一种试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法

本发明涉及试验保障系统智能规划与资源调度，尤其涉及一种试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法。

背景技术：

1、试验保障系统是支撑航空涡轮发动机及各类重大试验任务的基础设施集合，通常涵盖供气、抽气、空气预处理、循环水、燃油与天然气、电力、阀门-管道、测控设备等多类型资源。

2、目前，试验保障系统已由传统人工经验驱动、静态计划编排、局部资源协调的保障模式，逐步向需求牵引、模型驱动、动态匹配、智能排程、冲突预警、闭环优化的新型智能保障模式转变。随着试验对象种类增多、试验工况复杂度提高、任务并行度增强，试验保障系统在供气、抽气、空气预处理、循环水、燃油与天然气、电力、阀门-管道、测控设备等多类型资源之间形成高度耦合关系。不同试验任务对资源的占用具有明显的时序性、排他性、容量约束性和安全边界约束性，任何单一资源配置不合理均可能导致试验延误、资源浪费、设备冲突甚至安全风险，因此现有技术中多试验任务串并行执行过程中资源存在容量冲突、状态冲突、路径冲突、时序冲突和安全边界冲突的问题。

3、基于上述原因，目前亟需一种面向多试验器、多任务串并行、多资源耦合条件下的复杂试验保障场景，构建试验需求、试验计划、工艺流程、设备资源和运行状态之间的统一建模方法，形成资源动态匹配与冲突智能识别技术体系，实现试验保障工艺流程的自动规划、资源的动态分配、冲突的提前识别与排程方案的智能生成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，能够面向多试验器、多任务串并行、多资源耦合条件下的复杂试验保障场景，构建试验需求、试验计划、工艺流程、设备资源和运行状态之间的统一建模方法，形成资源动态匹配与冲突智能识别技术体系，实现试验保障工艺流程的自动规划、资源的动态分配、冲突的提前识别与排程方案的智能生成。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，包括：

3、s1构建试验需求与试验计划的结构化解析模型：基于专家规则库对试验需求与试验计划数据进行信息抽取与融合，筛选与修正后依据试验需求与试验设备的不同状态表述规则开展数字化编码工作，对复杂多样的试验需求进行系统化、标准化的数据建模，生成包含试验对象、试验科目、工况条件、时间约束、显式资源需求、安全边界约束和优先级的标准化需求信息；

4、s2采用序列模式挖掘算法与频繁项集挖掘算法相结合的方法进行关联规则挖掘：基于前期汇聚的试验需求、试验计划、设备台账、阀门-管道拓扑、历史试验记录、实时运行状态和专家知识，构建统一的试验保障知识数据底座，采用spade序列模式挖掘算法与apriori频繁项集挖掘算法相结合的方法，生成供气、抽气、空气预处理、循环水、电力和阀门-管道等资源与试验需求之间的关联规则；

5、s3构建多试验器工艺系统资源配置冲突矩阵：基于图论与状态空间理论将物理实体系统抽象为层次化依赖的逻辑拓扑流形，通过张量化编码与动态图搜索算法，构建阀门-管道状态冲突矩阵、试验设备状态冲突矩阵、电力负荷冲突矩阵、循环水负荷冲突矩阵和综合资源配置冲突矩阵，实现对资源冲突关系的显式表达，并采用实时数据驱动方式对冲突矩阵进行动态更新；

6、s4构建基于图嵌入的任务-资源适配模型：将试验任务、试验资源、试验设备、工艺节点、阀门管道、运行状态和专家规则统一建模为异构图结构，通过图表示学习挖掘任务与资源之间的深层适配关系，基于节点向量相似度与综合适配评分函数计算任务与资源之间的适配度，生成候选资源集合；

7、s5构建基于多目标马尔可夫决策的资源动态匹配模型：将复杂工艺流程试验资源匹配问题建模为多目标马尔可夫决策过程，定义状态空间、动作空间和多目标奖励函数，采用规则约束与强化学习相结合的混合求解思路，通过状态感知、动作选择、奖励反馈和策略更新实现资源动态匹配；

8、s6建立多个试验任务串并行条件下的全局优化排程模型：综合考虑任务逻辑关系、时间窗口、资源容量、设备状态、冲突矩阵、安全隔离和任务优先级，以总完工时间最短、资源负荷均衡、冲突风险最小、任务延误最小和资源使用成本最低为优化目标，采用混合整数规划与启发式算法相结合的求解策略生成初始排程方案；

9、s7构建电力负荷与循环水负荷协同匹配方法：将电力系统和循环水系统纳入统一排程模型，定义电力-循环水耦合风险指标，通过负荷预测、耦合风险评估和动态调度，在试验计划生成阶段提前识别负荷峰值并在执行过程中实时削峰填谷；

10、s8构建阀门-管道状态冲突识别与路径规划方法：将阀门-管道系统建模为带属性有向图，定义阀门状态冲突函数和管道冲突函数，基于多约束最短路径算法进行工艺路径规划，在满足连通性、介质兼容性、压力约束、流量约束和阀门状态约束的前提下，选择综合代价最小的最优路径；

11、s9生成智能规划及排程方案：将需求解析、关联规则挖掘、冲突矩阵识别、资源动态匹配和全局优化排程的技术成果转化为可执行计划，生成包含任务执行序列、任务时间安排、资源分配方案、阀门-管道路径、设备状态序列、冲突风险评估、应急调整预案和执行监测指标的智能规划方案，并通过仿真推演对方案进行负荷评估、冲突风险校验和任务完成时间验证，根据反馈结果进行迭代优化。

12、本发明的一种试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，能够面向多试验器、多任务串并行、多资源耦合条件下的复杂试验保障场景，构建试验需求、试验计划、工艺流程、设备资源和运行状态之间的统一建模方法，形成资源动态匹配与冲突智能识别技术体系，实现试验保障工艺流程的自动规划、资源的动态分配、冲突的提前识别与排程方案的智能生成。

1.一种试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s3中，构建阀门-管道状态冲突矩阵具体包括：

3.如权利要求2所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s4中，构建基于图嵌入的任务-资源适配模型具体包括：

4.如权利要求3所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s5中，所述基于多目标马尔可夫决策的资源动态匹配模型具体包括：

5.如权利要求4所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s6中，所述多个试验任务串并行条件下的全局优化排程模型具体包括：

6.如权利要求5所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s7中，所述电力负荷与循环水负荷协同匹配方法具体包括：

7.如权利要求6所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s8中，所述阀门-管道状态冲突识别与路径规划方法具体包括：

8.如权利要求7所述的试验保障系统工艺流程资源匹配与冲突识别方法，其特征在于，步骤s9中，所述智能规划及排程方案生成方法具体包括：