美海军TSCE设计剖析及对我军信息系统集成模式的启示

简要介绍了美军全舰计算环境的发展历程、系统组成及体系架构,分析美军全舰计算环境的设计思路及系统特性,对美军全舰计算环境的设计特点进行剖析,并以此为借鉴,结合我军实际需求,提出了我军基于公共计算服务的信息系统集成模式发展建议,为我军舰载信息系统的发展提供参考。

基于云计算技术的船载物资调度系统设计

文章根据船用信息系统集成模式的发展趋势和船载物资调度系统的实际需求以及全舰计算环境的技术特点,论述了云计算技术在全舰计算环境上应用的必要性和可行性。随后以船载物资调度系统业务需求为依据,对基于云计算技术的人工智能技术、数字孪生技术和微服务架构在船用物资调度系统中的应用领域进行了探讨,并给出一个实现示例,为类似信息系统的设计与实现提供参考和借鉴。

全舰计算环境体系结构和系统集成框架

"全舰计算环境"(TSCE)代表了舰船信息系统集成技术的先进水平,带来舰船系统设计和集成方式的变化。提出一种全舰计算环境体系结构和系统集成框架。全舰计算环境由基础设施和各种领域应用组成。其系统集成框架可以自顶向下分为3个层次,即功能集成、数据集成和物理集成。其中:功能集成包括构件、服务和任务3个层次;数据集成区分实时与非实时应用,包括基于数据分发服务(DDS)的实时数据总线和企业服务总线(ESB);物理集成除网络基础设施外,还包括显示层、核心层和适配层,分别对应人机接口设备、数据处理设备和适配处理设备。全舰计算环境的工程实施将带来工程管理与系统研制模式的变革。

美海军DDG-1000全舰计算环境体系结构探析

作为美海军新型多任务驱逐舰DDG-1000的关键技术之一,全舰计算环境(TSCE)代表了舰船信息系统集成技术的先进水平,带来了舰船系统设计和集成方式的变化。在描述TSCE的项目背景、系统概况、技术架构、任务系统以及海军开放式体系结构(OA)等的基础上,分析全舰计算环境基础设施(TSCE-I)的结构和组成,包括数据处理、适配、人机接口、网络等基础设施,以及实现面向服务架构(SOA)的相关技术权衡,得出公共计算服务环境是未来舰船提高综合作战能力和信息化水平的有效手段。并根据分析研究,提出了开展TSCE研制必须突破的几项主要关键技术。

基于模型系统工程在全舰计算环境集成框架的应用概览

"全舰计算环境"(TSCE)作为当今软件密集型复杂武器系统的典型代表,需要从研制模式上转变传统的系统工程实践,采用基于模型的系统工程(MBSE)解决方案,从以文档为中心转变为以模型为中心,实现系统的快速开发以应对需求和环境的变化。首先,介绍MBSE的发展概况及国内外相关研究情况,然后,结合TSCE集成框架并参考经典的V模型,梳理系统工程过程,初步建立各个阶段与美国国防部体系结构框架(Do DAF)视点或模型的对应关系。重点讨论为了得到合适的TSCE系统模型应该采用的建模规范和标准,主要包括:系统建模语言(Sys ML)、可扩展标记语言(XML)模式、面向服务架构(SOA)、业务流程模型与标注(BPMN)、军事想定定义语言(MSDL)、联合作战管理语言(C-BML)等。形式化建模方法的应用预期将在构建TSCE集成框架的过程中发挥重要作用。

新一代水面舰艇作战系统发展理念及途径

新一代水面舰艇作战系统在增强单艘舰艇作战效能的同时,更强调根据使命任务灵活配置,突出其在体系作战中的节点作用。以美海军全舰计算环境(TSCE)、综合海上网络和企业服务(CANES)项目为例,分析国外现状及发展趋势,提出可借鉴美海军舰艇研制的先进设计理念与实现方式,以推进全舰计算环境建设作为作战系统的发展途径,重点是遵循开放式体系结构、构建面向服务的公共计算环境、采用商用成熟技术等。作战系统通过体系规划、顶层设计和跨平台系统集成,使各类水面舰艇有机融合,有利于发挥出海军体系作战的整体效能。

基于可信计算的全舰计算环境安全增强研究

全舰计算环境作为一种先进的舰船设计理念,深刻地影响了现代舰船设计理念。通过对现有全舰计算环境的分析,提出当前全舰计算环境面临的3点安全威胁,并提出了基于可信计算的安全增强手段。针对数据转换过程中缺少完整性校验问题提出了一种基于完整性校验和经验数据库的校验方法,针对设备抗伪造能力不足问题,采用一种基于设备不变属性的完整性校验方法。针对领域应用缺少程序级访问控制问题,提出一种基于可信软件栈的设计流程,从而提高领域应用的可信性。通过可信计算对全舰计算环境安全增强方法的研究,为构建安全可信的舰载系统提供参考。

舰艇对空自防御系统集成优化方法

舰艇对空自防御系统的集成优化设计是提高系统使用性能的重要途径,系统地分析了舰艇对空自防御系统集成优化的总体思路和主要工作内容,提出了采用开放式体系架构和基于公共计算服务环境技术的舰艇对空自防御系统集成优化方案。

美国海军全舰计算环境发展及关键技术

全舰计算环境是新一代舰载系统集成技术,对舰艇平台信息化具有重要意义和影响,是"网络中心战"在单个舰艇平台上的具体体现,也是舰艇平台信息化技术迈向"网络中心战"的一个重要里程碑。本文对全舰计算环境的发展情况、体系结构和主要技术进行介绍。

舰艇信息基础设施研究进展

新型舰艇信息基础设施的发展,使得舰艇作战系统及专业应用的设计与开发呈现新特点,其概念组成与组织运用是工程设计领域重要的理论课题之一。为此,梳理不同发展阶段舰艇信息基础设施特点,重点总结美海军全舰计算环境的组成与作用,在新型作战系统架构下定义舰艇信息基础设施的内涵和架构,推演舰艇专业应用与作战系统集成优化模式,提炼舰艇信息基础设施技术特征。从舰艇专业应用模式、信息基础设施建设和信息电子前沿技术3个方面,分析总结舰艇信息基础设施的发展趋势。作为舰艇信息基础底座,加快信息基础设施的高水平建设,能够充分发挥作战系统和应用的效能,提高舰艇战斗力。

全舰计算环境安全体系结构研究

对全舰计算环境中的安全保密需求进行了分析,提出了由硬件、系统、中间件和应用组成的全舰计算环境的安全结构框架;构建了由安全管理、安全适配单元、网络安全单元、系统安全单元和应用安全单元组成的全舰计算环境安全功能结构;给出了全舰计算环境典型安全系统组成结构。

全舰计算环境形式化验证算法

简要介绍全舰计算环境(Total Ship Computing Environment,TSCE)的基本概念、相关组成、体系架构、安全需求分析以及美军TSCE设计经验对我军舰艇发展的启示。针对TSCE的安全性未知问题,我们引入了形式化验证方法。首先,使用全自动的模型检测方法验证TSCE子集;然后,使用形式推理的方式半自动半人工的验证TSCE全集。复杂度分析揭示了新方法的效率。最后,得出结论,本文提出的TSCE形式化验证方案可望与传统的软件工程方法优势互补,协同验证TSCE是否满足包括安全性在内的相关性质需求。

全舰计算环境安全服务架构研究

在全舰计算环境技术架构的基础上提出了全舰计算环境安全服务架构。安全服务架构由安全服务代理、安全服务中间件、安全引擎、安全管理组成。对安全服务代理、安全服务中间件和安全引擎的基本构成和相互关系进行了分析,给出了安全服务系统功能集成、数据集成和物理集成的模式。

全舰计算环境下服务自适应方法研究

在全舰计算环境中,针对应用需求变更,应用服务高效的进行自适应演化才能够充分的利用好各种有限资源。在服务变量定义的基础上,提出了影响服务质量的相关指标;对服务组合的结构路径进行了说明,给出不同结构路径形式下服务质量的计算方法,并提出了组合服务质量模型;对服务变更实例情况进行了分析,最终提出了服务自适应模型算法。

基于拟态防御机制的全舰计算环境安全架构设计

针对全舰计算环境(Total Ship Computing Environment,TSCE)体系结构的计算安全性问题,提出基于动态异构冗余的TSCE体系结构设计思想。首先,对TSCE的基础设施和应用系统分别进行动态异构冗余(Dynamic Heterogeneous Redundancy,DHR)设计,获得具有更佳抗攻击性的拟态防御系统成份;然后,把上述两大组成部分按照TSCE原有组织架构连接起来,即可获得具有拟态防御能力的全舰计算环境系统架构。内嵌的拟态防御机制可望为新模型带来更强的抗攻击性与主动防御能力。

军事信息系统综合集成技术研究

信息系统综合集成是信息系统发展的方向,为适应信息化战争条件下联合作战、协同作战的需要,解决互通互联、信息高效共享等问题,对军事信息系统综合集成技术进行研究。论文分析了军事信息系统发展历程,军事信息系统综合集成的基础理论、基本框架,并以美军DDG-1000全舰计算环境为例,分析了美军舰载信息系统集成的方法,最后探讨了云计算在军事信息系统集成中的应用展望。

云环境下的航天测控信号处理平台

当今世界已进入大数据和云计算时代,引发包括航天测控领域在内的各行业进行工作模式和思维方式的变革。提出了一种用于航天测控站的全站计算环境(TSCE),为整个测控站提供统一的通用计算环境,具有成本低、软件化、综合化、可伸缩、可靠性高等优点。从逻辑视图、物理视图和功能视图三个角度对TSCE的体系结构进行了描述。研究表明,现有实时流计算系统不适用于航天测控信号处理,因此,提出一种层次化并行处理框架(HPPF),可通过调整HPPF的信号块长度和支路数目两个参数,使之满足实时性要求。

美海军DDG-1000舰任务系统关键信息技术分析

论文简要回顾了美国海军最新一代驱逐舰DDG-1000的项目发展历史、罗列了其十大关键技术,并介绍了其任务系统组成,重点分析了任务系统中所采用的全舰计算环境、多功能雷达、综合水下作战系统和全舰隐身设计四大关键信息技术。在此基础上,从DDG-1000信息技术发展特点的角度对比分析了我海军舰艇与其差距。

美国海军新一代水面舰艇作战系统体系架构

新一代水面舰艇作战系统在作战体系中具有显著的节点作用,突出依据使命任务灵活配置的能力。以美国海军全舰计算环境(TSCE)、综合海上网络和企业服务(CANES)等为例,分析国外现状及发展趋势,提出可借鉴美国海军舰艇研制的先进设计理念与实现方式,以推进全舰计算环境建设作为作战系统的发展途径,重点是遵循开放式体系结构、构建面向服务的公共计算环境、采用商用成熟技术等。

美军全舰计算环境技术对舰艇总体设计的启示

全舰计算环境技术(TSCE)作为美军新型驱逐舰DDG-1000的一项关键技术,代表了舰艇总体设计和系统集成的发展趋势。分析了全舰计算环境技术的特点,针对水面舰艇信息装备的发展现状,借鉴美军装备技术发展的先进技术,提出了未来水面舰艇总体设计的启示和思考。