Uploaded by Kuwan Luis

Simulation-Enable Method Based on Architecture-1

advertisement
系统仿真学报©
Journal of System Simulation
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
Vol. 27 No. 3
Mar., 2015
一种基于体系结构的仿真使能方法
陈秋瑞,熊新平,卿杜政,张进
(北京仿真中心航天系统仿真重点实验室,北京 100854)
摘要:分析了体系结构仿真使能的需求,基于该需求研究了体系结构完备可执行的条件,扩展了体
系结构描述规范,提出了满足完备性条件的一种可执行体系结构框架,给出了该框架的开发流程,
并基于该框架提出了基于体系结构产品的仿真使能方法,介绍由体系结构产品直接产生仿真平台建
模输入的映射理论和转换方法。该方法为提高仿真模型开发效率、保持系统设计和系统仿真之间的
一致性提供了一种有效途径。以某给水系统作为案例,验证了体系结构建模到映射转换生成仿真模
型的整个流程。
关键词:体系结构;仿真使能;视图;CISE (基于组件的一体化建模仿真环境)
中图分类号:TP391.9
文献标识码:A
文章编号:1004-731X (2015) 03-0461-09
Simulation-Enable Method Based on Architecture
Chen Qiurui, Xiong Xinping, Qing Duzheng, Zhang Jin
(Science and Technology on Special System Simulation Laboratory Beijing Simulation Center, Beijing 100854, China)
Abstract: Requirements of architect simulation-enable were analyzed which conducted the study of the
completeness condition for architect execution and architecture description framework was extended. An
executable architecture framework satisfied the completeness condition and its development process was
proposed, and upon which simulation-enable method based on executable architecture framework was put
forward. The theory of mapping and conversion from architecture products to input of simulation platform
was introduced. The method provided an available approach to raise the simulation model development
efficiency and keep the consistency of the high level design with simulation system. A water distribution
system was taken as an example to validate the theory of architecture modeling and simulation model mapping.
Keywords: architecture; simulation-enable; view; CISE (Component-based Integrated Modeling and
Simulation Environment)
渐 增 强 。 DoDAF( 美 国 国 防 部 体 系 结 构 框 架 ,
引言1
DoDArchitecture Framework)[1] 是美国防部以打破
体系结构框架规范的发展,为体系结构开发、
各部门、层次的限制为目标,实现信息共享、提高
描述、继承提供了越来越通用的方法,体系结构描
高层关键决策能力的一套框架,为国防部体系结构
述在不同机构、各部门之间交流的一致性也随之逐
开发、描述、集成定义了一套通用的方法,确保体
系结构描述能在不同机构之间进行交流和沟通[2]。
修回日期:2014-09-17;
DoDAF 为开发和表示体系结构提供了规则、指导
作者简介:陈秋瑞(1989-),男,安徽人,硕士,研究
和产品描述,保证在理解、比较和集成体系结构时
收稿日期:2014-03-06
方向为体系对抗仿真;熊新平(1965-),男,江西新余
人,研究员,研究方向为体系对抗仿真;卿杜政
有一个公共的标准,在体系仿真建模领域得到广泛
(1970-),男,湖南人,硕士,研究员,研究方向为体
应用[3-5]。
系和武器系统仿真,仿真支撑软件等。
http:∥www.china-simulation.com
• 461•
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
系统仿真学报
Journal of System Simulation
同时随着仿真技术的不断发展,仿真平台和仿
真框架也不断进步和完善。CISE(Component-based
Vol. 27 No. 3
Mar., 2015
真结果,可用以评估体系结构,有针对性的完善架
构设计。
[6]
DoDAF 仿真使能的方法,能够在仿真中更直
是北京仿真中心开发的基于组件的集中/分布/并行
观地反映业务流程、系统功能需求等。这就简化了
一体化建模仿真环境。该平台有效改善了现有仿真
系统仿真的设计,体系结构产品或者稍加规范扩展
互操作和可重用性受限、可扩展性不强、难以支持
的产品能够直接用于仿真,减少了仿真系统与真实
分析评估类仿真所需要的超实时运行等缺点,同时
系统之间差异程度。基于此方法设计的仿真输入,
融合了一部分 HLA 和仿真支撑平台方面的新技
可以完整表述系统的架构,体现系统的需求。
Integrated Modelingand Simulation Environment)
术,包括并行仿真、可扩展的建模与仿真框架
静态的体系结构产品在设计完成之后,很难检
(XMSF)、基于模型驱动的体系结构(MDA)等。CISE
查体系结构元素间的一致性,业务活动模型也很难
作为国内知名仿真平台,已在国内主要的复杂系统
验证其正确性、完整性和合法性[6]。而动态的仿真
仿真中得到成功应用,成为复杂系统设计、验证的
可以更好地验证体系结构元素间的约束,合理的仿
主要平台工具。CISE 在多个科研单位的多个项目中
真执行可以确保数据是合法的,而仿真执行的结果
发挥重要作用,在复杂系统设计验证、效能评估等
既可检查系统设计的正确性与完整程度,也可以用
多类项目中作为核心仿真平台,广泛获得用户认可。
于评估和验证体系结构的设计。另外,体系结构产
基于统一规范的体系结构设计产品,能够直接
品中的业务流程设计关乎系统的目标是否实现,设
或者间接的转换成各种仿真平台(例如 CISE)的输
计是否合理,对于复杂的大型系统,业务流程众多,
入,提高模型可重用性,也加强了系统理解的一致
业务流程之间关系复杂,当流程在仿真中执行起来
性;可以避免系统设计与系统仿真之间的“两张皮”
之后,随着时间的推移,可以查看整个业务过程是
现象,打通设计与仿真之间的链条,实现设计与仿
否合理。
真的一体化;可以提高系统设计的水平和效率,提
高仿真系统开发的水平和效率。
本文研究以 DoDAF 为规范和原则,建立体系
结构描述模型,用这些体系结构产品,辅以其它必
目前关于 DoDAF 的体系结构仿真使能方面的
研究主要集中在 2 个大的方面,(1)建立可执行的体
要的信息,直接驱动现有的仿真系统,然后根据特
定的仿真结果,对系统的体系结构设计进行评估。
[7]
系结构 ,这种方法目前还非常不成熟;(2)利用
DoDAF 建立体系结构描述产品,将这些产品转化
或映射成 CPN 模型等可执行仿真工具模型,并用
CPN-Tools 进行动态仿真[8-10]。这两种方法存在限
制条件较多,适用面窄,仿真工具不普及等问题,
2 DoDAF 扩展
2.1 完备可执行体系结构框架
当 DoDAF 体系结构产品无法完全具备可执行
条件的情况下,适当地扩展 DoDAF 框架,形成统
而且映射或者转换的自动化程度普遍不高。
一且一致的系统描述。为确定需要扩展的内容,本
1 DoDAF 体系结构仿真使能需求
文研究了 DoDAF 产出的体系结构产品所已经具备
的信息,以及目前主流仿真平台如 HLA 系统、
CISE
提出以 DoDAF 为规范和指导开发的体系结构
等的仿真输入所需要具备的必备信息,通过比较分
产品驱动仿真的使能方法。基于 DoDAF 原则与规
析,对其进行抽象和规范,定义出严谨的扩展信息
范,开发一体化、通用的体系架构,以通用的描述
框架及其表示方法,将已有的 DoDAF 体系结构产
语言进行规范化描述,然后将体系结构的描述转化
品与扩展框架结合,便可以充分描述一个可以执行
成仿真系统的输入,驱动仿真系统运行,并得出仿
仿真的系统所需必备条件。
http:∥www.china-simulation.com
• 462 •
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
Vol. 27 No. 3
陈秋瑞, 等: 一种基于体系结构的仿真使能方法
Mar., 2015
本文所讨论的可执行体系结构,指的是能够映
穿于体系结构设计中的约束,以保证产出的视图产
射/转换为充分可执行的一系列仿真模型的体系结
品完全符合可执行化要求。扩展的体系结构视图产
构。体系结构的执行方式是引入想定实验框架后,
品包括:
即明确特定场景的具体数据,对体系结构模型的运
(1) 系统状态模型视图。系统状态模型视图描
行。可执行体系结构规范,则用于规定可执行体系
述了内部有哪些状态、状态的数据类型怎样以及内
结构开发的规则与规范。对于这样的体系结构规
部状态的变化规律。该模型的需要表的系统对象来
范,需要满足完备性条件,遵照其设计的产出的体
源于作战视图等概念层级的描述,而表达的内容与
系结构产品则自然是完备可执行的。所谓可执行体
实现具体相关。这个视图的实现方式可以有多种,
系结构的完备性,指的是体系结构产品提供足够的
例如可以使用 UML 中的类图来实现。
信息,支持体系结构的执行。可执行体系结构完备
(2) 资源流类型视图。资源流的类型分为两种,
性要求体系结构具备一些条件,不满足这些条件,
状态交换和事件触发,该视图以资源流描述视图为
体系结构的可执行化映射和转换无法正常进行,也
基础和依据,针对每个资源流,指明其类型。
就是体系结构无法执行,这些条件具体如下:
(3) 系统状态到资源流的映射。系统状态到资
(1) 范畴明确。指体系结构的仿真目标清晰,
源流的映射主要针对输入和输出资源流,对于输入
抽象层次要求明确。
资源流,该映射需要描述输入资源流对系统元素状
(2) 元素明确。元素明确,要求体系结构在特
态作用的过程,以及作用后,系统元素状态的变化
定范畴下,对系统进行分解的得到的元素的意义明
过程。对于输出资源流,需要描述其来自于哪些状
确,这包含了要求系统元素的输入、输出信息明确。
态,以及状态到资源流的组合方式或者运算方式。
(3) 结构明确。结构明确保证了内部元素的关
(4) 初始化参数视图。初始化参数视图描述从
系的清晰和有序,从而保证了想仿真模型映射和转
状态和资源流中提取需要初始化的参数,如果可
换时的无歧义。
能,应给出取值范围。
(4) 状态明确。状态明确,是后面的运行明确
(5) 实验框架视图。实验框架视图指定需要观
和功能明确两个条件的基础,也是对仿真可执行要
测的状态或者资源流,也可以是针对状态或者资源
求的基础。
流的运算或者组合的结果。这些观测点是仿真结果
(5) 运行明确。确保体系结构的描述中,对系
数据分析的重要依据。
统元素的动态行为的描述足够充分,这是确保体系
结构能够成为可执行体系结构的关键所在。
(6) 功能明确。功能明确条件,确保系统要素
的输入与输出之间的关系的明确,保证数据流动态
根据扩展方案,基于 DoDAF 体系结构规范,
提出一套完备的可执行体系结构视图描述规范
(EAF),如表 1。
2.2 扩展框架开发步骤
变化得以具体描述。
基于 ABM(Activity Based Methodology)[11]的
如果体系结构产品系列满足上述各条件,则我
们可以判定该体系结构是完备可执行的。
我们需要对具体的 DoDAF 体系结构产品进行
扩展,扩展主要分为 2 个部分,(1) 对 DoDAF 视
图产品的直接扩展,补充需要但不存在的视图产
品;(2) 补充对 DoDAF 的可执行化的约束,这是
依照完备性要求,对体系结构产品的补充,也是贯
DoDAF 开发流程,主要思想就以数据为中心,首
先设计全景视图(AV),其次设计作战视图(OV),根
据作战视图设计系统视图(SV),最后设计相关的标
准视图(TV),并能自动生成一些体系结构对象。为
了分析作战和系统行为以及它们之间的关系,
ABM 的设计能够充分的表达出从静态活动/信息
http:∥www.china-simulation.com
• 463 •
系统仿真学报
Journal of System Simulation
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
Vol. 27 No. 3
Mar., 2015
流的体系结构建模转变到动态执行过程的建模。在
述规范规定了模型的输入端口、输出端口、初始化
作战视图中,OV-2 主要由资源交换以及需求线
端口和功能端口的描述方法,信息流描述规范规定
(Needline)用图形化的方式表示。体系结构模型内
了各模型组件之间的交互关系描述方法,实验框架
部的资源交换信息收集完整后,OV-3 作为文档报
描述了使模型运行并产生输出的实验条件。
告可以自动生成。在系统视图中,SV-1 可以由数
总结 ABM 方法和 CISE 开发流程,总体上,
据交换和系统接口图形化表示,系统数据交换收集
可执行体系结构视图产品的开发流程主要分 3 步
[8]
完整之后,SV-6 作为文档报告可以自动生成 。
进行。(1) 开发作战视图,(2) 开发系统视图,(3) 开
图 1 是简化后的典型的 CISE 仿真建模开发过
程和 CISE 的相关描述规范体系。其中模型组件描
表1
发想定视图。我们对 ABM 方法进行适应性的改进,
得出适合可执行体系结构开发的具体步骤。
可执行体系结构产品
视图
产品名称
想定
想定初始化模型
ScnV-1
具体描述各模型需要初始化的状态和资源流
视图
实验框架模型
ScnV-2
描述系统重要观测点定义以及仿真全局属性定义
作战
作战资源流描述
OV-2
对作战活动之间交换的资源流的描述
视图
作战信息交换矩阵
OV-3
矩阵形式描述作战节点间的信息和信息交换的有关属性
作战活动模型
OV-5
作战活动的输入、输出以及作战活动之间的关系
作战规则模型
OV-6
包括从规则、状态转换、时序关系三方面详细描述作战活动
系统接口描述
SV-1
对系统功能以及系统之间数据交换的逻辑划分,明确了节点内以及
系统
简写
视图
概要描述
节点间的系统、系统部件和它们之间的相互连接关系,以及进行的
系统数据交换
系统通信描述
SV-2
系统功能分解
SV-4
是对 SV-1 中描述的系统接口的具体实现,即实现系统接口的网络系
统、物理连接、技术标准的描述
系统完成的功能及其层次关系的描述,下层的子功能对上层的父功
能具有支持作用。同时,该产品还清楚描述出各系统功能执行时所
需的参数及约束条件和输出结果
作战活动对系统活动映射
SV-5
矩阵
描述作战活动与系统功能之间的对应关系,它们之间的关系可能是
多对多的关系,因此还需要更详细的对应,明确各系统功能是如何
具体支持作战活动的
系统数据交换矩阵
SV-6
详细描述在系统间进行交换的系统数据元素以及这些交换的属性
系统规则模型
SV-10
从系统规则、状态转换、时序关系三个方面详细描述系统功能
系统状态模型视图
SVx-1
描述系统的内部状态以及状态的变化
系统状态到资源流的映射
SVx-2
描述系统状态到资源流的映射、组合关系
服务
服务接口描述
SvcV-1
对服务、服务项及相互关系的确定
视图
服务资源流描述
SvcV-2
对服务之间交换的资源流的描述
系统-服务矩阵
SvcV-3
在特定的体系结构描述中,系统和服务之间的关系
服务功能描述
SvcV-4
服务所执行的功能和服务功能(活动)中的服务数据流
作战活动到服务的可追溯
SvcV-5
作战活动到服务的映射
性矩阵
服务规则模型
Svc-10
从服务规则、状态转换、时序关系三个方面详细描述服务功能
数据
概念数据模型
DIV-1
所需的高层数据概念及其相互关系
和信
逻辑数据模型
DIV-2
数据需求和有组织的业务流程(活动)规则的文档
息视
物理数据模型
DIV-3
逻辑数据模型实体的物理执行格式,例如,消息格式、文档结构、
图
物理图式
资源流类型视图
DIVx-1
描述资源流的类型属性
http:∥www.china-simulation.com
• 464 •
第 27 卷第 3 期
Vol. 27 No. 3
陈秋瑞, 等: 一种基于体系结构的仿真使能方法
2015 年 3 月
定义公共数据
结构(CXL)
Mar., 2015
模型组件
描述规范
定义模型组件
(MXL)
信息流描述规范
生成模型组件
代码框架
(DLL)
完善模型组件
(EXL)
系统描述
规范
CISE描述规
范体系
连接信息流
(IXL)
实验框架描述规范
数据类型描述规范
辅助描述
规范
定义实验框架
(EXL)
端口/HLA OMT映射
描述规范
端口/SPPEDES对象映射
描述规范
扩展描述规范
图1
CISE 建模简化步骤
基于此方法的 DoDAF 开发流程如下:
法和步骤。用于描述 DoDAF 体系结构组成元素、
步骤一: 开发作战活动模型 OV-5;
相互之间关系以及逻辑结构的视图产品都是不可
步骤二: 开发作战节点连接 OV-2;
执行的,因此需要建立这些视图产品到仿真模型的
步骤三: 自动生成信息交换矩阵 OV-3;
映射。活动图和顺序图是建立可执行模型的主要基
步骤四: 开发作战规则模型 OV-6;
础和依据,同时还需要将规则模型应用到可映射转
步骤五: 开发系统功能分解 SV-4;
换模型的建立过程中。从视图产品到仿真模型的映
步骤六: 开发系统节点连接图 SV-1;
射主要包括以下几个步骤:
步骤七: 开发系统通信连接图 SV-2;
步骤 1 根据体系结构组成描述确定构建仿真
步骤八: 开发作战视图与系统视图对应关系
模型的实体和元素;
OV-5 视图中的作战活动与 SV-4 中的系统功能
SV-5;
步骤九: 自动生成系统信息交换矩阵 SV-6;
存在映射关系,由 SV-5a 的映射矩阵给出,在 SV-4
步骤十: 开发系统规则模型 SV-10;
中描述的系统功能是仿真模型内部的功能单元。
步骤十一: 开发系统状态模型视图 SVx-1;
OV-2 中的作战节点与 SV-1 系统存在相关映射关系,
步骤十二: 开发系统状态到资源流的映射
系统通过系统实体支持系统功能,以支持作战节点
和发生在作战节点上的作战活动。SV-1 中的系统
SVx-2;
步骤十三: 开发逻辑数据模型 DIV-2;
反映了仿真系统中真实的模型,每个模型存在不同
步骤十四: 开发物理数据模型 DIV-3;
的功能组件单元,来完成多个系统功能,这些系统
步骤十五: 开发资源流类型视图 DIVx-1;
功能便在 SV-4 中定义。于是,从 OV-5、SV-5、SV-4、
步骤十六: 开发想定初始化模型 ScnV-1;
OV-2、SV-1 等几个视图以及各自的相关关系,可
步骤十七: 开发想定实验框架模型 ScnV-2。
以得到仿真模型的基本实体和基本元素,包括仿真
模型组件实体、模型功能模块、模型功能元素、模
3 映射方法和步骤
型功能接口等。同时利用在扩展的 SVx-1 系统状
态模型视图对系统状态方面的描述,可以映射得出
本文在已经扩展的可执行体系结构产品的基
础上,分析了体系结构产品的静态元素和动态元素,
以及它们与仿真模型之间的关系,提出了用映射转
换的方法构建从可执行体系结构到仿真模型的方
模型组件内部的状态,类方法和函数模块等。对于
功能接口,也就是模型组件的输入输出信息流的类
型,在 DIVx-1 中体现。
根据所需要的信息以及相关视图的文档格式,
http:∥www.china-simulation.com
• 465 •
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
系统仿真学报
Journal of System Simulation
Vol. 27 No. 3
Mar., 2015
可以提出从视图产品中确定仿真模型元素的方案。
时主要分为 2 类进行处理,(1) 系统节点,即文档
以 IBM System Architecture 软件绘制 DoDAF 产品
中
并导出 XML 文档为例,首先,打开相关的视图产
Timeline"的 SASymbol 节点,对于仿真来说就是具
品的 XML 文档,根据该文档的格式,遍历 XML
体的仿真模型,它与前面分析的仿真模型实体相关
节点,对于特定的视图,访问特定的 SADiagram
联。(2) 事件消息,也是系统数据交换,即文档中
节点,在接下来的每一次遍历过程中,读取
SAObjMinorTypeName="System Event"的节点,对
SASymbol 节点,并对该节点下 SAProperty 进行读
于仿真模型来说,这就是仿真模型之间的数据交换,
取和分析,根据每个 SASymbol 不同的属性,分成
前面也已经通过 SV-1 和 SV-4 分析得到,这里存储
System Entity, System Functions, System Interface 等,
这些系统事件的具体位置,从而得到其执行的顺序
分别对应了仿真模型中的仿真模型实体、模型功能
关系,用于模型代码映射。这些事件顺序直接体现
元素、模型接口等元素,之后分别存储这些元素也
在代码中就是模型信息交互的接收和发送的顺序
就得到了所需要的仿真模型元素。
逻辑关系。接下来只需要根据前面分解的模型的系
步骤 2 根据作战活动图和系统节点图构建仿
真模型的基本框架;
SAObjMinorTypeName="Sys
Node
Event
统函数和这里的顺序关系,对函数进行具体实现,
就可得到各个模型的具体执行代码。
OV-5 除了定义了作战活动之外,还定义了活
动之间的信息交换,同时 SV-4 也定义了系统功能
步骤 4 根据数据模型生成公共数据结构;
DoDAF 2.0 中的数据和信息视角(DIV)具体分
之间的信息交换,将上面确定的仿真元素与这里能
3 个视图,分别是 DIV-1:概念数据模型,DIV-2:
够确定的信息交换进行融合便可以确定仿真模型
逻辑数据模型,DIV-3:物理数据模型,它们分别
的基本框架,也就是仿真所需要的信息流信息。重
从不同的层次上描述了体系结构中所用到的具体
点在于 OV-5 作战活动模型中的 ICOM 箭头、SV-4
数据模型。这些数据将构成 CISE 的公共数据结构
中的系统数据流、OV-2 中的需求线以及 SV-1 中的
的来源,作为仿真模型组件的交互基础,可由工具
系统数据交换。由于作战视图是高层作战领域的抽
直接转换得出公共数据结构文件。
象模型,系统视图是作战视图的具体实现,因此通
过系统视图可以确定所需仿真模型的基本交互关
步骤 5 设定仿真模型中各模块的参数和观测
输出。
系,也就是 SV-4 和 SV-1 提供了足够的仿真模型的
针对仿真模型的初始化问题,本文单独提出了
基本框架和交互信息。至于对外部的交互信息与对
ScnV-1 视图,专门用于设置各仿真模型的初始化
内部的状态之间的关系,由 SVx-2 视图决定,用此
参数,例如雷达模型的初始位置以及性能参数等。
将两两者对应上,这在生成的代码中可以直接体现。
在模型的代码自动生成时,自动生成模型的初始化
步骤 3 根据顺序图完善仿真执行过程中的信
息传递顺序;
代码,对系统生成适应不同数据库系统的初始化参
数和性能参数表,模型的初始化代码自动读取数据
体系结构产品转换而成的模型框架以及信息
库,加载初始化参数和性能参数,接着再根据
流信息虽然包括接口以及交互信息,但是这些信息
ScnV-2 中定义的模型的调用间隔,按照调用规律,
是静态的,需要进一步的时序信息和模型完善。
对前面步骤生成的模型逻辑进行执行。模型生成的
OV-6c 和 SV-10c 分别在作战领域和具体系统实现
另一部分,是对仿真执行的观测,在 ScnV-2 中定
不同的视角对模型间信息交换的时序进行了分析
义具体观测的端口和模型中间状态,这部分也直接
和描述。
通过代码生成,编译产生模型在仿真执行过程中自
在具体分析 XML 文档时,在分析 SASymbol
动数据到专用的观测数据库中。
http:∥www.china-simulation.com
• 466 •
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
Vol. 27 No. 3
陈秋瑞, 等: 一种基于体系结构的仿真使能方法
4 建模和转换实例
Mar., 2015
组件的生成产生直接的影响,如图 3 的 OV-2 作战
在 某 军 用 水 资 源 分 发 系 统 (Military Water
Distribution System)中,某远程陆军单位(Remote
Army Unit)装有储水系统(Storage and Fixed Water
Handling System),并能实时监控水资源剩余量,
当发现水资源不足时,可通过卫星等通信手段,通
知后勤指挥中心(Central Logistics Command)。后勤
指挥中心经过分析后,将再补给通知通过卫星等通
信手段发送给基地(Army Base),基地随后调配水
资源流描述如所示。系统视角是对作战视角的进一
步细化,如图 4 是该系统的系统接口描述。在系统
视角的描述过程中,对作战视图的执行者进行了进
一步完善描述,对在作战活动模型中的 3 个执行者
进行了进一步分解,分解为包括远程水资源监控系
统(RWMS)、通信系统(Comms)、远程指挥站底层
结构系统(RCPInfrastructure)、补给底层结构系统
(SupplyInfrastructure) 、 后 勤 指 挥 站 (Logistics
Command)、帧中继访问设备系统(FRADS)等几个
资源并运输到缺水部队。
对实例想定的作战层面分析,得到的执行者
(Performers)主要有后勤指挥中心(CentralLogistics
Command)、远程指控站(RemotedCommandPost)和
补给与运输(SupplyAndTransportantion),它们是一
系列作战活动(Operational Activities)的主要执行
者。OV-5 作战活动模型如图 2 所示。OV-5 作战活
动模型展现了以上 3 个执行者的角色之间的交互
情况。从中提取出各个执行者的接口,直接对模型
图2
系统。
根据体系结构模型数据和映射关系,我们可以
得到以下 CISE 的仿真输入,模型信息流和对应的
信息流文件如图 5。信息流中建立了 3 个模型组件,
包括 CentralLogisticsCommand(后勤指挥中心)、
RemotedCommandPost( 远 程 指 挥 站 ) 和 Supply
AndTransportantion(补给和运输系统),它们之间通
过信息流进行交互。
OV-5作战活动模型
http:∥www.china-simulation.com
• 467 •
系统仿真学报
Journal of System Simulation
第 27 卷第 3 期
2015 年 3 月
图3
图4
Vol. 27 No. 3
Mar., 2015
OV-2作战资源流描述
SV-1系统接口描述
以此上述简化作为参考,总计转换产生 3 个仿
真模型组件,需定义 6 个端口,9 个复杂类型数据
结构,如以传统方法开发,包括框架生成、模型主
要逻辑框架等的工作约需要一位专业仿真系统开
发工程师一星期左右的工作量,而引入仿真使能后
只需要几十分钟的工作量。可见,引入仿真使能方
图5
法之后,省略了一些不必要的步骤,过程自动化,
CISE 仿真平台信息流
http:∥www.china-simulation.com
• 468 •
第 27 卷第 3 期
Vol. 27 No. 3
陈秋瑞, 等: 一种基于体系结构的仿真使能方法
2015 年 3 月
Mar., 2015
减少了时间成本,同时也可以减少概念损失和降低
可 执 行 建 模 仿 真 方 法 [J]. 系 统 仿 真 学 报 , 2010,
模型理解不一致的风险,开发效率有了大幅提升。
22(11): 2479-2484.
[5]
5 结论
凌绪强, 黄晓冬, 李伯虎. 一种协同建模与仿真平台
及其关键技术研究 [J]. 系统仿真学报, 2013, 25(6):
1264-1269.
[6]
本文扩展现有的 DoDAF 体系结构框架,提出
卿杜政, 李伯虎, 孙磊, 等. 基于组件的一体化建模
仿真环境(CISE)研究 [J]. 系统仿真学报, 2008, 20(4):
了新的体系结构框架,研究了能够实现仿真使能的
900-904.
映射和转换方法。该方法起到了将设计与实现的一
[7]
致性进一步增强的作用,但是在具体而复杂的仿真
熊健, 陈英武, 王栋. 武器装备体系结构可执行模型
[J]. 系统工程与电子技术, 2010 (5): 966-970.
[8]
系统开发过程中,仍然需要开发模型详细的执行代
杨兆民, 彭伟, 彭思勇, 等. 基于 CPN 的情报组网系
统作战过程建模仿真研究 [J]. 空军雷达学院学报,
码。后续可在代码生成方面进行进一步的深入研究。
2010 (2): 106-110.
崔潇潇. 基于 DoDAF 的集成体系结构设计及评价
参考文献:
[9]
[1]
DoD Architecture Framework Working Group. DoD
[10] Levis Alexander, Liles Stewart, Wagenhals Lee W.
Architecture Framework Version 2.0 [R]. The United
Toward executable architectures to support evaluation
States: Department of Defense, 2009.
[C]// Collaborative Technologies and Systems, 2009.
[2]
[D]. 武汉: 华中科技大学, 2009.
姜军. 可执行体系结构及 DoDAF 的可执行化方法研
究 [D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2010.
[3]
[4]
Baltimore, Maryland, USA: IEEE, 2009: 502-511.
[11] 王科锐, 陈昌祥, 冷冰. DoDAF 体系结构框架及 ABM
樊志强, 张莉, 李琳. 一种面向构件的 C4ISR 技术体
建模方法 [C]// 中国电子学会电子系统工程分会第
系结构建模 方法 [J]. 系统仿真学报, 2011, 23(7):
十五届信息化理论学术研讨会论文集, 2008. 北京:
1297-1304,1309.
国防工业出版社, 2008.
于晓浩, 罗雪山, 陈洪辉. 面向服务军事信息系统的
《系统仿真学报》荣获“2014 中国最具国际影响力学术期刊”证书
由中国学术期刊(光盘版)电子杂志社与清华大学图书馆联合成立的中国学术文献国际评价研究中
心,以美国汤森路透 Web of Science 收录的 1.2 万余种期刊为引文统计源,首次研制发布了 2012《中国
学术期刊国际引证年报》
(CAJ-IJCR 年报)
。第一次给出了我国 5600 余种中外文学术期刊总被引频次、
影响因子、半衰期等各项国际引证指标,并采用了新的国际影响力综合评价指标 CI 对期刊排序,发布了
“中国最具国际影响力学术期刊”(排序 TOP5%)和“中国国际影响力优秀学术期刊”(排序 TOP5-10%),
在国内外学术界产生了较大反响。之后,2013 年版年报,将引文统计源期刊扩展到 1.44 万多种。目前,
2014 版国际、国内年报与 TOP5%和 TOP5-10%期刊的遴选业已完成,
《系统仿真学报》被列入“2014 中国最
具国际影响力学术期刊”行列。
我学报连续 2 年被列入 TOP5%国内一流的中国最具国际影响力学术期刊,走向世界,
进入国际一流,
指日可待!
http:∥www.china-simulation.com
• 469 •
Download