面向流程的保障体系集成建模方法研究

保障体系集成建模是对保障体系进行模型验证和分析的基础。以体系工程为基础,提出了面向流程 的体系概念层次关系图,构建了保障体系从使命到工作流程等各个层次的描述模型。基于Ｐｅｔｒｉ网模型与粒子群 算法,通过结构模型与活动模型的有机结合,得到了体系能力集成模型,实现了保障体系各层次模型的集成。在 实际案例中使用这些模型和方法进行了分析、建模,证明了模型和方法的有效性。     

面向任务的装备保障体系多Agent建模与评估方法

随着战争形态向着体系化、智能化转变, 装备保障体系有了新挑战。同时, 动态变化的战场环境要求装备体系要适应战场态势, 动态支撑作战任务。目前, 装备保障体系建模研究存在与作战任务联系不紧密、与装备体系不匹配, 不能充分体现装备保障体系自主性等问题。首先, 基于多Agent方法, 从结构和流程两个方面对装备保障体系的任务层、基地层、装备层建模, 重点考虑保障任务中时间和空间约束问题; 其次, 提出面向任务的装备保障体系评价指标, 构建指标模型; 最后, 通过对典型作战任务对应保障活动进行仿真, 验证模型的合理性和有效性, 并完成装备保障体系的效能评估。本研究可为装备保障体系结构优化、流程设计等工作提供参考。     

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。     

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。     

可组合的Agent体系仿真模型框架研究

当前基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法被军事仿真界普遍认为是军事作战研究、特别是网络中心战(network centric war, NCW)环境下的网络中心作战研究的最佳方法。针对体系效能评估应用,需要在统一的作战概念框架下形成可重用的体系模型框架,能够根据体系(system of systems, SOS)效能评估需求定义和灵活组合不同的作战实体Agent模型,支持对不同体系效能评估问题的研究。基于ABMS开发方法,在统一的作战概念模型框架下对物理域、信息域、认知域和社会域进行合理抽象,建立了可组合的体系仿真模型框架,据此开发了面向体系效能分析应用的仿真平台,用户可以根据体系效能评估问题和作战背景,快速定义和组合不同的作战实体Agent模型形成体系仿真应用系统,进行体系对抗仿真分析与评估。     

创建智能体系统的软件工程方法研究

研究作为数字世界中计算和应用软件系统构造单元的软件智能体构建与开发。提出由 (1)智能体理论模型 ;(2 )以之为概念框架的软件系统逻辑结构模型 ;(3)基于结构模型 ,采用统一建模语言UML实现的应用程序框架三部分组成的方法体系。这三个部分既具有内在机理联系又有过程时序约束 ,它们分别支持软件工程的分析、设计与实现各阶段。预期该方法体系的成功运用将有利于软件智能体系统开发的规范化和标准化 ,进而提高智能体系统开发效率并促进成果共享和软件重用     

基于综合微观分析的装备体系需求开发方法

针对装备体系需求问题, 为了使军事与技术、简单与复杂有机结合起来, 提出基于综合微观分析的需求开发方法. 将构成装备体系需求映像的上层需求与下层需求看成一个二维的概念平面, “分析解释”上层需求指标的上层需求模型从“宏观约束"角度指导下层需求开发, “分析解释”下层需求指标的下层需求模型从“微观机制”角度解决宏观问题, 实现从上到下、又从下到上的装备体系需求双向开发. 实例表明采用该方法能够系统地开发装备体系需求.     

基于SysML的武器装备体系能力需求建模分析方法

为了便于不同领域研究人员之间的沟通交流，减少文本描述的歧义性，有必要采用建模的形式开展体系能力需求分析。本文根据基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)思想，采用系统建模语言(system modeling language, SysML)以及多视图产品形式，描述了武器装备体系能力需求的建模分析方法，分别对作战概念、作战场景、任务分解、作战活动、需求分类、需求分析以及指标分析等7个方面进行了描述，并选取未来空战新概念“作战云”典型空战样式，构建了“海上防御型协同制空作战场景”,验证了该体系能力需求建模分析方法的可行性。     

装备体系贡献率评估方法研究综述

装备体系贡献率评估对装备立项论证和装备体系建设具有非常重要的意义。系统分析了装备体系贡献率的概念内涵,重点从装备体系结构贡献率评估、装备体系能力贡献率评估、装备体系效能贡献率评估等3个方面进行了归纳总结,并从评估背景与维度的统一、评估方法与模型的构建、评估结果的应用等3个方面指出了现有理论方法存在的问题及发展趋势,为装备体系贡献率评估与应用研究提供参考借鉴。     

基于鲁棒能力的体系多目标组合优化

针对体系组合优化问题中,不同场景下系统贡献的不确定问题,提出了基于鲁棒能力的体系优化决策方法。首先对体系的鲁棒能力和模糊能力风险进行定量描述;然后以鲁棒能力最大,建设风险和成本最低为目标,考虑军事能力需求等约束,建立多目标体系组合优化模型,采用改进的基于参考点的非支配排序遗传算法求解模型,生成一组符合决策需求的非劣质解;最后通过仿真实验验证了模型和算法的有效性,可以为体系总体建设规划提供决策支持。     

基于模型的无人机系统架构综合评估方法

系统架构综合评估是无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)研制中的重要环节,本文从UAV总体设计的需求出发,提出了系统架构综合评估指标体系的全面性和层次性原则。根据基于模型的系统工程方法构建了三级评估指标体系。通过将系统架构模型的仿真结果作为评估指标体系的输入,建立了一种系统架构模型与评估模型关联的综合评估分析方法,以达到UAV总体技术方案快速闭环设计与优化的目标。面向工程应用,开发了一个系统架构多方案权衡软件。以某UAV系统架构综合评估作为实例,验证了方法与工具的正确性和工程实用性。     

基于弹跳射线技术的三维GTD模型构建方法

传统的基于弹跳射线(shooting and bouncing ray, SBR)技术的散射中心提取方法只考虑了理想点模型, 但理想点模型无法描述散射中心的频率依赖特性。对此, 提出一种基于弹跳射线技术的三维几何绕射理论(geometrical theory of diffraction, GTD)模型构建方法, 在通过传统方法获取的理想点模型的基础上, 利用射线管数据正向推算散射中心的频率依赖参数并修正其径向位置, 实现了高精度三维GTD模型构建。仿真结果表明, 点频、单视角下构建的三维GTD模型不仅能准确重构相同条件下的雷达散射截面(radar cross section, RCS), 还能实现宽带RCS外推, 能够满足目标宽带散射数据高效压缩和快速重构的应用需求。     

一种军事仿真概念模型的定性反馈表示方法

军事仿真是一个复杂系统,良好的概念模型设计是系统开发的正确性保证,为了便于军事领域专家和系统开发人员交流,提出一种定性反馈表示方法,在基于HLA的军事仿真概念模型设计中引入定性反馈方法表示联邦成员数据交互关系,可以直观表示出各联邦成员的静态和动态关系,为实际仿真系统的开发建立基础。     

基于情景驱动的军事概念模型的开发

针对当前军事仿真系统开发的复杂性和应用的广泛性,研究了军事概念模型的开发方法。在确定概念模型的评价指标的基础上,提出了基于情景驱动（scenario-driven, SD）的仿真概念模型开发方法,给出了概念模型的格式化描述方法,并利用一般概念模型中语法和语义提取的方法开发出水下对抗仿真系统的概念模型,为后续的可组合仿真研究提供了技术支持。     

基于STPA的潜艇鱼雷发射控制系统安全性分析

针对潜艇鱼雷发射控制系统,提出一套基于系统理论过程分析(system theoretic process analysis,STPA)的安全性分析方法.借助XSTAMPP安全工程平台,以鱼雷发射阶段解脱武器制动动作为案例,利用所提方法进行了安全性分析.同时改进传统STPA致因场景分析模型,生成精细化的系统安全要求,并利用线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)对生成的安全要求进行规范化描述,克服了传统STPA分析结果使用自然语言描述的局限性,为进一步的模型安全性验证提供理论支撑,同时为系统操作员提供辅助决策.     

基于时间序列挖掘的合成旅装备维修保障能力预测

针对现有的预测方法参数较多、精确度不高的问题,采用了时间序列挖掘的方法对合成旅未来一定时期内的装备维修保障能力进行预测。首先建立了指标体系,利用“装备云”平台相关数据对指标及装备维修保障能力随时间变化的序列进行计算;然后对多元时间序列进行线段化拟合、聚类、符号化表达、Apriori关联挖掘,通过差分整合移动平均自回归-支持向量回归组合模型及反向传播神经网络对合成旅装备维修保障能力进行预测,最后通过事例验证了本文所提出的方法。