基于SA体系结构产品数据的可执行模型构建方法研究

论文摘要

C4ISR系统体系结构是指挥信息系统各部件的结构、它们之间的关系以及制约其设计和随时间演化的原则和指南。在C4ISR系统的研制与开发过程中,体系结构是系统建设的顶层设计和建设蓝图,体系结构开发设计是复杂信息系统建设中不可缺少的环节。随着体系结构框架的迅速发展,支持体系结构开发的工具越来越多,体系结构工具能够将体系结构产品设计内容转化为数据,其中IBM公司的System Architect被广泛使用。论文针对目前C4ISR系统框架及产品存在①对体系结构决策支持弱②缺乏体系结构数据分析和③缺乏明确的动态分析等多个方面的问题,以数据为中心的开发理念为指导,对当前体系结构框架存在的上述问题展开研究,主要就是使体系结构的产品数据具有通用性和可执行性,即研究基于体系结构产品数据的可执行模型构建方法。针对该方法,本文具体研究内容主要包括以下几个方面:（1）分析研究基于产品数据的通用体系结构建模工具本文通过研究通用体系结构工具System Architect软件,对基于VBScript语言设计SA产品数据导入导出工具进行分析和设计,通过产品数据信息的个性化定制,使其它工具能够读取此信息,同样其它工具也可以将其数据保存为SA数据格式便于SA读取,从而实现SA软件体系结构数据的采集、存储、维护和共享,提高了体系结构产品的重用、分析和共享程度,通过一个案例对数据定制和VBA扩展进行分析研究,推进体系结构发展。（2）研究基于产品数据的可执行模型构建方法本文简要分析了可执行模型构建的基本内涵,明确指出可执行模型构建的指导原则和主要内容,以此为指导对可执行模型构建的基本过程和常用的可执行模型构建方法进行了研究,并分析和提出了基于SA体系结构产品数据的可执行模型构建的步骤和方法,针对本文研究工作简要说明了构建工具的设计思想。（3）研究基于对象Petri网的作战节点可执行模型构建方法为了更灵活地支持体系结构的可执行模型构建,本文研究分析了基于面向对象设计思想和OPN机制的可执行模型构建方法,通过研究,基于OPN将作战节点连接描述（OV-2）、作战信息交互矩阵（OV-3）以及相关的作战活动模型（OV-5）转化为可执行模型,分析了这些产品数据的转化规则和具体方法,适合对C4ISR产品数据的建模和仿真,并研究了基于SA产品数据的对象Petri网构建工具。（4）案例研究为了验证本文的可执行模型构建方法的合理性,以基于DoDAF开发的区域防空指挥信息系统体系结构为背景,使用本文提出的方法对区域防空作战的部分作战活动产品进行建模和仿真,验证理论方法的可行性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 4ISR 体系结构'>1.1.1 C⁴ISR 体系结构
• 1.1.2 基于产品数据构建体系结构可执行模型的必要性和重要意义
• 1.1.3 本文研究问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 体系结构开发工具研究
• 1.2.2 体系结构数据模型研究
• 1.2.3 体系结构可执行模型构建方法研究
• 1.2.4 研究现状小结
• 1.3 本文主要工作及论文结构
• 1.3.1 本文主要工作
• 1.3.2 本文组织结构
• 第二章 体系结构建模工具SA 数据开发方法研究
• 2.1 SA 建模软件简介
• 2.2 SA 数据模型研究
• 2.2.1 SA 元模型组成及各部分关系
• 2.2.2 SA 元数据扩展研究
• 2.3 SA 功能扩展开发研究
• 2.3.1 SA 的VBA 扩展分析
• 2.3.2 基于产品数据的SA 的扩展开发思路和步骤
• 2.3.3 基于产品数据的SA 的扩展开发实例分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于体系结构产品的可执行模型构建方法研究
• 3.1 可执行模型构建基本内涵
• 3.1.1 可执行模型概述
• 3.1.2 可执行模型构建的目标及指导原则
• 3.1.3 可执行模型构建的主要内容
• 3.2 基本可执行模型构建方法研究
• 3.2.1 可执行模型构建的基本过程
• 3.2.2 常用的可执行模型构建方法
• 3.3 基于SA 产品数据的可执行模型构建方法研究
• 3.3.1 基于SA 产品数据的可执行模型构建步骤和方法
• 3.3.2 基于SA 产品数据的可执行模型构建工具设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于对象Petri 网的作战节点可执行模型构建方法
• 4.1 对象Petri 网基础
• 4.2 构建可执行模型所需体系结构产品数据分析
• 4.3 基于作战节点产品数据的可执行模型构建规则
• 4.3.1 构建基本规则
• 4.3.2 规则详细描述
• 4.3.3 仿真模型的生成方法
• 4.3.4 可执行模型验证指标分析
• 4.4 基于SA 产品数据的对象Petri 网构建工具分析研究
• 4.4.1 对象Petri 网模型数据存储模块
• 4.4.2 SA 数据提取模块与对象Petri 网模型数据存储模块之间关系
• 4.4.3 基于SA 产品数据的对象Petri 网构建工具扩展设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 案例研究
• 5.1 案例背景分析
• 5.2 案例作战视图产品数据描述
• 5.2.1 作战节点连接描述
• 5.2.2 作战节点连接描述数据表示
• 5.2.3 体系结构产品数据XML 表示
• 5.3 可执行模型的构建
• 5.4 建立仿真模型
• 5.5 仿真结果分析
• 5.6 案例结论分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文主要贡献
• 6.2 进一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果