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。     

基于多架构建模语言的系统工程建模方法

随着系统工程建模技术的进步,复杂装备生命周期所涉及的建模工具多样,模型数据异构为模型集成带来了重大技术挑战.因此,系统工程社区提出了语义建模规范并将其用于解决建模工具之间的模型数据集成难题,提升各工具建模语言的数据互用性.提出一个新的语义式系统工程建模语言KARMA,采用双语义机制支持复杂装备研发过程中的架构建模,并提出了该语言的技术发展路线.最后,通过工程验证案例,从定性及定量角度对语言进行技术验证,结果表明KARMA语言可支持多种复杂装备的体系及系统的架构设计.     

体系对抗仿真模型形式规范研究

体系对抗仿真已经成为武器系统作战效能评估和武器装备论证的有效手段。然而,目前缺乏对于体系对抗仿真模型抽象方法的研究。在总结体系对抗仿真实体层次建模和体系层次建模基本要素的基础上,对DEVS进行扩展,给出了面向体系对抗仿真的模型形式规范描述,包括实体模型形式描述、事件类型形式描述、体系模型形式描述以及实验模型形式描述。体系对抗仿真模型形式规范是对DEVS向体系层次描述的有益扩充,可以有效地指导体系对抗仿真的建模工作。     

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。     

军事分析仿真语义互操作研究

军事分析仿真评估系统语义互操作是系统建设的迫切需要,实现语义互操作要求其信息交换的内容被无歧义地定义,数据的语境被共享。分析可用于系统建模仿真的技术体系,OWL语言描述的严格形式化本体是实现语义互操作的最佳选择。根据本体实现语义互操作的两种应用条件,分析研究了本体实现系统语义互操作性的两种方式:语义映射方式和基于本体开发模型或系统的方式,其中后者是较理想的实现方式。     

基于DoDAF的装备体系任务建模与仿真

装备体系任务建模与仿真是对装备体系进行模型验证和分析的基础。以四元组（目标,装备,活动,关系）为基础,建立了装备体系任务的描述模型,并基于美国国防部体系结构框架（Department of Defense Architecture Framework, DoDAF）,提出了基于活动建模的装备体系任务静态模型建模方法和采用IDEF3语言来建立装备体系任务仿真模型的方法以及其具体建模步骤。最后以航母体系的典型任务为例,对上述建模与仿真方法进行应用,证明了所提方法的有效性。     

满足使命需求的武器装备系统组合方案搜索算法

武器装备系统组合是武器装备体系构建的基础。武器装备体系需求建模与仿真的一项基础工作是获得满足使命需求的可行武器装备系统组合方案,从而为武器装备体系需求模型构建提供基础数据支持。本文针对使命需求到装备系统之间的三层映射关系,利用改进的向量运算提出了一种满足武器装备体系需求建模与仿真的需要的装备系统组合方案搜索算法,通过实验证明算法具有便于编程实现、实用性强、可靠性高的特点。     

复杂电磁环境仿真试验体系的模型验证方法研究

依据无人飞行器复杂电磁环境适应性能力试验验证评估需求,提出了"一条主线、两级仿真、三个层次、分层仿真、综合评估"的复杂电磁环境抗干扰仿真试验体系。其中"一条主线"是指紧扣应用需求,坚持仿真全过程的模型校核、验证和确认(VV&A)开展仿真;"两级仿真"是从建模与仿真的角度出发,建立交战级(系统级)和工程级(部件级)两级仿真,向上可以支撑任务级(体系级)仿真系统仿真模型的建模与验模;"三个层次"是指探测设备的仿真模型粒度分为信号级仿真模型、介于信号模型与功能仿真模型之间的模型、功能仿真模型三个层级;"综合评估"是对"两级三层次"试验得到的关于对抗进程和结果的数据进行综合处理,对复杂环境下某型装备抗干扰能力进行综合性评估。在此基础上,详细阐述了复杂电磁环境仿真试验体系的模型验证方案,并且提出了信号级、功能级仿真系统的模型验证方法及其实施步骤,为复杂电磁环境下仿真试验体系的模型验证工作提供有效的技术支撑。     

面向复杂仿真因果追溯的行为建模方法

基于行为建模的因果追溯方法是解决复杂仿真分析中因果关系追溯问题的一种思想。该思想依据仿真系统运行结果数据,重新构建描述因果关系的行为模型,并基于这些行为模型进行因果追溯。为了建立良好有效的行为模型支持追溯,首先介绍了因果关系的概念及其结构描述;然后将追溯划分为三个层次:系统表层、系统深层以及组合层,最后选取事件图行为模型为基本模型,按照这些层次分别对其进行扩展,从而获得不同层次的行为建模方法支持因果关系的描述和建模。     

面向任务流程的装备体系完成任务概率仿真评估方法

为了解决传统可靠性建模方法无法刻画装备体系复杂性及对装备体系完成任务概率进行准确评估等问题,提出了一种面向任务流程的装备体系完成任务概率离散事件仿真评估方法。该评估方法中,采用过程流网方法对装备体系任务流程进行建模,并对过程流网扩展了时间和资源等元素,引入活动影响因子,梳理子任务及活动间逻辑关系。采用离散事件仿真方法建立装备体系完成任务概率仿真评估模型,生成实体执行仿真过程,将进入导致任务成功的端点的实体数量与生成的所有实体总量的比记为完成任务概率,设置仿真时钟记录实体执行每项活动的时间,求平均值记为任务平均时间。最后,以某典型陆军作战体系为例,说明所提出方法的可行性。     

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。     

一种语义扩展的DEVS模型表示方法

离散事件系统规范（DEVS）是建立在一般系统理论的基础上的有效的模块化系统建模规范。针对当前基于DEVS的仿真模型表示方法不能描述模型上下文,不能有效支持模型语义组合、重用的问题,提出了语义扩展的DEVS模型表示方法（SEM-DEVS）。SEM-DEVS在原有的DEVS模型规范基础上,增加了模型的实验框架和语义扩展接口,增加了对模型行为表示能力的要求。在SEM-DEVS形式化定义的基础上给出了实验框架以及语义扩展接口的逻辑关系及匹配方法。以逻辑公式方式表示实验框架和语义扩展接口,给出SEM-DEVS的一种实现方法。

Abstract：

Based on general theory, DEVS is an effective and module modeling specification. For the problem of lacking capability of current model representation approaches to describe context and support semantics reuse and composition of simulation model, a Semantic Extended DEVS （SEM-DEVS） model representation approach was proposed. On the base of DEVS, experiment frame and semantic extended port of model were extended to SEM-DEVS. Stricter request to describe the behavior of model was proposed in SEM-DEVS. Logic relationship and match method of experiment frame and semantic extended port of model was brought forward base on formal definition of SEM-DEVS. An implement of SEM-DEVS was proposed, in which experiment frame and semantic extended port were both represented by logic formulas.     

Constructing global view with an ontology-based method for information sharing in the virtual organization

1 .INTRODUCTIONTo be constantly adapted to the ever-changing,fiercely competitive business environment not only tobe successful but also to survive ,organizations todayhave to federate with each other to forma virtual or-ganization. Two factors are very i mportant for thevirtual organization to compete in the fast-paced in-formation age . One is the successful cooperationamong the organization units ,the other is the quickreaction to the environment change , where the effi-cient andeffecti…     

基于OWL的上下文感知建模与推理方法

上下文感知计算是普适计算研究领域中最为重要的一个方面,针对上下文感知计算中缺乏与自动推理支持的问题,提出了一种基于本体描述语言（web ontology language, OWL）的上下文感知建模与推理方法。OWL是以描述逻辑为基础的本体形式化语言,可以满足上下文知识共享与上下文本体自动推理的需要。该方法首先提出了一种本体引导的上下文模型框架,根据抽象层次的不同将上下文分为元模型与领域特定模型两层结构,然后采用OWL形式化描述该上下文模型,设计了上下文模型到OWL的转换算法,并利用本体自动推理工具完成了上下文推理,并以一个实际案例说明该方法的可行性。     

大数据视阈下的系统安全理论建模范式变革

为明晰大数据视阈下的系统安全理论建模范式变革,首先,分析数据和信息在系统安全研究中的双重性质演变.其次,构建包括数据维、系统维和安全维的系统安全理论建模范式转变框架,采用理论思辨法,分析大数据视阈下现有系统安全理论建模面临的挑战与机遇.最后,在分析建模技术路径、建模逻辑主线和建模原理的基础上,构建基于大数据的系统安全理论建模新范式,并进行实例分析.结果表明:数据和信息在系统安全中具有主体和客体双重性质;系统安全理论建模范式转变可分为3阶段:"经验-微系统-古典安全"、"小数据-中系统-近代安全"和"大数据-宏系统-大安全"范式;现有的"小数据型"、"解释型"等9类安全理论模型不能适应大数据时代的系统安全需求,大数据给系统安全理论建模带来的机遇包括面向全体数据、突出预测性等6方面;实例分析证明基于大数据的系统安全理论建模新范式具有可行性和科学性.     

一种工作流模型正确性验证方法

工作流形式化建模一直是工作流管理研究的重点和热点.目前的一些形式化建模工具都主要注重工作流的过程建模部分,即工作流的路由.但是工作流管理系统是涉及过程、数据、组织资源等多方面的复杂信息系统.引入一种新型的图形结构--元图,提出基于元图的基本活动单元的完整工作流模型,重点给出了这种工作流模型的正确性定义,并进行了正确性校验,校验算法高效简捷,使之成为一套完善的工作流建模形式化体系.     

面向复杂系统需求分析的DSL构建

在航空航天领域, 系统的复杂度快速增长, 这对基于模型的系统工程的开展带来巨大的挑战, 尤以复杂系统的需求分析为甚。需求分析过程缺乏针对性的支持模型的工具。针对基于模型的系统工程中的这一问题, 根据领域建模的思想, 引入领域特定语言(domain specific language, DSL)的概念, 提出一种构建DSL进行需求分析的方法, 并针对基于模型的系统工程(model based system engineering, MBSE)中需求分析的需要构建相应的DSL。首先, 从基于模型的系统工程方法论角度, 对工程应用中的需求捕获与分解进行了分析; 接着, 通过扩展后的GOPPRR(graph object property port role relationship)元元模型依据需要, 构建了DSL的具体语法与语义; 最后, 以具体的系统为例与系统建模语言分析方法做出了对比。结果表明, 所构建的DSL在进行复杂系统的需求分析与建模时, 与实际需要契合, 在各个环节都具有针对性强、形式化的优点, 有利于保证需求分析与建模工作的正确性。