面向目标的C4ISR系统效能概念建模与一致性分析方法

为了解决C4ISR系统效能需求的获取与验证问题, 从C4ISR系统的软目标分析出发, 构造了C4ISR系统能力元本体, 提出了 一种本体引导的C4ISR系统效能需求获取算法; 利用UML Profile扩展机制, 设计了效能概念的对象建模方法; 探讨了基于本体概念推理的效能概念模型一致性检验算法, 研究了从UML模型到描述逻辑本体的映射算法; 最后以一个防空系统效能分析案例, 说明方法的理论可行性.     

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。     

面向作战模型的C4ISR系统影响元建模方法

以C4ISR系统对火力毁伤过程影响的功能描述为重点,采用影响元建模方法,建立由系统能力、人员行为和人机交互三维矢量所构成的C4ISR系统的矢量空间模型,运用模糊综合评价方法获得C4ISR系统的信息支援能力系数量化指标,最后通过算例对模型进行验证,所得结果可作为作战模型的影响系数进行效能评估.     

基于OPN的C4ISR装备体系作战需求验证模型建立方法

作战需求验证是C4ISR装备体系需求开发过程的重要环节,仿真是作战需求验证的一种有效手段,而验证模型的建立是进行仿真验证的前提和关键.针对现有C4ISR装备体系作战需求仿真验证方法在验证模型的建模语言、建模方法等方面的不足,提出采用对象Petri网(OPN)建立仿真验证模型,深入剖析了建立验证模型所需的作战需求描述信息,研究了验证模型的建立过程,可有效支持作战需求验证仿真系统的构建.     

基于影响图方法的C4ISR作战模型

影响图建模方法可对复杂系统进行规范化建模。包括C~4ISR系统的现代战争系统由武器子系统、通信子系统、指控子系统和探测子系统组成,是一类复杂系统。首先确定了表征这些子系统的参量指标,然后采用影响图方法建立了现代作战的影响图模型,进而建立了微分方程形式的C~4ISR作战模型。应用微分方程稳定性理论对C~4ISR作战模型进行分析,研究了C~4ISR系统对现代作战的影响。     

作战仿真传感器模型探测处理通用方法

指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(command,control,communication,computer,intelligence,surveillance and reconnaissance, C4ISR)模型是作战仿真系统的中枢和灵魂,是作战仿真的重点和难点。在分析作战仿真情报、监视和侦察模型中的传感器模型对于探测处理的建模需求基础上,提出了传感器模型探测处理的通用方法,介绍了所提方法的整体流程,通过计算过程详细说明了所提方法的9个方面。通过模型的输入输出数据的结构并结合仿真验证实验,说明了该方法的适用性和通用性,提高了作战仿真传感器模型的运行效率,节约了开发成本,并为ISR建模与仿真提供了参考方法。     

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。     

一种面向构件的C4ISR技术体系结构建模方法

为了提升作战能力、满足作战功能和技术快速变化及联合互操作等需求,C4ISR系统中引入了开放式体系结构,并将体系结构分为功能体系结构和技术体系结构。提出了一种面向构件的C4ISR系统技术体系结构建模方法。首先给出技术体系结构的DSFC（数据、系统、功能、构件）模型,并重点对构件及DSFC之间的关系进行说明。在此基础上,研究了基于DoDAF的技术体系结构多视图描述方法,最后结合实例对方法进行说明。     

C~4ISR需求模型及一体化描述

研究了C4ISR需求要素及层次化C4ISR需求模型.探讨了节点、活动和信息在节点-关系模型、信息模型与IDEF0活动模型相互之间的映射关系,包括节点映射、活动映射、信息需求映射和约束数据映射,使节点,活动和信息在C4ISR需求模型中匹配起来;在此基础上,提出C4ISR需求一体化层次建模方法.最后,通过一个案例示例以说明了所提出方法的有效性,实用性.     

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。     

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。     

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。     

可执行体系结构建模与分析

针对体系组分和需求动态演化等挑战, 提出利用可执行体系结构建模与分析辅助体系顶层设计, 尽早获取体系建设的关键信息. 首先, 提出了描述体系结构数据要素语义关系的语义概念模型, 在此基础上围绕核心实体及其关系进行体系结构描述构建了体系结构的静态模型; 其次, 以一种双向可追溯的方式将静态模型转化为可执行模型; 再次, 利用体系结构静态模型和可执行模型展开了体系结构分析, 包括静态分析、动态分析和试验分析; 最后, 以要地区域防空体系为例说明了方法可行性.     

基于领域知识的模型检验方法

提出了一种基于领域知识的模型检验方法.该方法主要是采用本体论方法,将业务领域内的潜规则表示成领域知识,构成领域规则库,对领域规则采用图形化表示与使用SWRL描述相结合的方式,形成了对规则知识的内、外部表示,为领域知识的直观显示和有效推理提供基础.领域规则形成的规则库为模型检验提供了依据和复用基础,确保用户构建的应用模型满足业务领域需求.     

面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法

信息物理系统(cyber-physical system, CPS)是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系,传统的建模与仿真方法难以满足其应用需求。因此,提出面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法,通过随机有限集对CPS中的物理实体和传感器进行数据驱动建模,并使用基于贝叶斯推理的预测与校正过程支持数据驱动的仿真模型运行。该方法能够很好地实现数字孪生机制下虚实结合的仿真运行,并实现数据驱动的CPS仿真模型解算,通过以实利虚的方式有效提高了仿真结果的准确性和可信性。最后,通过水面舰艇作战应用案例,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法

信息物理系统(cyber-physical system, CPS)是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系,传统的建模与仿真方法难以满足其应用需求。因此,提出面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法,通过随机有限集对CPS中的物理实体和传感器进行数据驱动建模,并使用基于贝叶斯推理的预测与校正过程支持数据驱动的仿真模型运行。该方法能够很好地实现数字孪生机制下虚实结合的仿真运行,并实现数据驱动的CPS仿真模型解算,通过以实利虚的方式有效提高了仿真结果的准确性和可信性。最后,通过水面舰艇作战应用案例,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于MBSE的民机系统功能建模方法

针对传统系统工程存在的迭代周期长、开发效率低、模型二义性等问题, 结合基于模型的系统工程理念, 将敏捷系统工程概念引入到民机研制过程中, 并利用系统建模语言定义了基于场景的功能建模方法, 详细分析了民机自动飞行控制系统高度控制用例的顶层功能愿景, 建立了对应的功能模型和接口描述视图。该方法以迭代的形式展开系统功能建模, 能够充分保证需求和功能模型紧密结合, 正向构建满足民机系统以需求为导向的功能建模方法, 为民机系统的架构设计工作提供基础。