|
Аннотация.
При разработке и развертывании привязных и автономных высотных платформ часто используются летные модули, например, гексакоптеры и октокоптеры. Основная цель данной статьи — исследование надежности привязной высотной беспилотной платформы с помощью моделирования системы двигателей летного модуля. Для оценки производительности этой системы рассматривается математическая модель К-из-п. Для анализа надежности восстанавливаемых моделей К-из-п в данной работе предлагается альтернативная методология, с помощью которой получены новые аналитические результаты. Для исследования вероятности безотказной работы системы двигателей предлагается полумарковская модель, в которой время восстановления отказавших двигателей детерминированное. В работе получены точные аналитические выражения стационарных вероятностей состояний и среднего времени безотказной работы системы, предложен их численный анализ. Кроме того, представлен сравнительный анализ результатов с некоторыми предыдущими исследованиями авторов.
Ключевые слова:
надежность, привязная высотная платформа, полумарковский процесс, модель k-из-п, стационарные вероятности, среднее время жизни системы, коэффициент готовности, анализ чувствительности.
DOI 10.14357/20718632260309
EDN COUQWH
Стр. 101-113.
Литература
1. Fattori F., Cocuzza S. Tethered drones: A comprehensive review of technologies, challenges, and applications // 2. Vishnevsky V., Meshcheryakov R. Experience of developing a multifunctional tethered high-altitude unmanned platform of long-term operation // Interactive Collaborative Robotics: 4th International Conference, ICR 2019: Proceedings, Istanbul. Springer, 2019. P. 236-244. https://doi.org/10.1007/978-3-030-26118-4_23. 3. Marques M. N., Magalhães S. A., Dos Santos F. N., Mendonça H. S. Tethered unmanned aerial vehicles - A systematic review // Robotics. 2023. Vol. 12, no. 4. EDN: LLENES. https://doi.org/10.3390/robotics12040117. 4. Handrick D., Eckenrode M., Lee J. Review of tethered unmanned aerial vehicles: Building versatile and robust tethered multirotor UAV system // Dynamics. 2025. Vol. 5. P. 17. EDN: USBSTK. https://doi.org/10.3390/dynamics5020017. 5. Trivedi K. S. Probability and Statistics with Reliability, Queuing, and Computer Science Applications. Hoboken: John Wiley & Sons, 2001. 878 p. 6. Li M., Hu L., Wu S., Zhao B., Wang Y. Reliability assessment for consecutive-k-out-of-n: F retrial systems under Poisson shocks // Applied Mathematics and Computation. 2023. Vol. 448. Art. no. 127913. EDN: EREANW. https://doi.org/10.1016/j.amc.2023.127913. 7. Endharta A. J., Yun W. Y., Ko Y. M. Reliability evaluation of circular k-out-of-n: G balanced systems through minimal path sets // Reliability Engineering & System Safety. 2018. Vol. 180. P. 226-236. https://doi.org/10.1016/j.ress.2018.07.023. 8. Wang X., Zhao X., Wu C., Wang S. Mixed shock model for multi-state weighted k-out-of-n: F systems with degraded resistance against shocks // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 217. Art. no. 108098. EDN: EQDORI. https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.108098. 9. Feng Q., Liu M., Dui H., Ren Y., Sun B., Yang D., Wang Z. Importance measure-based phased mission reliability and UAV number optimization for swarm // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 223. Art. no. 108478. EDN: LMYXPP. https://doi.org/10.1016/j.ress.2022.108478. 10. Вишневский В. М., Рыков В. В., Козырев Д. В., Иванова Н. М. Моделирование надёжности привязных высотных беспилотных телекоммуникационных платформ. Москва: РИЦ Техносфера, 2022. 194 с. 11. Moustafa M. S. Availability of k-out-of-n: G systems with exponential failure and general repairs // Economic Quality Control. 2001. Vol. 16. P. 75-82. https://doi.org/10.1515/EQC.2001.75. 12. Rykov V., Kozyrev D., Filimonov A., Ivanova N. On reliability function of a k-out-of-n system with general repair time distribution // Probability in the Engineering and Informational Sciences. 2021. Vol. 35. P. 885-902. EDN: FGYUVY. https://doi.org/10.1017/S0269964820000285. 13. Rykov V., Ivanova N., Kozyrev D. Application of decomposable semi-regenerative processes to the study of k-out-of-n systems // Mathematics. 2021. Vol. 9, no. 16. Art. no. 1933. EDN: VCPVBZ. https://doi.org/10.3390/math9161933. 14. Choudhary N., Khaitan nee Gupta V. High altitude aeronautical platform for volIP: Dependability analysis // Wireless Personal Communications. 2022. Vol. 125, no. 3. P. 2277-2303. EDN: JZBYLO. https://doi.org/10.1007/s11277-022-09656-4. 15. Mittal N., Jain V., Dharmaraja S. Power efficient stochastic modeling for Narrowband Internet of Things devices in 5G networks // Transactions on Emerging Telecommunications Technologies. 2023. Art. no. e4825. EDN: YPSWAT. https://doi.org/10.1002/ett.4825. 16. Kumar G., Loganathan M., Yadav O. Semi-Markov modeling applications in system availability analysis // Engineering Reliability and Risk Assessment / ed. by H. Garg, M. Ram. Amsterdam: Elsevier, 2023. P. 161-184. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91943-2.00012-5. 17. Иванова Н. М., Вишневский В. М. Оценка надежности привязных высотных беспилотных платформ с использованием моделей систем К-из-N и методов машинного обучения // Проблемы информатики. 2021. № 4. С. 16-39. EDN: ZLYWAJ. https://doi.org/10.24412/2073-0667-2021-4-16-39.
|
