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.     

可执行体系结构建模与分析

针对体系组分和需求动态演化等挑战, 提出利用可执行体系结构建模与分析辅助体系顶层设计, 尽早获取体系建设的关键信息. 首先, 提出了描述体系结构数据要素语义关系的语义概念模型, 在此基础上围绕核心实体及其关系进行体系结构描述构建了体系结构的静态模型; 其次, 以一种双向可追溯的方式将静态模型转化为可执行模型; 再次, 利用体系结构静态模型和可执行模型展开了体系结构分析, 包括静态分析、动态分析和试验分析; 最后, 以要地区域防空体系为例说明了方法可行性.     

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.     

武器装备体系的体系结构与体系效能

武器装备体系的体系结构是武器装备体系构成的依据,可以用组成元素和结构要素两方面表示。其中,组成元素可划分成传感器类装备、指挥控制类装备、通信类装备和行动类武器装备四类;结构要素可分成武器装备系统组成、指挥控制结构、通信网络结构、编配与部署四个方面。根据对体系结构的分析和体系对抗过程,建立了体系效能的数学模型。应用案例说明了方法的可行性与有效性。     

武器装备体系结构演化仿真研究

受经费和生产能力的限制,武器装备建设过程呈现渐进发展的特点。科学的建设计划方案成为实现武器装备体系结构优化的重要条件。从武器装备的体系层次出发,提出了武器装备体系结构演化仿真的概念,明确了体系结构演化仿真的使命任务及总体思路。在分析了武器装备体系演化过程的主要影响因素、确定了基本优化思路的基础上,提出了体系结构演化仿真的优化指标。最后,从顶层设计的角度提出了软件系统的功能模型。     

武器装备体系结构可执行模型

探讨了可执行武器装备体系结构的总体框架,分析了建立可执行体系结构的三个阶段,提出了建立可执行模型的方法和步骤。该方法以体系总体描述、系统体系结构、作战活动图、作战顺序图以及作战规则模型等视图产品为基础,通过视图产品到仿真模型的映射机制建立可执行模型。以ExtendSim仿真工具作为可执行模型的运行环境,选取战时情报侦察监视体系作为实例研究,说明了该方法用于武器装备体系结构动态分析是可行的。     

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。     

面向服务的C~4ISR体系结构服务视图描述框架

C4ISR体系结构设计作为系统顶层设计的重要组成部分,是保证C4ISR系统之间可集成、互操作的关键,针对原有的C4ISR体系结构系统视图中军事资源系统之间紧密耦合难以适应作战视图中作战任务过程动态变化的问题,结合面向服务的思想对原有的体系结构描述框架进行扩展。为了保证C4ISR体系结构数据一致性,在底层体系结构基本数据元素模型分析的基础上加入服务元素,通过分析服务元素之间以及服务元素与原有的体系结构数据元素之间的关系,确定C4ISR体系结构服务视图描述框架,并对服务视图产品描述内容、数据元素模型及产品之间的关系进行分析。     

武器装备体系网络化描述与建模方法

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影响的缺陷,指出了体系网络化建模的优越性,讨论了将复杂网络理论应用于武器装备体系研究的一般步骤,提出了基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,分析了体系拓扑结构对体系能力的影响,研究给出了作战环综合评价指数及应用实例,讨论了在体系结构设计与优化、体系能力评估等方面的应用效果.     

基于体系结构设计的空战系统任务元模型建模

作战体系结构设计可以解决由于空战系统本身的复杂性和涌现性导致难以建模描述的问题, 随着未来空战新概念发展, 需要从基于模型的系统工程思想角度, 在统一的结构框架下构建空战系统任务元模型以适应体系架构的更迭变化。首先, 描述了任务元模型内涵。然后, 提出了一种基于体系结构设计的任务元模型构建方法, 根据该方法选取并设计美国国防部体系结构框架的视图产品。最后, 选取超视距(beyond visual range, BVR)空战想定进行作战体系结构建模, 根据标准语义关系抽取描述任务关键特征的BVR空战系统任务元模型数据组, 生成任务元模型数据库。结果表明, 所提方法能够实现作战概念需求引导下作战任务模型架构的快速组合、验证和复用。     

C4ISR体系结构设计工具的产品一致性维护方法

产品一致性维护是确保C⁴ISR系统体系结构设计正确的重要手段。分析了产品一致性维护的原因,主要是由于体系结构产品之间在描述内容上的密切联系、相互依赖。对产品之间的各种关联关系进行系统地总结,分成显式关联和隐式关联两大类,提出了在C⁴ISR系统体系结构设计工具中对各类关联关系进行一致性维护的时机、策略和方法,并在自主开发的C⁴ISR系统体系结构设计环境中实现。     

分布式测控系统的服务元网络体系结构

针对传统分层网络体系结构所存在的弊端进行了分析，在此基础上介绍了新一代网络体系结构方面的研究现状。结合分布式测控系统的体系结构随网络体系结构变化的特点，提出了结合服务元网络体系结构的分布式测控系统体系结构。对其中的服务功能元素和服务元模型进行了描述，并给出了基于服务元的分布式测控系统微通信元系统构架。分布式测控系统的服务元网络体系结构具有高效、简洁、可扩展和容易实现的特点。     

C4ISR系统体系结构设计环境研究

体系结构设计是C4ISR系统顶层设计的重要组成部分,其设计内容包括一系列相互关联的基本产品和支持产品,这些产品以图形、文字、表格的方式提供给用户。体系结构设计需要借助专门的设计工具。从体系结构设计的需求和体系结构产品的特点出发,设计了体系结构设计工具和环境,实现设计成果的共享并支持协同开发,维护了体系结构设计的一致性。     

基于DoDAF的靶场体系结构设计

信息化武器装备的发展, 对靶场试验能力的要求不断提升, 靶场体系结构的建立迫在眉睫. 统一规范的体系结构为新系统的开发提供标准框架, 防止各自为战的"烟囱式"建设, 促进体系内各系统之间的互连、互通和互操作, 最大限度的发挥系统效能, 避免浪费. 通过对美国国防部体系结构框架(DoDAF)的研究, 综合分析靶场具体领域的实际需求. 根据DoDAF体系结构设计方法, 研究提出了靶场体系结构的设计思路. 对靶场以及其它相关领域的体系结构设计都具有一定的参考价值.     

元模型理论及其在企业体系结构开发设计中的应用

针对传统以产品为中心体系结构开发设计方法在体系结构建模过程中重产品而轻数据的弱点,分析研究了元模型理论以及基于元建模的体系结构开发设计方法中以数据为中心的实现方法.对两种体系结构开发设计方法论进行了比较,展现了元建模方法在开发流程与数据管理等方面的良好特性.结合工具软件MAP^TM,给出了体系结构开发设计中元建模扩展机制 的一种应用模式.     

C4ISR体系结构研究综述

体系结构是组成系统各部件的结构、它们之间的关系以及制约它们设计和随时间演进的原則和指南。体系结构设计是系统顶层设计的一个重要组成部分,是保证C~4ISR系统之间可集成可互操作的关键。从C~4ISR体系结构框架、体系结构设计方法、体系结构验证方法、体系结构开发工具等方面分析、总结了当前C~4ISR体系结构的研究情况。