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。     

复杂系统能力需求模型的仿真技术与实现

为了实现复杂系统能力需求模型的仿真,提出了一种基于能力元概念构建仿真虚拟机实现能力需求模型可执行仿真的方法。首先采用巴科斯范式对需求模型进行形式化规范,再利用UML扩展机制将需求模型映射为仿真实例模型,并提出转换算法。最后,通过构建模型仿真虚拟机,实现了能力需求模型的可执行仿真,示例表明了该仿真方法的可行性。     

基于DEVS-SYSML-CPN的复杂武器体系建模方法研究

提出了一种基于DEVVSy-SysML-CPN的层次化武器体系建模与分析方法,该方法通过系统构件的逐层分解,以及系统静态模型、逻辑模型、可执行模型逐级映射的途径,能有力地应对集成复杂武器体系结构的分析问题,很好地支持了DoDAF的建模规范.重点阐述了DoDAF建模规范在复杂体系结构建模方面的不足,以及DEVS、SysML所做的改进.     

C4ISR系统体系结构的仿真验证方法研究

C4ISR系统体系结构设计在系统研制中的地位和作用越来越受到重视,体系结构设计的质量将直接关系到系统开发的成败.体系结构验证是利用体系结构产品,将其转换为可执行模型,通过分析可执行模型的执行过程和结果,从而验证评估体系结构设计质量的方法.文章研究了体系结构验证的基本思路,利用现有的组件化建模仿真技术与环境,以部分C4ISR体系结构产品为基础构建仿真系统,通过仿真实验来进行体系结构验证,从而为体系结构验证提供技术支持.     

基于模型转换的C4ISR体系结构可执行模型构建

为解决当前可执行模型构建效率低、重用性差所造成的体系结构验证困难,实现自动化的可执行模型构建,提出了一种基于模型转换的C4ISR体系结构可执行模型构建方法。该方法基于国际国防企业体系结构本体规范（international defense enterprise architecture specification, IDEAS）,构建了C4ISR体系结构作战视图元模型;建立了对象Petri网（object Petri-net, OPN）建模元素与体系结构元模型数据元素的映射关系,重点研究了几种通用流程模式下体系结构元模型数据与OPN之间的语义转换规则;最后,以某防空作战指挥信息系统体系结构为例,依据获取的体系结构数据,基于以上方法有效地构建了验证作战规则的OPN模型。     

基于PES的Petri网可执行模型生成方法

针对体系结构验证评估中可执行模型生成缺乏灵活性和扩展性的问题,提出了一种基于体系结构物理交换规范(physical exchange specification,PES)的Petri网可执行模型生成方法。该方法基于DoDAF 2.0提出的体系结构PES和支持对象化的扩展Petri网标记语言(Petri net markup language,PNML)规范,构建了基于PES的Petri网可执行模型生成框架,通过体系结构模型数据含义与Petri网模型元素之间的语义映射,建立了PES与扩展PNML之间的数据映射规则,并以作战活动模型为例详细说明了数据映射规则和转换算法;最后,以民间海上搜救体系结构为例,验证了所提方法的有效性。该方法实现了灵活、自动化的Petri网可执行模型生成,打破了体现结构建模语言和Petri网模型类型的限制。     

基于SMP2的网络化反导防御仿真系统设计与实现

网络化反导防御系统的作战特点,对其仿真系统的模型框架及建模规范提出了新的需求.引入联合作战指挥中心JOCC与公共作战图像COP模型,设计了其体系结构和模型概念框架.基于仿真模型可移植性标准(SMP2)对仿真系统进行设计与实现,讨论了模型设计、开发、装配集成与想定编辑以及仿真实验与数据记录等关键功能的实现.最后通过实例证明了模型框架的有效性及基于SMP2开发网络化作战系统的可行性和优越性.     

基于MDA的仿真模型开发与集成方法研究

主要介绍了一种基于MDA的仿真模型开发与集成方法。探讨了MDA在仿真模型组件重用和可组合中的应用,如实现实验、想定、分析和模型集成的一致性;提高仿真模型组件的重用性和可组合性;支持仿真模型和仿真系统需求和设计的工程化;更容易支持体系结构视图的描述;支持开发可配置强的和柔性的仿真系统等。介绍了当前基于MDA的仿真应用的发展,并提出了一个基于MDA的仿真模型集成框架和仿真模型开发与集成方法。该集成框架采用MDA的思想,将仿真模型分为仿真模型设计组件和仿真模型运行组件,通过建立面向仿真设计模型组件的仿真元模型规范、仿真组件对象规范、仿真服务规范和仿真模型组件组合规范确保仿真模型的设计、开发、集成和运行的一致性和仿真系统发展的可持续性。     

基于HLA的团队仿真训练功能框架研究

为解决基于EBAT的团队仿真训练方法通用性不足的问题,以及EBAT方法与HLA分布式交互仿真环境的融合问题,在分析EBAT方法基本原理的基础上,基于软件架构的分层设计思想,提出一种基于HLA的团队仿真训练功能框架,并针对团队仿真训练过程进行建模。基于HLA联邦开发与执行过程模型,提出基于该框架的团队仿真训练开发过程模型。该功能框架及开发过程模型在国民经济动员仿真演练系统开发中的成功应用说明该功能框架及开发过程模型,在扩展EBAT功能框架通用性的同时,实现对团队仿真训练开发过程生命周期的描述,从而使基于HLA的分布式团队仿真训练开发过程更加标准化和流程化。     

基于UML-ARENA的建模与仿真方法研究

为开发出便于复用、扩展的离散事件仿真系统,提出了一种新的建模与仿真方法——UML-ARE-NA。该方法利用统一建模语言UML对系统建模,利用仿真软件ARENA对所建模型进行仿真。该方法不仅规定了仿真系统的开发步骤,还设计了对象模型转换规则以及ARENA映射规则。整个开发过程分为建模与仿真两个阶段。在建模阶段,首先通过对系统进行概念分析,设计出系统的功能模型和动态模型。然后利用对象模型转换规则将功能模型和动态模型转化为对象模型。在仿真阶段,利用ARENA映射规则将对象模型转化为ARE-NA仿真程序。通过飞行保障过程的一个仿真实例对该方法的有效性进行了检验。     

可执行能力需求模型的动作语义研究

针对目前基于能力的需求建模方法在形式化以及验证方面的不足,借鉴统一建模语言(unified modeling language, UML)动作语义,提出了可执行能力需求建模方法。该方法在能力需求建模语言的基础上,添加可执行动作语义,提出了动作语义元模型,描述了动作语义的基本内容、执行机制以及表示。最后构建了可执行能力需求模型的仿真平台,并通过案例证明了可执行能力需求建模方法不仅能精确形式化描述能力需求模型的动态行为语义,同时也实现了能力需求模型的仿真和验证。     

基于MDA的仿真模型转换框架研究与实现

提出了一个基于模型驱动体系结构（MDA）的分布交互仿真模型转换框架（DSMTF）,设计了仿真模型的元模型、转换规则和转换框架的体系结构。该框架可以通过扩展转换规则库支持不同的仿真标准。以HLA/RTI为例研究了DSMTF中模型转换的方法和步骤,提出了HLA仿真元模型并据此定义了相应的规则库,实现了仿真模型的自动转换。该框架在一个复杂系统仿真应用开发中获得了成功的应用。     

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。     

基于HLA分布式仿真系统的模型驱动设计方法

提出了一种基于HLA分布式仿真系统的模型驱动设计方法。首先提出基于MDA的分布式仿真系统开发框架，然后给出了使用UMLProfile创建HLA元模型的方法，最后分析了从领域元模型到平台元。模型的映射规则．该方法通过定义基于HLA／RTI分布式仿真平台的UMLProfile，订制了HLA元模型以扩充UML对于HLA仿真平台相关模型的描述能力，有利于分布式仿真系统的快速开发和构建，同时容易实现分布式仿真应用从底层RTI平台到其他中间件平台的迁移。     

一种协同建模与仿真平台及其关键技术研究

针对现代复杂装备仿真系统规模大、耦合紧、交互多、演化性强等特点,开发了一套支持对复杂装备进行协同建模与仿真的平台.从平台的总体组成、功能特征、应用模式出发,重点对支撑该平台协同性、敏捷性、适应性、灵活性的关键技术进行了讨论.提出了多视图协同建模方法并在平台开发中得到应用,该方法在对系统进行多视图分解基础上再进行关联、映射与融合,有效地支持多用户、多阶段、多模式的协同建模.设计了基于桥接器模式的仿真引擎体系结构,使得底层协议从核心服务中分离出来,为其支持多种底层协议提供了有力的支持.基于反射的对象树结构显式地描述了系统整体组织结构,使体系结构特征可观可控,提高仿真引擎的动态演化能力.     

基于SMP2的导弹攻防对抗仿真系统研究

指出了当前基于HLA进行攻防对抗仿真系统开发存在的不足,提出了基于仿真模型可移植性标准(SMP2)标准进行攻防对抗仿真系统开发的思路.简要介绍了SMP2标准的顶层架构以及SMP2仿真系统的运行结构和开发过程.针对战略导弹突防仿真的应用需求,搭建了基于SMP2的战略导弹突防仿真系统软件体系结构,讨论了系统的模型框架以及关键功能的设计与实现.     

基于面向服务架构的组合仿真方法研究

仿真应用需求和仿真技术的发展使得建模与仿真领域出现了一项新的热门研究课题--组合仿真.介绍了组合仿真的相关概念,从组合仿真的工程化方法角度分析了现有仿真框架在支持组合仿真上存在的不足,总结了当前有关组合仿真工程化的研究现状.基于仿真技术的发展趋势,提出了面向服务的组合仿真方法,在此基础上提出了一个基于SOA(Service oriented Architecture)的组合仿真开发环境体系结构,并对相关关键技术进行了分析,最后设计并实现了一个初步的原型系统.     

基于HLA /DEVS的协同仿真高层建模研究

针对目前缺乏一种基于HLA的具有通用性、可扩充性的协同仿真建模方法，提出基于HLA／DEVS的协同仿真高层建模方法．首先提出基于DEVS的联邦高层模型表示方法，然后讨论了HLA联邦高层模型的接口变量映射到HLA数据对象的原则和实现方法，最后给出基于HLA／DEVS的高层建模软件框架，以支持层次化和模块化的协同仿真高层建模。     

可执行体系结构的HCPN建模方法

美国国防部体系结构框架（DoDAF）作为一种通用的系统体系结构描述规范,得到业界的广泛认可。但由于其本身描述形式的局限,无法支持对集成系统体系结构动态特性的分析。在建立DoDAF产品描述与层次化着色Petri网（HCPN）不同建模语言间对应关系的基础上,提出了以集成体系结构操作活动模型（OV-5）、操作规则模型（OV-6a）、逻辑数据模型（OV-7）为主体的可执行模型五阶段建模方法。旨在使由DoDAF体系结构产品建立HCPN可执行模型的过程规范化、步骤化,为实现体系结构可执行模型的自动转换提供技术支持。     

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。