2010-03-09 11:50:17 來(lái)源：
1 引言
信息化條件下的戰(zhàn)爭(zhēng)樣式?jīng)Q定了未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)將是有高科技的武器裝備參與的作戰(zhàn)體系與作戰(zhàn)體系之間的對(duì)抗。這種情形下的作戰(zhàn)效 能評(píng)估需要全面考察武器裝備的系統(tǒng)組成、關(guān)鍵技術(shù)、功能部署、作戰(zhàn)概念、作戰(zhàn)運(yùn)用等諸方面的影響因素，以得出最合理的綜合 評(píng)價(jià)結(jié)果，使得其既能檢驗(yàn)和測(cè)試工業(yè)方設(shè)計(jì)部門所提供產(chǎn)品的是否達(dá)到性能要求，同時(shí)也能對(duì)軍方的采辦部門和最終的裝備使用 人員提供指導(dǎo)和決策依據(jù)。要實(shí)現(xiàn)這種由多層次、多側(cè)面、多維度信息要素主導(dǎo)的作戰(zhàn)效能評(píng)估過(guò)程，必須提供一種規(guī)范機(jī)制，能 夠保持武器裝備對(duì)象在設(shè)計(jì)、仿真、分析與評(píng)估中的連貫性，控制武器裝備技術(shù)組件以及性能、效能要素的描述、管理與配置等， 確保各層次、各側(cè)面、各維度組成部分在使用過(guò)程中的一致性。一體化的架構(gòu)就是在這種情形下應(yīng)運(yùn)而生的一種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
在現(xiàn)行的開(kāi)發(fā)模式下，面向作戰(zhàn)效能評(píng)估的仿真過(guò)程存在兩大弊端。其一，裝備體系中各實(shí)體在不同的仿真應(yīng)用中有不同的模型表 示，并且在功能和行為的表達(dá)上存在不一致，從而導(dǎo)致不同仿真應(yīng)用之間在模型語(yǔ)義層面上的互操作存在問(wèn)題；其二，裝備體系的 實(shí)體能力、作戰(zhàn)概念、方案和流程等信息難以一致地反映到仿真應(yīng)用中，從而導(dǎo)致仿真結(jié)論的可信度不高，作戰(zhàn)效能評(píng)估的有效性 難以保證。究其原因，歸結(jié)點(diǎn)在于對(duì)建模仿真中攻防對(duì)抗雙方的作戰(zhàn)對(duì)象缺乏整體的、全局的、一致的設(shè)計(jì)。引入先進(jìn)的基于架構(gòu) 的思想輔助開(kāi)發(fā)攻防對(duì)抗仿真體系，是應(yīng)對(duì)上述難題的一種解決方案，但是如何引入架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)武器裝備架構(gòu)設(shè)計(jì)與面向效能 評(píng)估的攻防對(duì)抗仿真實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，成為目前需要解決的重要問(wèn)題。
2架構(gòu)驅(qū)動(dòng)仿真應(yīng)用
2.1 DoDAF標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
美國(guó)國(guó)防部于2004年正式頒布了DoDAF(Department of Defense Architecture Framework)1.0的標(biāo)準(zhǔn)，并將其作為指導(dǎo)武器裝備架構(gòu)開(kāi)發(fā)的綱領(lǐng)性規(guī)范在其下屬機(jī)構(gòu)中強(qiáng)制推行。DoDAF標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的廣泛執(zhí)行，為解決上述問(wèn)題提供了良好的技術(shù)支撐，運(yùn)用DoDAF規(guī)范一方面可以有效解決虛擬采辦產(chǎn)品之間的互操作和應(yīng)用集成問(wèn)題，避免煙囪式開(kāi)發(fā)模式形成的各種弊端，另一方面基于DoDAF規(guī)范描述的模型包含了從裝備體系的需求、功能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)到裝備體系作戰(zhàn)運(yùn)用等全領(lǐng)域和全視圖的要素，在．客觀上為武器裝備性能、效能及軍事效用價(jià)值的評(píng)估提供了完備的信息輸入源。
DoDAF定義了三種主要視圖和26類產(chǎn)品。這三種主要視圖指作戰(zhàn)視圖(0V)、系統(tǒng)視圖(SV)以及技術(shù)視圖(TV)。
作戰(zhàn)視圖為對(duì)完成DoD使命的任務(wù)、活動(dòng)、作戰(zhàn)元素及信息交換的功能描述。利用作戰(zhàn)視圖開(kāi)發(fā)架構(gòu)產(chǎn)品的過(guò)程為：首先建立高層作戰(zhàn)概念，作戰(zhàn)概念涵蓋有關(guān)的使命聯(lián)合、指揮構(gòu)想、條令、策略技術(shù)過(guò)程等軍事領(lǐng)域信息；然后確定作戰(zhàn)指揮關(guān)系，指揮結(jié)構(gòu)是作戰(zhàn)指揮關(guān)系的核心內(nèi)容，由它來(lái)決定作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間的功能分配和信息交換；最后描述作戰(zhàn)任務(wù)的活動(dòng)、執(zhí)行規(guī)則和過(guò)程。
系統(tǒng)視圖描述支持DoD作戰(zhàn)功能的子系統(tǒng)和連接關(guān)系，它將作戰(zhàn)視圖的信息關(guān)聯(lián)到系統(tǒng)資源。這些支持作戰(zhàn)活動(dòng)描述的系統(tǒng)資源是在作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行信息交換的載體。系統(tǒng)視圖產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)和支持DoD使命功能的各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)聯(lián)關(guān)系的表達(dá)，它詳細(xì)規(guī)定作戰(zhàn)視圖中描述的功能如何被滿足。
技術(shù)視圖是指導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng)部件及部件元素構(gòu)造、交互、依賴性規(guī)則的一組最小規(guī)則集合，其目標(biāo)是確保系統(tǒng)的一致性，滿足技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)特定的互操作需求。在此視圖內(nèi)，系統(tǒng)的功能提交及其向未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移策略一并進(jìn)行了保證。
DoDAF上述視圖提供了三種定義武器裝備架構(gòu)不同側(cè)面的手段，其重點(diǎn)在于建立三種視圖的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保實(shí)體對(duì)象的表達(dá)并支持對(duì)系統(tǒng)能力的分析。就其本質(zhì)而言，遵循DoDAF規(guī)范開(kāi)發(fā)的模型特點(diǎn)是靜態(tài)性和描述性，不具備動(dòng)態(tài)的可執(zhí)行特征，因而不能作為仿真模型直接應(yīng)用。
2.2架構(gòu)驅(qū)動(dòng)仿真的技術(shù)方案
從驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用于處理信息交換解決方案的不同，可劃分為以數(shù)據(jù)為中心的驅(qū)動(dòng)模式和以模型為中心的驅(qū)動(dòng)模式。以數(shù)據(jù)為中心的驅(qū)動(dòng)模式提供結(jié)構(gòu)化的參數(shù)數(shù)據(jù)信息，以數(shù)據(jù)產(chǎn)生器或數(shù)據(jù)包裝器的形式加入到仿真運(yùn)行中，為其它仿真成員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互支持。這種模式是以往仿真開(kāi)發(fā)中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)刻與運(yùn)行時(shí)刻信息交換問(wèn)題而廣泛采用的一種解決手段，設(shè)計(jì)時(shí)刻的數(shù)據(jù)信息可以存儲(chǔ)在規(guī)范化結(jié)構(gòu)的文本文件中，也可以存儲(chǔ)在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中。以模型為中心的驅(qū)動(dòng)模式提供設(shè)計(jì)時(shí)刻模型的結(jié)構(gòu)、功能、約束、視圖信息，將模型表達(dá)的語(yǔ)義以整體無(wú)損失的形式加入到仿真運(yùn)行中，為其它仿真成員提供實(shí)時(shí)的模型交互支持。
上述兩種驅(qū)動(dòng)模式在解決信息交換問(wèn)題時(shí)各有利弊。以數(shù)據(jù)為中心的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易，其存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換機(jī)制已基本成熟可用，但不足之處是不能完整的利用模型中的所有功能信息，從而造成相關(guān)語(yǔ)義的損失。而現(xiàn)有的以模型為中心的驅(qū)動(dòng)方式雖然可以實(shí)現(xiàn)模型語(yǔ)義的無(wú)損轉(zhuǎn)換，但自動(dòng)化程度不高。
為了解決上述兩種模式存在的問(wèn)題，DoDAF一體化架構(gòu)驅(qū)動(dòng)采用了基于元模型的驅(qū)動(dòng)模式，其技術(shù)參考框架參見(jiàn)圖1。該模式的特點(diǎn)在于采用統(tǒng)一的元模型接口規(guī)范描述一體化信息模型的構(gòu)造信息，在運(yùn)行時(shí)解釋執(zhí)行以元模型建立的應(yīng)用對(duì)象，元模型存儲(chǔ)在外部的模型庫(kù)或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范格式的文件中(如基于XML)，而不是在模型代碼中。當(dāng)DoDAF模型表征的系統(tǒng)能力變化時(shí)，只需改變?cè)Ｐ兔枋?，就可以在仿真?yīng)用運(yùn)行時(shí)反映出這種能力的變化。實(shí)現(xiàn)該技術(shù)框架的關(guān)鍵為元建模和異構(gòu)模型映射與轉(zhuǎn)換技術(shù)，下面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。
3關(guān)鍵技術(shù)
3.1元建模技術(shù)
所謂元建模技術(shù)，是指構(gòu)建元模型的技術(shù)，元模型是對(duì)模型建模描述規(guī)范的抽象表達(dá)，描述規(guī)范是對(duì)真實(shí)世界的系統(tǒng)采用形式化方法表達(dá)的概念體系。對(duì)模型進(jìn)行規(guī)范定義、驗(yàn)證以及提供模型級(jí)交互性的需求產(chǎn)生了元模型。元模型的概念一般建立在四層架構(gòu)基礎(chǔ)上，即模型實(shí)例、模型、元模型、元元模型。對(duì)模型范式進(jìn)行元建模的目的是提供開(kāi)放的、中立的規(guī)范以幫助開(kāi)發(fā)人員解決異構(gòu)模型互操作與轉(zhuǎn)換問(wèn)題。
3.2模型映射與轉(zhuǎn)換技術(shù)
DoDAF一體化架構(gòu)驅(qū)動(dòng)仿真應(yīng)用的核心是從DoDAF模型到仿真模型的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換需要在兩種異構(gòu)模型的描述規(guī)范基礎(chǔ)上進(jìn)行。在本文討論的仿真應(yīng)用中，軍事概念系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人員采用DoDAF的模型規(guī)范表達(dá)其領(lǐng)域的相關(guān)對(duì)象，仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人員基于仿真模型規(guī)范搭建模型的結(jié)構(gòu)和描述系統(tǒng)行為。由于兩者所屬領(lǐng)域的差別，對(duì)于相同武器裝備對(duì)象的描述會(huì)產(chǎn)生語(yǔ)法和語(yǔ)義表達(dá)上的不同，解決這類轉(zhuǎn)換問(wèn)題有效的方法為映射技術(shù)。映射的基礎(chǔ)為元建模過(guò)程中建立的元模型規(guī)范，其作用為在兩個(gè)語(yǔ)義等價(jià)或者具備確定關(guān)聯(lián)的元模型之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。
4結(jié)束語(yǔ)
本文提出了DoDAF一體化架構(gòu)驅(qū)動(dòng)仿真應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，目的是將表征武器裝備體系能力的需求和其在特定仿真應(yīng)用上的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，使代表裝備體系實(shí)際對(duì)象的能力模型通過(guò)抽象、轉(zhuǎn)換、映射、解釋執(zhí)行等方法，導(dǎo)出到仿真應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)基于能力的驗(yàn)證、分析與評(píng)估。
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