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。     

基于模糊云模型的C4ISR系统效能需求建模与分析方法

在C⁴ISR系统能力需求开发过程中,非功能性需求建模是一个难点,在综合模糊统一建模语言(unified modeling language,UML)与云模型的基础上,提出了一种面向C⁴ISR系统效能需求的建模与分析方法。首先,从系统效能需求建模入手,提出一种兼顾C⁴ISR系统功能和效能综合建模的需求分析框架,并通过扩展传统的UML来提高其领域适用性,实现对效能等模糊信息的建模。其次,结合该框架设计了一种效能云模型逆向生成算法,并提出基于云模型的综合效能评估函数构建方法,可以实现对系统效能的定量分析,评价系统完成使命任务的效果。最后,通过一个精简的区域防空系统案例验证了方法的可行性与正确性。     

基于UML模型的C4ISR系统能力需求分析与验证

针对复杂的C⁴ISR需求分析,提出一种系统的能力需求获取和分析方法。该方法从分析作战使命入手,采用统一建模语言(unified modeling language,UML)建模技术对作战目标和任务场景建模,通过活动模型分析自动建立C⁴ISR能力需求的概念模型。此外,采用本体描述语言(OWL DL)对能力概念形式化描述,由此可以通过符号推理系统检查模型的完整性和一致性。给出了应用该方法的具体示例,并通过实验工具验证其有效性。     

考虑级联失效的C4ISR系统结构动态鲁棒性度量方法

在分析动态鲁棒性概念的基础上,提出了一种考虑级联失效的C⁴ISR系统结构动态鲁棒性度量方法,该方法结合不完全信息的攻击模型,设计了C⁴ISR系统结构级联失效的过程模型和动态鲁棒性值的计算方法,最后通过某一区域联合防空系统结构的案例对本文的动态鲁棒性度量方法进行仿真验证,仿真的结果证明了本文所提方法的有效性。     

网络中心化C4ISR系统结构“五环”及其效能表征研究

针对网络中心化C⁴ISR系统结构的定量设计与分析问题,以网络中心战结构模型和观察、调整、决策以及行动(observe, orient, decide, act, OODA)过程模型为理论依据,建立了系统结构“五环”概念,采用网络化效能因子(coefficient of networked effectiveness, CNE)衡量系统结构的网络化效能,形成系统结构“五环”效能表征模型,并给出了指导网络中心化C⁴ISR系统结构设计的若干推论,仿真实验验证了表征模型的有效性。     

C4ISR系统能力需求行为建模及验证

针对C⁴ISR系统需求分析行为建模中,统一建模语言（unified modeling language, UML)的行为模型验证困难问题,提出了一种C⁴ISR系统能力需求行为建模及验证方法。从构建C⁴ISR能力元概念模型入手,通过扩展UML行为元模型得到能力行为元模型,然后使用能力行为元模型来构建能力需求的行为模型。为了检查行为模型是否满足能力元概念模型、能力行为元模型和领域规则约束等模型一致性和领域完整性问题,将行为模型的语义形式化为OWL-DL和DL-Safe规则表示的本体,并定义模型检查规则通过对本体进行逻辑推理和查询实现模型验证。     

海战场C4ISR系统的服务自动组合方法

针对C⁴ISR系统中服务人工智能(artificial intelligence, AI)规划组合存在的服务数量大、不能处理服务执行过程中动态产生的新个体、业务流程和服务质量不确定等问题,提出了一种基于离散事件演算和马尔可夫逻辑网(discrete event calculus Markov logic network, DEC-MLN)的服务自动组合方法。首先给出了面向服务的海战场C⁴ISR系统的流程图,用对事件演算进行拓展形成的DEC-MLN对服务的输入、输出、前提条件和执行效果及基本服务流程进行建模,用MLN的权重刻画组合过程中业务流程和服务质量的不确定性。接着提出了一种基于模板的服务自动组合框架,并给出了溯因DEC规划方法。所提方法克服了基于传统AI规划组合方法限于顺序组合的问题;且DEC-MLN的谓词规模较小,提高了服务组合效率;DEC-MLN在处理不确定性的基础上又能解除封闭世界假说的限制,可以处理组合执行过程中新增个体,增加了组合的动态性。最后用实例验证了所提方法的可行性与有效性。     

C4ISR系统指挥控制关系适应性演化模型和方法研究

研究了C⁴ISR系统结构中指挥控制关系的适应性演化问题。构建了C⁴ISR系统结构中的指挥控制关系模型,在对指挥控制关系适应性演化过程分析和描述的基础上,设计了演化过程中的指挥控制关系的结构变化代价和性能代价,并以最小化总的演化代价为目标函数构建了指挥控制关系适应性演化问题的数学模型。提出了基于n-Best策略层级聚类方法和遗传算法(genetic algorithm, GA)的问题模型求解思路。n-Best策略层级聚类方法用来获取每个任务阶段可行的指挥控制关系集合,而GA用来搜索最优的演化路径。最后通过某一仿真算例验证了求解方法的可行性、稳定性。     

基于描述逻辑的能力需求模型验证方法

针对C⁴ISR系统能力需求模型中存在的一致性和合理性问题,提出了一种能力需求模型的验证方法。先采用基于描述逻辑的本体描述语言OWL DL精确描述能力需求分析中的元概念模型和应用概念模型,然后在元概念模型和应用概念模型之上附加一定的模型验证推理规则,并通过符号推理系统验证了能力概念的完整性以及目标的一致性。     

面向服务的分布式建模仿真框架研究

HLA为分布式建模仿真提供了技术支持，但只限于局域网的仿真应用。面向服务架构SOA提供了一种新的分布式计算模式，支持跨平台、互操作性和重用性。设计了一个面向服务的分布式建模仿真框架（SoDMSF），提出资源层、建模层、服务发布层和仿真运行平台层的4层仿真体系结构，以支持面向服务的分布式仿真建模集成环境．研究了该框架的组成结构、关键技术，实现了原型系统。该框架使得分布式仿真系统具有更好的可扩展性，便于实现仿真模型／系统的重用。     

C4ISR体系对抗仿真中的信息优势度量

针对C4ISR体系对抗仿真中信息优势能力评估的需求,提出了一种定量度量C4ISR系统信息能力和信息优势之间关系的数学框架,并依据该框架导出了基于战场态势感知能力的信息优势能力度量模型.最后分析了C4ISR体系对抗仿真的制信息权评估结果.     

基于Lanchester方程的作战过程建模及仿真研究

针对Lanchester方程数学结构简单以及没有考虑作战单元、对手与环境间动态交互的局限性,通过对Lanchester线性率中各参数物理意义及作战过程的分析,基于兵力损失交换比建立了有效反映火力损伤特性的Lanchester方程模型;引入博弈论分析了人的主观因素对作战过程的影响,并通过仿真对C4ISR系统的侦查与监视能力进行讨论,验证了算法的有效性。     

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。     

C4ISR/仿真互操作技术参考模型应用

C4ISR/仿真互操作技术参考模型是对采用不同技术和标准的C4ISR系统与仿真系统实施综合信息管理、交互操作所建立的模型,主要解决不同系统间互操作所存在的问题。其对指导C4ISR系统与仿真系统的建设有着重要的意义。对C4ISR/仿真互操作技术参考模型进行了介绍,着重通过对统一空情仿真演示系统的分析与设计实现对C4ISR/仿真互操作技术参考模型进行实际应用研究,以探求展现技术参考模型对C4ISR系统与仿真系统建设重要指导的过程。     

基于模糊描述逻辑的C4ISR系统上下文环境分析方法

为了实现指挥信息系统自适应的决策支持,将上下文感知技术融入指挥信息系统的分析与设计,首先提出了C4ISR系统上下文元本体,借此定义指挥信息系统上下文环境的基本语义框架。在此基础上,结合元本体以及面向目标的需求分析方法思想,提出了C4ISR系统上下文环境信息获取和建模表示方法。此外,将模糊本体推理技术引入指挥信息系统上下文环境推理分析环节,通过设计上下文环境模型到本体的形式化规约算法,有效地将指挥信息系统的上下文环境信息形式化,并通过本体推理技术,实现了对系统上下文环境的推理分析。     

基于分布式仿真的C4ISR效能评估系统设计与实现

C4ISR是取得信息化战争中信息优势的根本保障,评估其对作战结果的影响是一个具有挑战性的难题。依据C4ISR系统作战效能评估的需求提出了基于战场实体的C4ISR体系对抗仿真评估系统总体结构,重点研究了对抗条件下C4ISR系统作战效能评估指标体系和评估模型。针对仿真实现的需要,分别建立了信息优势和决策优势定量化度量公式,给出了信息优势和决策优势评估算法。最后,结合具体战役作战想定分析了仿真评估结果,验证了评估模型的合理性、有效性。     

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。     

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。     

UML在C~4I系统总体结构设计中的应用

面向对象技术是当今应用于过程工程和软件工程的技术热点。简要介绍了C4 ISR总体结构框架和新兴的面向对象建模语言UML ,并把二者有机结合起来用于复杂系统的建模与设计 ;给出了基于两个建模规范的系统建模方法 ,把UML应用到高度复杂的C4 I系统总体结构设计中 ,提出了一个在总体结构框架指导下 ,从UML模型描述到应用Petri网进行定性分析的系统设计方法。