基于仿真的军事综合电子信息系统全寿命、多视角支持框架研究.pdf

中国电子学会电子系统工程分会第五届军事信息软件与仿真学术研讨会论文集基于仿真的军事综合电子信息系统全寿命、多视角支持框架研究柏晓莉吕翔张耀鸿罗雪山( 国防科技大学信息与管理学院湖南长沙邮编4 1 0 0 7 3 )摘要：仿真技术研究目前主要集中在军事综合电子信息系统中的局部领域，难以满足系统全寿命周期各方面的需求，同时，仿真的结果产品也难以在全周期的各个阶段进行重用军事综合电子信息系统全寿命周期的各阶段的目标和任务不同，其仿真支持技术的特点也有所区别，需要将各个阶段视为一个整体，通过完善的仿真支持体系和工具集予以支持关键字：全寿命多视角仿真军事综合电子信息系统过程集成1前言仿真技术是研究复杂系统的重要技术途径美国国防部一直将建模与仿真技术作为“国防关键技术计划”的重点项目，并且将综合仿真环境列为现代高技术局部战争的七大需求之一仿真技术虽然已经在我国军事综合电子信息系统研制的一些部门和环节得到不同程度的应用，但是目前还存在以下问题：缺乏全寿命周期完整的仿真支持技术体系；缺乏全寿命多视角的仿真支持框架；缺乏高效的仿真工程管理工具上述问题的存在严重制约了我国军事综合电子信息系统仿真应用的水平和效益。

针对系统研制需求，提供对整个系统全寿命周期各个阶段中仿真应用的支持，支持各阶段仿真成果的共享和重用充分考虑不同用户的需求，能够很好的提供对多粒度建模仿真的支持，提高仿真的可信度2 基于需求的、迭代和增量的系统研制过程与仿真过程螺旋互动开发方法从军事综合电子信息系统全生命周期出发，对系统论证、需求分析、系统分析、系统设计、系统开发、试验测试、系统运行和系统维护的全过程提供仿真支持；从不同视角，对系统组织、资源、过程、信息的建模仿真提供支持；为系统的不同人员，系统设计师、系统开发人员、系统实现人员、系统测试人员、系统维护人员、项目管理等人员提供支持服务要实现这一目标，需要一个多视角、全寿命的开发方法，该方法应当考虑到生命周期、阶段、工作流程、风险分析、质量控制、项目管理和配置控制等在这个框架下，工具提供商和开发者可以构建工具来支持该过程的自动化、支持各个工作流程、构建所有不同的模型，并在整个生命期和所有的模型中集成这些工作在经费资源有限的条件下，为了使建模与仿真作为一种资源得到充分的利用，和更加有效的管理与应用，以实现跨领域、跨部门、跨阶段、跨项目的各种仿真工具和技术的集成，在军事综合电子信息系统研制开发的整个生命周期过程中，系统开发各个阶段都可以充分应用仿真的方法，促进和完善系统的演进过程，从而实现系统开发过程与仿真过程的螺旋互动。

基于仿真的螺旋互动系统开发过程，以系统全生命周期各个阶段的过程集成为核心，把系统相关的各类人员、资源和信息进行的有机组合集成，随着用户需求不断的明确，在系统并发开发过程中交叉着多视角的仿真验证评估，通过开发过程多次循环迭代，系统的设计不断成熟，逐步求精，由低成熟度系统渐进地向高成熟度系统演进，系统功能不断地．】5 4 ．中国电子学会电子系统工程分会第五届军事信息软件与仿真学术研讨会论文集完善，由此越来越接近用户的要求基于仿真的开发既有利于减少系统开发中对资源的需求，又有利于增强建模与仿真工具的效能，最大限度地对现有的仿真工具和资源进行重用军事综合电子信息系统研制过程可分为论证阶段、方案设计阶段、工程研制阶段、系统集成联试阶段和系统使用维护阶段使用利用I D E F 0 建模方法，建立军事综合电子信息系统开发过程模型，描述综合电子信息分析设计各个阶段的关系、信息输出和输入关系，产生的产品或文档，如图l 所示图j 系统的研制过程模型其中装备研制相关条例、仿真支持框架、仿真集成框架、仿真支持标准规范在整个生命周期中提供指导和支持3军事综合电子信息系统全寿命、多视角的仿真支持框架根据D o DC 4 I S R 体系结构框架的划分方法，从运作( o p e r a t i o n a l ) 、系统( s y s t e m s ) 和技术( t e c h n i c a l ) 三个角度对仿真体系结构进行了定义。

运作体系结构主要关心完成仿真任务所需的组织结构、相关活动、各部f - l i l Y , 能、信息流和完成任务的过程等方面的问题；系统体系结构关心实现运作体系结构所需的系统软、硬件组成及各组成部分之间的相互关系，如平台、数据流、接口和网络等；技术体系结构定义运作体系结构和系统体系结构的实现中必须遵循的标准、规则和约定3 ．1 运作体系结构运作体系结构中最重要的概念是协同环境协同环境是指一组专业人员在一段时间内为完成某项任务而组成的相对稳定的组织，并向他们提供针对某一领域或某类问题的可互操作的工具、数据库、权威信息资源、以及产品，过程模型协同环境通常面向特定领域，并且分层设置，支持研制过程中各项任务的完成～通常，一个新系统的设计要经过系统层和S O S 层协同环境之间的几个循环才能得到逐步完善，然后进入任务层或更高层次的协同环境，进行作战与应用的可行性评估，评估结果返回到系统层，进一步完善系统设计，之后再进入任务、战役或战略层，进行最后检测对于大型系统的开发，往往需要经过S O S 层到任务／战役／战略层的多个循环才能最后定型对于成熟技术和短生命周期技术，如信息技术，则应加速上述循环过程的实现，方能使系统在其技术过时之前交付使用。

能够促进上述环境下的有效协同的重要因素之一是要有适应能力很强的仿真支持系统，该支持系统由合适的组织、过程、功能、资源和信息组成，对协同环境提供支持，项目管理办公室可以从仿真支持系统中获得长期的支持，换句话说，．．1 5 5 —-中国电子学会电子系统工程分会第五届军事信息软件与仿真学术研讨会论文集这种支持系统适用于项目全周期，相关人员在协同环境支持下，可以并发地、协同地开展工作3 ．2 系统体系结构系统体系结构的主要目的在于描述实现上述运作体系结构所需的硬件和软件组成，同时给出体现组件间逻辑关系的系统结构制定系统体系结构的原因主要有三个，首先，明确定义系统组成及其相互关系有助于确定系统需求以及必须解决的系统级的关键技术第二，系统体系结构所定义的系统组件间的相互关系有助于接口标准的制定第三，通用的体系结构有助于系统组件跨项目的重用与互操作重用与互操作是应用仿真开发的主要目标之一，其中体现了仿真系统集成的三个不同层次第一数据集成第二模型集成和重用第三过程的集成图2 给出了系统体系结构协同仿真环境，是支持各类仿真应用的技术和工具的组合，以过程集成为中心，通过工作流引擎驱动实现仿真过程集成，其核心内容是过程建模、过程仿真及过程评估，为各类仿真应用提供了通用技术框架。

图2 系统体系结构3 ．3 技术体系结构技术体系结构主要是确定执行运行体系结构和系统体系结构所遵循的标准、规则和约定它包含D o D 标准和部门标准D o D 标准有国防部联合技术体系结构( J T A ) 、用于传输服务的T C P ／I P 和U D P／I P 协议和定义国防部标准术语的国防数据词典系统，其中J T A 目前确定了促进系统之间利用信息技术进行互操作所需的最基本的标准和原则部门标准指所有的能够以有效和强适应性的方式对研制过程提供支持的局部标准和约定．．1 5 6 ．，参考文献( 略)。