基于信息流的反导体系结构超网络均衡模型研究

从反导体系结构信息链路出发,对由感知、指控和火力实体节点构成的反导交战程序链的信息流价值需求均衡进行研究.首先,给出了反导体系结构交战程序链信息关系建模的相关假设,基于信息价值需求,分别对反导体系结构交战程序链的各级优化条件进行分析,建立了反导体系结构超网络信息价值需求均衡优化模型;其次,运用变分不等式理论,对该均衡优化模型进行分析与转化,利用模糊事件的可信性测度理论,推导了指控节点,火力节点的模糊信息量需求期望,冗余期望和缺额期望,建立了具有模糊需求的反导体系超网络均衡状态满足的变分不等式模型,设计了求解均衡解的修正投影算法;通过算例讨论了模糊需求对反导体系超网络均衡解的影响,最后验证了方法的可行性.     

基于HLA的舰空导弹反导仿真系统的设计与实现

针对舰空导弹反导仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真设计方案.依据HLA/RTI规范,建立了舰空导弹反导仿真系统的体系结构.采用UML的可视化建模技术,设计了反导仿真系统的静态结构模型和动态行为模型.分析开发了舰空导弹反导仿真联邦的FOM/SOM,给出了联邦成员的实现过程和方法,实现了一个可重用、具有互操作性的舰空导弹反导仿真联邦,该系统为作战研究、装备发展、战术应用论证提供了一个参考试验平台.     

基于语义元模型的装备体系结构建模方法

根据以数据为中心的体系结构建模思路,提出了一种装备体系结构语义模型--语义装备体系。首先在DoDAF元模型(DoDAF meta-model,DM2)基础上提出语义元模型,定义了装备体系结构的概念基础类及关联关系,给出了由类、关系、属性和实例构建四元组的本体描述框架;其次基于语义元模型构建了作战视图本体模型、系统视图本体模型、能力视图本体模型,明确了体系组成要素在各视图中的定义、关系和属性的形式化描述;最后以海战场预警探测系统为例进行了实例研究,验证了方法的可行性。     

基于粒计算的武器装备体系结构超网络模型

利用超网络建模体系结构是体系网络化描述、评估和演化性探索的一种重要发展趋势。目前提出的超网络模型仍然处于概念探索阶段,在体系结构的复杂关系描述、体系属性信息和拓扑结构之间互影响机理挖掘等方面问题的研究存在局限性。梳理了体系结构超网络建模研究现状,提出基于粒计算的装备体系结构超网络建模方法,采用四元组粒模型的形式化描述将装备体系的拓扑信息与属性信息结合起来。利用超网络构建体系结构的复杂关系模型,实现了系统、功能、活动、行为与能力等体系要素之间的层次关联。通过超边机制将粒模型与超网络模型较好地联系起来。     

基于SoSE的装备体系RMS论证方法研究

装备体系可靠性、维修性、保障性(reliability-maintainability-supportability,RMS)是装备体系作战效能发挥的基础。体系工程中需求开发过程从能力要求分析开始,然后进行体系结构建模并基于体系结构给出需求方案。装备体系RMS论证即是对装备体系RMS能力要求进行分析并提出RMS指标,也遵循这一过程。首先,基于SoSE需求开发过程和装备体系特点给出装备体系RMS论证框架。接着,基于质量功能展开方法给出装备体系RMS能力要求分析过程,从装备体系使命任务出发,建立装备体系RMS能力要求映射模型,并提出相应的RMS能力指标求解方法。然后,基于面向RMS的装备体系结构框架,将RMS能力分析得出的初步RMS能力指标作为输入,基于多智能体仿真技术提出美国国防部体系架构驱动的装备体系RMS仿真框架,从而通过仿真权衡论证出最终的装备体系RMS指标。最后,对典型使命任务下的航母装备体系舰载机保障过程进行了案例分析。     

基于UML 和Petri 网的武器装备体系需求分析方法

将武器装备体系分为逻辑体系结构和物理体系结构,给出对体系进行需求分析的过程.探讨了利用UML对武器装备体系进行需求描述的方法和步骤,以海洋监视与打击体系为例,利用UML中的协作图和活动图从顶层分别描述了体系的物理体系结构和逻辑体系结构.建立了利用UML构建的体系静态结构模型到利用着色随机Petri网构建的动态运行模型之间的映射关系.针对实例建立了相应的评估模型,利用可达树分析法初步分析了体系的一些逻辑性能.在构建体系结构模型和评估模型的过程中,各模型间既有延续性,又从不同角度反映了体系结构的不同方面,既可保证需求描述和分析模型的一致性,又可比较全面地分析装备体系结构.     

基于Petri网的航天装备体系作战效能评估方法

针对航天装备体系的特点，将航天装备体系分为逻辑体系结构和物理体系结构，利用着色随机Petri网建立功能模型，描述逻辑体系结构，利用排队论及航天装备性能模型建立物理模型，描述物理体系结构，二者通过信息交互构成完整的体系。以打击海上移动目标为例，将功能模型、物理模型和作战效能模型结合起来建立了航天装备体系作战效能模型。仿真结果表明所建立的模型能够合理反映航天装备体系对作战结果的影响，可以用于分析航天装备体系结构与配置。     

基于作战环的武器装备体系能力评估方法

针对现有的武器装备体系结构描述与能力评估方法难以体现装备关联关系对体系能力的影响,借鉴复杂网络理论应用于武器装备体系网络化建模方面的优越性,基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,将武器装备体系构成实体抽象为网络中的节点,节点之间的信息流抽象为网络中的边。通过对节点和边进行建模,构建了整个作战环的能力指标体系。基于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。最后,对天基信息支援反导作战进行网络化建模及作战能力评估,验证了方法的可行性和合理性。     

基于UPDM的防空反导系统时效性分析

现代战争中,时效性是评价防空反导系统战略预警、指挥决策等性能的重要指标。提出了一种基于仿真的防空反导系统时效性分析方法,从体系结构的角度评估防空反导系统的时延对反导成功率的影响。为此,首先提出防空反导系统时效性分析方法与过程,然后采用UPDM(unified platform of defense model)工具对防空反导流程进行体系结构相关产品的设计,最后利用所提方法对防空反导体系结构进行仿真,分析时延因素对防空反导成功率的影响,为时延分配、作战流程优化提供思路。     

基于DSM与信息熵的装备体系结构贡献率分析

针对装备体系构成复杂等特点, 构建了基于设计结构矩阵(design structure matrix, DSM)和信息熵的装备体系结构贡献率评估模型。首先, 基于“整体、动态、对抗”的思想, 建立装备体系贡献率评估的动态—静态DSM评价模型; 其次, 以单一能力最小为粒度对作战过程进行分解, 依据元活动序列对装备体系能力结构进行网络化建模; 然后, 采用信息熵方法计算装备能力灵敏度。以某航空作战装备体系为例, 验证了本方法的可行性和合理性。     

基于fUML的C4ISR体系结构可执行

由于C4ISR体系结构模型缺乏可执行性,不利于体系结构的验证评估,为此提出了一种基于fUML(semantics of a foundational subset for executable unified modeling language models)的体系结构建模与分析方法。基于fUML元模型来定义C4ISR体系结构的可执行建模元模型,使用它们来构建C4ISR体系结构的可执行模型;定义可执行模型的代数语义域--可执行活动模型代数（executable activity model algebra,EAMA）,使用语义函数将可执行模型的行为语义转换为EAMA的进程项;定义EAMA的操作语义作为进程项的执行规约,通过对进程项的仿真执行来实现C4ISR体系结构的可执行分析,最后以区域防空作战系统为例说明了方法的可行性。     

武器装备体系结构描述方法研究

分析了现代战场环境下武器装备体系结构的特点,提出了一种新的武器装备体系结构描述方法.该方法从总体描述、基于定义和面向应用三个方面对武器装备体系结构进行描述,以多视图产品的形式.描述武器装备体系的应用背景、组成元素、层次结构、通信关系以及对作战能力需求的满足程度等内容.以实现海上目标远程精确打击能力的武器装备体系为例,应用该方法进行体系结构描述并给出部分描述产品示例,结果表明,用该方法对武器装备体系结构进行描述是可行的.     

基于功能和联接的装备体系结构

体系结构是装备体系开发的前提。针对装备体系特点,借鉴美国国防部体系架构框架(department of defense architecture framework, DoDAF)建立了一个基于功能和联接的装备体系结构框架,并且在此框架下提出了基于功能和联接的装备体系结构建模方法。该方法通过分析装备体实体及其关系,给出了一种装备体系结构不同视图产品的开发流程。最后,以航母体系的典型任务为例进行了实例分析,验证了框架和方法的可行性。     

面向组件的仿真系统构建方法研究

随着软件组件技术的不断发展,基于组件的软件开发方法在仿真领域逐渐被接受,特别是基于分布式的仿真软件开发。SISO（仿真互操作标准组织）提出的BOM（基本对象模型）通过标准化规范描述面向组件的仿真模型,为构建具有可扩展、可组合和可互操作的仿真系统提供了面向组件的实现技术。首先,描述BOM的模板结构及其体系结构,设计基于BOM的仿真模型组件结构,分析这种结构的仿真模型组件间的互操作性;接着从概念层次、联邦成员层次和联邦层次三个不同层次提出面向组件的仿真系统构建方法;最后讨论一种通用的仿真运行框架,通过组合不同的仿真模型组件实现仿真系统的快速构建。

Abstract：

With the development of the software component technique, the components based software development method is accepted in the simulation domain and specifically in the distributed simulation’s software development. The standard of Base Object Model （BOM） developed by SISO （Simulation Interoperability and Standard Organization） is the component-oriented specification of simulation models which gives a component-oriented technique to construct extensible composable and interoperable simulation systems. Firstly, the template and architecture of BOM were described based on which the structure of simulation model components were designed and the interoperation between them were analyzed; Secondly, the processes for constructing simulation systems were argued from the concept level and the federate level to the federation level; Lastly, by composing various of simulation model components, the general simulation running framework which was argued provided component-oriented capabilities to rapidly building simulation systems.     

基于时间Petri网的装备体系可靠性建模与仿真

针对装备体系规模大、层次多、成员彼此分离、不断演化的特点,以及体系可靠性预计与分配困难的问题,在充分研究体系内涵的基础上,结合美国国防部体系结构框架（Department of Defense Architecture Framework, DoDAF）和流程分析研究方法,提出了一种基于时间Petri网流程分析的装备体系可靠性建模与分析方法,详细分析了体系结构和使用流程的建模过程,构建了装备体系的可靠性计算模型。以某机场航空保障体系为例,说明了基于流程的体系可靠性建模分析的详细过程,通过ExSpect（Executable Specification Tool）仿真软件,得出了装备体系流程的执行时间和可靠度仿真结果。     

防空作战一体化仿真环境研究

建立一体化仿真环境是支持防空作战仿真的有效手段。本文通过分析防空作战仿真对一体化仿真支撑环境的需求，提出了防空作战一体化仿真环境的体系结构，详细阐明了各部分的功能，并对利用该环境生成的防空作战仿真运行框架进行了详细的说明。该环境功能完善、可扩展性强，为开发可重用性好、置信度高的防空作战仿真应用，提供了强有力的支持。     

基于Markov过程的导航系统星座可用性分析

卫星导航系统星座可用性分析面临准确性和快速性的矛盾。论文在研究全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）星座可用性分析需求的基础上,系统地定义了导航系统可用性的基本概念,给出了基于分系统部件失效计算导航星座可用性的方法,提出了基于Markov过程的单星可用度算法,建立了基于星座状态概率的服务可用性计算模型,并结合导航基本原理模型得到了导航星座的可用性。最后,基于此方法针对北斗区域卫星导航系统相关数据对其星座可用性进行了仿真和实验分析。结果表明,本文所提方法和模型能够满足卫星导航系统星座可用性分析的特殊需求。