性。

综合化航电核心处理系统(IAPS)研究与设计

分析了综合化航空电子核心处理系统的需求,设计了综合化航电核心处理系统IAPS——分布式计算机体系结构,IAPS采用双余度FC光纤网络连接多个机群,每个机群是由多个子机群通过开关网络互连组成。论述了IAPS的系统结构、双余度可重构FC网络和开关网络等关键组件的设计。

综合化航电电源管理系统的设计

提出综合化航电电源管理软件总体设计方案;论述了对系统管理支持、高可靠分布式监控协议、主从实时监控管理以及紧急掉电处理等关键设计;通过综合化航电系统仿真环境验证了方案的可行性。

基于多信号模型的综合化航电系统综合诊断算法设计

针对现代航电系统综合化程度高、故障现象复杂多变、故障诊断能力不足的现状,分析了综合化航电系统的故障特征,总结了其故障诊断算法的设计要求,并在此基础上设计了基于多信号模型的故障综合诊断算法,具体包括:建立了算法的总体架构,针对机上LRU/LRM级、子系统级和系统级诊断以及在线诊断的特点分别设计了适用的诊断算法模块,特别针对子系统与系统级诊断,设计了防虚警处理算法、快速诊断算法和精确诊断算法,以解决航电系统机内测试设备(BITE)长期存在的虚警难题,满足不同BIT工作模式下故障诊断的要求;建立了多层次诊断架构下的综合诊断流程,规划了各诊断模块的组成、功能、工作原理和输入输出数据。梳理了综合诊断算法设计的工作项目及其接口关系,给出了航电系统集成研发模式下综合诊断算法的设计流程,为工业部门在研制阶段进行航电系统综合诊断算法的设计开发提供支持。

高度综合化航电系统对象管理模型设计与应用

针对航空电子信息系统对象建模过程存在效率低下的问题,结合高度综合化航电系统特点,采用面向对象设计思想及建模方法,分析了航电系统对象组成及相互关系,研究了系统基类设计构型,并在此基础上提出了基于虚拟表单的高度综合化航电系统对象管理模型。该模型的应用为航电系统设计研制提供了灵活、动态的管理手段,在辅助开发设计人员对系统进行面向对象建模的同时,显著提高了系统研发管理效率。

综合化航电系统中的密钥管理方法研究

综合化航电系统的安全问题将是系统设计者的主要挑战之一,密钥管理是解决安全问题的基础。综合化航电系统的密钥管理不同于联合式航电系统,不存在专用的安全模块和加密总线,因此密钥及保密数据的加载需要新的方式。从综合化航电系统的特点出发,从地面到空中全方位考虑密钥的生成、加载、分配、存储以及擦除的过程,给出了航电系统密钥管理的一个具体方案,并对该方案的优缺点进行了分析,表明该方案具有较好的安全性。

通用航空综合化航电系统技术研究与设计

本文主要围绕通用航空综合化航电设备的实际工程开发,研究了综合化航电系统总体技术,阐述了综合化航电系统架构的总体方案设计,给出了综合化航电机架的和主要通信、导航、监视LRM航电组件的设计方法。

综合化航电系统生产管理模式研究

某型综合化航电系统为首次采用模块化的高度综合化系统集成项目,具备独立设备功能全面软件化、功能模块专属特性向通用化转变、功能软件与通用硬件分离等特点。该子系统综合化程度高,交联关系复杂,配套协作单位多,研制生产高度交叉,技术状态管控难度大,相比于以往基于独立设备航电系统而言,其技术复杂程度和生产组织管理的难度都有了数量级上的提高。本文介绍基于综合化航电系统生产管理模式开展研究,探索出一条基于高度综合化、模块化的系统的生产管理、质量管理的方法。

论建筑智能化管理系统的分布化、综合化和动态化

在阐明智能化建筑基本问题的基础上,从战略的高度提出建筑智能化管理系统的分布化、综合化和动态化的观点;在分析智能大厦的实施基础上,提出工程设计的实现需要前期仿真的观点。

综合化航空电子系统PHM应用与设计

故障预测与健康管理(PHM)技术应用是保障电子系统任务完成成功率的重要手段和方法。对航空电子系统的PHM应用及设计思路进行了探讨,提出了PHM系统功能关系及适合综合化航空电子系统的健康管理体系。对PHM工程实现的主要关键技术及解决方案进行了研究,重点分析了基于测试性模型的多信号增强诊断方法,以及基于马尔科夫和贝叶斯网络的健康评估方法,对最终实现航空电子系统的PHM全面应用具有指导意义。

航空电子系统综合化设计之“害”

本文首先讨论了航空电子系统综合化设计的必要性,以及给航电系统带来的收益。在此基础上,表明了必须辩证的看待系统综合化设计的收益和技术风险。在综合化设计的技术风险分析方面,首先举证了综合化设计可能对系统指标带来影响;其次考察了综合化设计对系统电磁兼容带来的挑战及其应对措施;然后分析了由于模块通用带来的冗余设计;最后介绍了由于硬件资源共用带来系统资源管理难度的增加及其初步解决方案。文章末尾表达了综合化设计必须在收益和风险之间寻求一种平衡的理念,需根据型号工作的主要矛盾予以取舍。