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。     

基于描述逻辑的C4ISR系统体系结构一致性验证方法

综合电子信息系统的体系结构开发涉及多视图产品集成,容易引发视图之间的信息不一致性问题。引入描述逻辑形式系统,对视图中的关键元素进行形式化处理,将体系结构模型转化为描述逻辑知识库,进而借助描述逻辑推理系统,推理判断体系结构产品中存在冲突或矛盾的信息。实验证明,该方法不仅具有完备的形式化理论基础,而且自动化程度高。     

CGF行为建模校核与验证初探

构建计算机生成兵力(Computer Generated Force,CGF)模型是作战仿真的一项十分重要的工作,其核心内容在于对战场中的各种人类复杂行为进行建模,包括认知行为建模和物理行为建模.可信性是行为模型的至关重要的品质.在行为建模的全生命周期中进行校核与验证(Verification and Validati...     

基于分布式自治软构件的C4ISR效能分析建模

对C+4IRS效能的评估,仿真是一个最重要的手段。但C+4IRS系统中的元素多,相关性多,较难描述。本文提出了用自治对象描述C+4IRS系统,提出了一个自治对象的分析建模方法。在这个方法中,我们将仿真分为两层,下层是对仿真的要素进行建模,产生自治对象。自治对象的静态结构和行为模式下因环境的改变而改变,以支持最大限度的可重用,并可以通过组装这些预制对象来建立仿真想定。上层则通过组合预制对象并定义交互,以搭积木的方式建立仿真系统和想定。最后,用分布式软件来实现各个自治对象,实现用软件构件进行仿真。     

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。     

基于目标的C4ISR系统需求行为建模

获取C4ISR系统需求非常困难,为了准确获取系统需求,尤其是动态行为需求,需要对系统行为进行建模。为此借鉴面向目标的需求分析方法,在C4ISR系统需求描述语言MEISRDL的基础上,提出了基于目标的行为建模方法。首先分析作战任务以识别作战目标,通过精化目标构造目标模型,然后将目标作为职责分配于作战实体,最后重点分析作战实体要实现作战目标应具备的内部和外部行为。状态模型、交互模型和行为关系模型提供了多种行为描述和分析方法。通过一个实例介绍了建模的过程,验证了该方法的可行性。     

面向服务的C4ISR系统仿真应用集成研究

新一代C⁴ISR系统在以网络、服务为中心架构的复杂环境中演进发展,对其仿真应用提出了更高的要求。基于面向服务架构(service-oriented architecture, SOA)的思想,构建了面向服务的C⁴ISR仿真应用集成体系架构（CSA-SOA）,在该架构基础上设计了仿真应用集成的动态组建过程;描述了仿真应用集成运行的几类关键支撑服务;应用XML语言设计了仿真服务组件和仿真应用的描述规范,同时对仿真运行过程中服务之间的交互与时序关系进行了描述。最后,在某作战指挥系统的集成联试中应用CSA-SOA,通过该服务架构和运行机制,实现了C⁴ISR系统仿真应用的有效集成和无缝连接。     

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。     

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。     

面向C4ISR能力分析的领域特定描述语言

针对在C4ISR能力需求分析中,UML对象建模语言领域适用性弱的问题.在能力元本体的基础上,从领域概念化入手,提出一种面向C4ISR能力分析的领域特定描述语言构建方法,并利用UMLProfile扩展机制,设计了适用于该语言的对象建模方法,在此基础上,研究了基于描述逻辑符号推理系统的领域特定模型一致性、完整性验证方法.最终,采用一个野战装甲车维修领域特定模型验证案例,说明了该方法的有效性和可用性.     

C4ISR系统总体方案规范化建模方法研究

提出了一种C4ISR系统总体方案规范化建模方法,该方法是将规范化的系统描述与建模方法和基于建模与仿真的系统分析、评估与优化方法相结合,共同用于系统的总体方案设计活动中,以解决系统需求向系统设计与实现的平坦过渡问题。阐述了C4ISR系统总体方案规范化建模与仿真分析过程,并重点对系统建模语言Sys ML及系统方案元模型的构建进行了深入研究。     

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UML/OCL的C4ISR效能概念建模分析

为了统一描述军事电子信息系统(command control communication computers intelligence surveillance and reconnaissance, C4ISR)系统功能和效能两方面的需求,提出了一种基于统一建模语言/对象约束语言(unified modeling language/object constraint language, UML/OCL)的C4ISR效能概念建模和形式化验证方法。首先,利用效能相关概念扩展了DoDAF 2.0能力元模型,构建一个能够同时引导C4ISR能力的功能分析和效能分析的元模型;将该元模型描述为UML Profile,形成一种基于UML的C4ISR效能概念建模语言,并支持C4ISR效能概念模型检验;最后借助一个假想案例分析说明了该建模语言对C4ISR能力的功能和效能概念建模及模型验证的能力。该方法可弥补UML建模技术在特定领域效能分析方面的不足。     

战斗机无人机编组协同系统需求捕获与验证

战斗机-无人机编组协同(fighter-drone teaming, FDT)是人员-信息-物理-智能一体化的全新作战形态, 其系统需求捕获与验证方法尚没有工程先例和经验可循, 亟需正向探索和实践。在一般的基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)方法基础上, 提出整体纳入跨装备协同要素、将分析模型和验证模型分开构建、同步考量逻辑行为与时空关系的捕获与验证策略, 以及适用于编组协同“任务场景构建-系统行为分析-需求映射定义-模型在环验证”的流程和具体方法, 进而以典型“二带二”对地FDT为例进行应用检验。检验结果表明, 该方法可满足工程总体多专业联合工作需要, 能够高效形成编组协同系统需求清单及相应的捕获与验证依据, 从而为后续的系统设计和实现确立清晰的开发目标和设计指导。     

An executable modeling and analyzing approach to C4ISR architecture

To analyze the behavioral model of the command,control, communication, computer, intelligence, surveillance, reconnaissance(C4ISR) architecture, we propose an executable modeling and analyzing approach to it. First, the meta concept model of the C4ISR architecture is introduced. According to the meta concept model, we construct the executable meta models of the C4ISR architecture by extending the meta models of f UML.Then, we define the concrete syntax and executable activity algebra(EAA) semant...