网络化C^4ISR系统结构时效性分析方法

现代战争中,战略预警、时间敏感目标的打击、协同指挥决策等都对网络化C4ISR系统的响应时间提出了更高的要求。提出了一种基于社会网络分析的网络化C4ISR系统结构的时效性分析方法,从系统结构层面评估网络化C4ISR系统的响应时间。为此,首先建立网络化C4ISR系统结构的OPDAR模型,然后提出了情报信息流、协同信息流和指控信息流3类信息流的定义、数学表示及其参量计算方法,在此基础上定义了情报信息流时延、协同信息流时延和指控信息流时延3种系统结构时效性分析指标及计算方法,支持定量分析系统结构的时效性。最后,利用所提分析方法对设计的两种区域联合防空系统结构的时效性进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

C^4ISR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。

基于云理论的C^4ISR系统作战效能评估应用与研究

针对C4ISR系统作效能评估的复杂性,借鉴云理论的原理,提出基于云理论的C4ISR系统作战效能评估模型。在描述云理论评估步骤和建立评价指标体系的基础上,通过求各指标的云模型表征及各指标参数的权重,用加权偏离度衡量系统与理想状态的偏离量,采用包含一维云发生器的改进型云模型实现了C4ISR系统作战效能评估。实例证明此方法能较好地融合主客观信息,有效的集成了模糊性和随机性,简单易行,可操作性强,为C4ISR系统作战效能评估提供了一种有效方法。

C^4ISR多传感器跟踪资源协同分配方法研究

针对C4ISR多传感器的分布特点,提出了基于MAS(Multi-Agent System)的C4ISR多传感器资源管理系统框架结构;提出了考虑目标战略价值、优先等级、主动传感器平台价值和传感器协同能力因素在内的资源分配目标函数,建立了多传感器跟踪资源的动态分配模型,提出一种多传感器Agent分布式协同拍卖的分配算法;基于HLA/RTI体系结构,开发了C4ISR多传感器跟踪资源管理仿真系统,并对所提出的分配方法进行了仿真验证;仿真结果表明本文提出的方法具有很好的优化能力和实时性,可应用于实际作战过程。

基于信息流的网络化C4ISR系统结构抗毁性分析方法

网络化C4ISR系统规模庞大、结构复杂,系统结构成为影响网络化C4ISR系统各种特性的主要因素,特别是结构与系统抗毁性之间存在直接的因果关系。本文在分析系统结构抗毁性概念的基础上,首先提出了网络化C4ISR系统结构信息流模型;然后基于该模型提出了基于信息流的系统结构抗毁性分析方法;包括不完全信息下系统结构的攻击模型、系统完成任务能力的度量方法以及抗毁性指标计算方法;最后通过对区域联合防空指挥信息系统结构抗毁性仿真实验分析,验证了该方法的有效性。

云重心评判法的防空兵C^4ISR系统生存能力效能评估

指挥自动化系统是军队现代化的重要组成部分,高质量的指挥自动化系统可以起到强大的军力倍增作用,因此其效能评估研究越来越受到人们的重视。结合实战情况,确立了防空兵C4ISR系统生存能力指标体系,就其效能评估给出了一种综合评判法——云重心评判法,对其理论介绍的同时详细的给出了云重心评判法的实现步骤,并通过算例验证了此方法的有效性和实用性。此方法简单易行可操作性强,对指挥自动化系统的效能评估提供了有效的方法和途径。

考虑级联失效的C^4ISR系统结构动态鲁棒性度量方法

在分析动态鲁棒性概念的基础上,提出了一种考虑级联失效的C4ISR系统结构动态鲁棒性度量方法,该方法结合不完全信息的攻击模型,设计了C4ISR系统结构级联失效的过程模型和动态鲁棒性值的计算方法,最后通过某一区域联合防空系统结构的案例对本文的动态鲁棒性度量方法进行仿真验证,仿真的结果证明了本文所提方法的有效性。

C^4ISR中数据链系统信息优势评估方法研究

数据链作为C^4ISR系统的重要组成部分,承担了C^4ISR系统大部分信息流的分发任务,是C^4ISR系统夺取信息优势的重要保证,因此,如何分析和评价数据链的信息优势能力及其对C^4ISR系统整体信息优势的影响是数据链系统建设中一个重要的研究课题。在分析C^4ISR系统工作流程的基础上,给出了通信子域信息优势的评价指标定义及评估模型;并且重点分析了数据链的连通性、传输可靠性以及实时性对通信子域信息质量的影响,进而给出了数据链信息优势的数学描述和评估模型,并分析了其在整个C^4ISR系统信息优势中的影响。

基于动态调整的C^4ISR系统结构灵活性分析

当前网络和信息技术的发展为C4ISR(command,control,communication computer,intelligence,surveillance,reconnaissance,C4ISR)系统的灵活性提出了更大的挑战。灵活性存在于C4ISR系统的多个方面,其中结构灵活性是系统灵活性的支撑。首先明确了系统结构灵活性的基本内涵,然后采用OPDAR(observer,processor,decision,actor,relationship)模型构建系统结构,改进并应用了制造业中车间-产品模型的灵活性分析思想,提出基于动态调整的C4ISR系统结构灵活性分析方法。最后对两种联合防空系统的系统结构进行灵活性分析,证明了方法的可行性。

基于UML&OPN的C^4ISR系统体系结构仿真验证研究

基于UML(uniform modeling language)和Petri网的不同特点,应用UML的不同视图来描述C4ISR系统体系结构的相关产品。根据产品之间的关联,把产品的UML视图转换为对象Petri网的仿真模型。通过系统动态行为仿真模型的执行,分析体系结构的时序关系、信息流关系和接口关系的合理性,验证系统功能是否满足需求,系统状态的变化是否正确,从而有效、合理地评估系统的性能。

基于HLA的C4ISR系统仿真环境

C4ISR系统是一类复杂大系统 ,如何有效的分析、研究和评估C4ISR系统一直是C4ISR系统研究领域里的一个难点 ;基于HLA的分布式仿真技术的发展为这一问题的解决提供了一个新的途径。该文结合我们正在研究的课题 ,提出了一种基于HLA的、通用的C4ISR系统仿真环境框架 ,该框架的实现将大大促进C4ISR系统的研制开发和作战使用研究。

C^4ISR体系结构服务视图及其演化的形式化描述方法

为描述"网络化作战"中C4ISR系统资源的动态集成过程,实现作战任务过程与军事系统资源的分离,在DoDAF2.0、NATOAFv3.0、MoDAF1.2等体系结构框架研究基础上,提出了一种C4ISR体系结构服务视图描述框架。通过服务视图产品的形式化描述,分析了服务视图产品间的逻辑关系,为应对作战任务过程调整重点研究了基于OWL-S的服务交互过程模型形式化描述方法,将服务交互过程模型的演化描述转化为本体描述的变化操作,最后从基本变化和组合变化操作对服务交互过程的演化描述进行了分析。

以数据为中心的C^4ISR系统体系结构开发方法

体系结构开发方法研究是当前C4ISR系统体系结构技术研究的一个热点,在总结现有相关问题的基础上,提出了以数据为中心的C4ISR系统体系结构开发方法的定义,并提出了该方法的开发过程。将体系结构开发分为初始化、数据分析、数据设计和数据验证四个阶段,并详细说明了各个阶段主要完成的任务及其常用的方法。最后对以数据为中心的体系结构开发方法的发展进行了总结和展望。

系统动力学的C^4ISR系统信息优势价值链模型仿真

实现信息优势是网络中心战的核心,C4ISR系统是打赢网络中心战、夺取信息优势、决策优势和行动优势的客观基础。从C4ISR系统的工作流程出发,分析了C4ISR系统信息优势价值链,围绕战场态势感知信息优势价值链的生成过程,运用系统动力学方法建立了对抗条件下C4ISR系统信息优势价值链的SD模型,并结合作战背景对试验结果进行了仿真分析,验证了该方法研究复杂军事信息系统的可行性。

C^4ISR需求模型化框架

真正的"C4ISR需求"只存在于人脑里,通过有效的模型表述C4ISR需求是C4ISR需求分析的关键。首先,分析C4ISR需求的内涵,提出C4ISR需求体系的概念,给出C4ISR需求模型化思路。然后,分析C4ISR需求模型要素,在此基础上针对C4ISR需求主要相关问题设计了C4ISR需求模型。最后,提出基于要素构建C4ISR需求模型的流程。澄清了"需要什么C4ISR需求模型"和"如何构建C4ISR需求模型"的问题,为科学的建立C4ISR需求模型提供了方法支持。

基于xUML的C^4ISR系统可执行对象模型设计

C4ISR系统自身复杂性和军事需求多变性,使得系统设计风险增加,研制难度愈来愈大。把模型驱动体系结构MDA的思想和可执行建模语言xUML引入C4ISR系统的设计研制过程中,详细分析了可执行对象模型对于C4ISR系统研制的意义,给出了基于xUML的C4ISR系统可执行对象模型设计方法和步骤,并通过水面舰船的实例验证了该方法的可行性。该方法对系统结构化分析、动态逻辑验证、性能测量评价,而且在描述能力、可理解性和可分析性等方面比基于Petri网的可执行模型都有很大改善。

面向服务的C^4ISR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。

信息流的网络化C^4ISR系统结构关键节点挖掘方法

为了增强网络化C4ISR系统结构的抗毁性,如何准确挖掘系统结构关键节点至关重要。针对这一问题,首先阐述了几种基于介数的复杂网络关键节点挖掘方法,随后提出基于信息流介数的挖掘方法。该方法结合网络化C4ISR系统自身特征,建立能够表征情报获取单元(O)、情报处理单元(P)、决策控制单元(D)和响应执行单元(O)以及单元间关系(R)的OPDAR模型,在此模型上定义情报、协同和指控3种信息流,并依据3种信息流及其权重计算节点介数。最后,以区域联合防空系统结构为例,分别利用此方法和最短路径介数方法挖掘潜在的关键节点,并经分析得出:前种方法能更好地适应使命任执行阶段的变化,揭示关键节点动态转移的现象,有效支撑网络化C4ISR系统抗毁性设计。

基于信息熵的美军C^4ISR系统效能评估

随着美军信息化水平的不断提高,C4ISR系统“战斗力倍增器”的作用更加突出,对美军C4ISR系统的效能进行评估并分析其对作战效能的影响,具有重要的理论和现实意义。对影响C4ISR系统效能的相关因素进行了分析,利用香农信息熵和图论的方法,建立了C4ISR系统效能评估方法,研究了信息、网络、作战流程等因素对作战效能的影响,并建立了数学模型;以美军航母战斗群空袭作战为例,比较了“平台中心战”和“网络中心战”两种作战方式中C4ISR系统的效能。

C^4ISR需求过程概念

为了规范C4ISR需求工程中的实践活动,提出C4ISR需求过程的概念。首先,根据C4ISR需求涉及的作战领域、功能领域、技术领域,将C4ISR需求划分为能力需求、系统需求和技术需求。然后,定义C4ISR需求过程的概念,提出由需求领域、需求开发、需求管理构成的三维的C4ISR需求过程框架,需求开发活动包括需求采集、需求建模、需求检验和需求生成,需求管理活动包括关系管理、变更管理和版本管理。最后,给出C4ISR需求过程在C4ISR系统全生命周期各阶段中的实施,说明了其重要性。