專利名稱：綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺及實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機仿真和軟件工程技術領域，尤其涉及一種綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺及實現(xiàn)方法。
背景技術：
綜合電子信息系統(tǒng)(Integrated electronic information system)又稱為指揮自動化系統(tǒng)或軍事信息系統(tǒng)，可把戰(zhàn)場上的諸多作戰(zhàn)單元、軍事力量中的各個要素充分集成在一起，達到統(tǒng)一協(xié)調(diào)行動的目的，無論在作戰(zhàn)仿真，還是軍事演習和實戰(zhàn)狀態(tài)下，都發(fā)揮出最佳的整體效能，是軍隊的“神經(jīng)和大腦”。各國在發(fā)展信息化武器裝備體系和建設信息化軍隊的過程中都堅持把發(fā)展綜合電子信息系統(tǒng)作為重中之重。綜合電子信息系統(tǒng)是多種電子信息系統(tǒng)的統(tǒng)一集成，是一個復雜的人機系統(tǒng)，具備如指揮控制、通信、情報收集、戰(zhàn)況監(jiān)視、導航定位、支持電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)等多種功能。它是多任務、多使命的，因此該系統(tǒng)的測試與評估工作是一個十分復雜而重要的問題，在國內(nèi)外的研究中越來越受到重視。綜合電子信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能是指其在規(guī)定或特定作戰(zhàn)環(huán)境下，通過指揮、控制、 通信、情報保障和敵情監(jiān)視等因素的高度綜合和自動化，對戰(zhàn)爭進程和結(jié)局產(chǎn)生有力作用的程度。當前，在進行綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估時，大多采用基于仿真的方法。因此， 在非戰(zhàn)時或演習狀態(tài)下，對綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的評估就轉(zhuǎn)化為對其仿真系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的評估。由于不同的綜合電子信息系統(tǒng)側(cè)重有所不同，同時同樣的綜合電子信息系統(tǒng)也可能運行于不同的戰(zhàn)場環(huán)境，導致對其評估的參數(shù)在不同評估任務變化較大。因此，以往大多數(shù)存在的評估平臺都是針對特定問題或是特定效能指標開發(fā)的，如果在其他評估任務中使用來評估不同的指標，則需要大量了人力、物力對原有評估平臺進行改造，成本很高。盡管由于需求的驅(qū)動，也出現(xiàn)了一些通用的綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估平臺，但是這些平臺往往是體系龐大、結(jié)構(gòu)復雜，并需要眾多軟硬件系統(tǒng)支持的，當作戰(zhàn)環(huán)境、評估地點、評估目標系統(tǒng)出現(xiàn)改變時，它們往往缺乏靈活性，需要眾多專業(yè)技術人員參與系統(tǒng)的建立、部署和設置；此外在應用階段還需要對操作和維護人員進行培訓，具有很高的遷移成本。因此， 開發(fā)一個輕量級，同時具備強大功能的、通用的綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估平臺是具有極大現(xiàn)實意義的。這樣一個通用平臺應該具備靈活性、可擴展性、可重用性與可視化等特點ο

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺及實現(xiàn)方法，解決了綜合電子信息系統(tǒng)(簡稱綜電系統(tǒng))本身和應用約束多樣性導致的作戰(zhàn)效能評估工具通用性不足的問題。為達到上述目的，本發(fā)明所述一種綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺，包括評估中心模塊和數(shù)據(jù)中心模塊，其中；評估中心模塊，對數(shù)據(jù)中心模塊的待測評估數(shù)據(jù)進行評估，并將評估結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)中心模塊；數(shù)據(jù)中心模塊，對評估過程進行數(shù)據(jù)圖像顯示及最終結(jié)果顯示。優(yōu)選地，所述評估中心模塊包括評估模型子模塊和評估報告子模塊，其中；評估模型子模塊，包括數(shù)據(jù)單元、算法單元、圖像顯示單元及結(jié)果數(shù)據(jù)單元，其中；數(shù)據(jù)單元，采集并過濾數(shù)據(jù)中心模塊內(nèi)的待測評估數(shù)據(jù)；算法單元，儲存評估算法，并對數(shù)據(jù)進行評估計算；圖像顯示單元，進行圖表設置及顯示；結(jié)果數(shù)據(jù)單元，存儲中間及最終結(jié)果數(shù)據(jù)并顯示；及評估報告子模塊，所述評估報告子模塊帶有評估報告編輯器，所述評估報告編輯器對評估結(jié)果數(shù)據(jù)進行整理，并發(fā)送到評估報告單元。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)中心模塊包括待測評估數(shù)據(jù)單元、數(shù)據(jù)圖像單元、評估結(jié)果儲存單元及評估報告單元，其中；待測評估數(shù)據(jù)單元，儲存待測評估數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖像單元，接收評估模型子模塊發(fā)出的評估過程中的圖像數(shù)據(jù)并存儲；評估結(jié)果儲存單元，接收評估模型子模塊發(fā)出的評估結(jié)果數(shù)據(jù)并儲存；評估報告單元，接收所述評估編輯器發(fā)出的評估結(jié)果并存儲。優(yōu)選地，所述算法單元由算法插件單元支持實現(xiàn)。為達到上述目的，本發(fā)明所述一種實現(xiàn)方法，包括以下步驟1)將滿足于評估需求的評估算法置于評估框架中；2)通過評估框架提供的機制為評估任務建模；3)將以往的評估模型用于新評估模型中；4)將評估框架內(nèi)的評估結(jié)果顯示。優(yōu)選地，對評估任務建模提出流程相關模型和流程獨立模型兩層建模思路，其中建模過程為第一步是遵循整個評估處理邏輯流程的流程相關模型，而無需考慮每一步處理的具體實現(xiàn)技術；第二步是在流程獨立模型中則完全不體現(xiàn)任何處理流程信息，專注于處理措施的實現(xiàn)問題。優(yōu)選地，在整個評估運行過程中由評估流程引擎支撐實現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明針對綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估工具缺乏通用性的問題，通過將評估任務描述與評估任務執(zhí)行分離，實現(xiàn)了綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺。本發(fā)明能夠滿足綜電系統(tǒng)對作戰(zhàn)效能評估平臺靈活性、可擴展性、可重用性和高可視化程度等需求，能靈活處理多種不同的仿真任務，采用xml文件保存評估任務模型，具有通用性和可編輯性。在計算機仿真和軟件工程領域，該方法能發(fā)揮很大作用，提高了綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)評估平臺的適用范圍并降低了遷移成本，并取得很好的經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明實施例所述綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺的功能示意圖；圖2是本發(fā)明實施例所述綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺的體系結(jié)構(gòu)圖；圖3是流程相關模型的實例圖；圖4是FSM與FIM之間的映射圖；圖5是評估流程引擎算法中數(shù)據(jù)流動示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明實施例所述一種綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺，包括評估中心模塊和數(shù)據(jù)中心模塊，其中；評估中心模塊，對數(shù)據(jù)中心模塊的待測評估數(shù)據(jù)進行評估，并將評估結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)中心模塊；數(shù)據(jù)中心模塊，對評估過程進行數(shù)據(jù)圖像顯示及最終結(jié)果顯示。首先，所述評估中心模塊包括評估模型子模塊和評估報告子模塊，其中；評估模型子模塊，包括數(shù)據(jù)單元、算法單元、圖像顯示單元及結(jié)果數(shù)據(jù)單元，其中；數(shù)據(jù)單元，采集并過濾數(shù)據(jù)中心模塊內(nèi)的待測評估數(shù)據(jù)；算法單元，由算法插件單元支持實現(xiàn)，儲存評估算法，并對數(shù)據(jù)進行評估計算；圖像顯示單元，進行圖表設置及顯示；結(jié)果數(shù)據(jù)單元，存儲中間及最終結(jié)果數(shù)據(jù)并顯示；及評估報告子模塊，所述評估報告子模塊帶有評估報告編輯器，所述評估報告編輯器對評估結(jié)果數(shù)據(jù)進行整理，并發(fā)送到評估報告單元。再者，所述數(shù)據(jù)中心模塊包括待測評估數(shù)據(jù)單元、數(shù)據(jù)圖像單元、評估結(jié)果儲存單元及評估報告單元，其中；待測評估數(shù)據(jù)單元，儲存待測評估數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖像單元，接收評估模型子模塊發(fā)出的評估過程中的圖像數(shù)據(jù)并存儲；評估結(jié)果儲存單元，接收評估模型子模塊發(fā)出的評估結(jié)果數(shù)據(jù)并儲存；評估報告單元，接收所述評估編輯器發(fā)出的評估結(jié)果并存儲。用戶首先使用評估中心模塊的可視化建模工具建立評估流程模型，選取若干可重用的算法單元，并根據(jù)I/O邏輯關系連接起來形成一個完整的評估流程。評估模型子模塊分為四類數(shù)據(jù)單元，算法單元，圖像顯示單元和結(jié)果數(shù)據(jù)單元。數(shù)據(jù)單元表示數(shù)據(jù)庫中的待評估數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)進行組織；算法單元代表具體的評估算法，由DLL插件方式實現(xiàn)；圖像顯示單元提供各種常用的2D/3D圖表顯示；結(jié)果數(shù)據(jù)單元代表評估結(jié)果數(shù)據(jù)庫存儲標識。評估流程模型建立并執(zhí)行后，得到評估過程數(shù)據(jù)、圖像和評估結(jié)果數(shù)據(jù)，保存在數(shù)據(jù)中心模塊中，并利用評估報告編輯器生成評估報告，并保存。如圖2所示為綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺的體系結(jié)構(gòu)圖，在圖中可以看到，它包括四層，即用戶層、應用層、管理層和資源層。資源層提供可擴展的評估數(shù)據(jù)庫、評估模型庫、評估算法庫和評估插件庫。管理層包括評估數(shù)據(jù)管理(EDM，evaluation data management)、評估結(jié)果管理(ERM，evaluation result management)、評估算法管理(EAM, evaluation algorithm management)、評估模型管理(EMM, evaluation model management)、評估插件管理(EPM，valuation plug-in management)和評估流程引擎(EPE， evaluation process engine)。應用層提供了用戶需要的多種應用服務，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解析、打開評估模型、編輯評估模型、建立評估模型、建立評估算法單元和數(shù)據(jù)可視化工具等。系統(tǒng)可以提供給多種不同的用戶進行不同層次的使用。用戶層中包括新用戶、經(jīng)驗用戶和專家用戶。為達到上述目的，本發(fā)明所述一種實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)將滿足于評估需求的評估算法置于評估框架中；2)通過評估框架提供的機制為評估任務建模；3)將以往的評估模型用于新評估模型中；4)將評估框架內(nèi)的評估結(jié)果顯示。對評估任務建模提出流程相關模型(FSM)和流程獨立模型(FIM)兩層建模思路， 其中建模過程為第一步是遵循整個評估處理邏輯流程的流程相關模型，而無需考慮每一部處理的具體實現(xiàn)技術；第二步是在流程獨立模型中則完全不體現(xiàn)任何處理流程信息，專注于處理措施的實現(xiàn)問題。比如，當需要為一個評估任務建模時，第一步是遵循整個評估處理邏輯流程的 FSM，而無需考慮每一部的處理的具體實現(xiàn)技術(當然，在建立FSM時可以部分甚至整體重用FSM庫中以往的FSM)。另一方面，在FIM中則完全不體現(xiàn)任何處理流程信息，專注于處理措施的實現(xiàn)問題。它可以提供FSM中涉及的各種操作的具體處理措施，并在進行評估的過程時在后臺運行。在FSM，F(xiàn)IM機制中，我們將評估處理邏輯流程與評估處理實現(xiàn)分離開，從而達到了評估平臺靈活性、可重用性和可擴展性等設計目標。在整個評估運行過程中由評估流程引擎支撐實現(xiàn)。評估流程引擎是評估任務的核心，它通過解析FSM的評估流程信息，加載評估單元對應的FIM，并最終組織數(shù)據(jù)流動的順序和行為，實現(xiàn)評估運算任務，得到作戰(zhàn)效能評估參數(shù)。在仿真運行時，提出FIM層、FSM層和數(shù)據(jù)層的三層數(shù)據(jù)流動模型。評估單元信息， 以及評估單元之間的關系僅在FSM層中表達，而FIM層與數(shù)據(jù)層不包括任何流程信息，即不包括FIM之間、數(shù)據(jù)容器之間的關系；FSM層中評估單元之間的連接關系，評估單元之間的數(shù)據(jù)映射機制和FIM，對應評估單元的映射機制以及EPE的統(tǒng)一調(diào)度，這些因素的綜合作用，最終使得真實數(shù)據(jù)能夠在這樣的三層框架中流動，并最終得到作戰(zhàn)效能評估指標值。采用可視化的建模環(huán)境，方便評估任務的描述；采用xml文件保存評估任務模型， 具有通用性和可編輯性；具有對評估數(shù)據(jù)的靈活過濾功能，確保評估對象的準確性；對于評估算法具有方便的擴展接口，提高平臺的通用性；并根據(jù)評估結(jié)果與評估報告模板，自動生成Word版本評估報告文檔。下面具體介紹綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估平臺的使用流程圖3給出了一個評估任務的流程相關模型實例。通過評估單元的連接描述了一個評估任務的處理流程。當評估需求發(fā)生變化時，用戶可以方便的新建或修改原有的FSM， 并很快形成一個新的評估流程模型。FSM由評估數(shù)據(jù)單元(EDU，evaluation data unit), 評估算法單元(EAU，evaluation algorithm unit),評估圖形單元(EPU，evaluation plot unit),評估結(jié)果單元(ERU, evaluation result unit)禾口評估連接單元(ELU, evaluation linkage unit)連接而成。其中ELU負責連接所有上述評估單元(包括E而s，EAUs, EPUs 和ERUs)，并最終形成整個評估任務的流程模型FSM。顯然，只有如下的連接順序是可行的 EDU — EAU，EDU — ERU, EDU — EPU, EAU — EAU，EAU — ERU,以及 EAU — EPU。FSM表達了評估任務的流程信息，并處理和屏蔽了評估任務的多變性，而FIM專注于評估操作的具體實現(xiàn)，并在FSM的后臺發(fā)揮作用。具體來說，F(xiàn)SM包括了各種評估單元以及它們之間的連接關系，其中的每一個EAU，ERU, EPU都應該對應著相應的具體實現(xiàn)，即各自的FIM。因此，一個FSM可能對應多個FIM。共有三種FIM，S 卩 FEAU (FIM of evaluation algorithm unit)、FERU (FIM of evaluation result unit)禾口 FEPU (FIM of evaluation plot unit)。FIM 的外部接口描述與FSM中對應的評估單元接口描述相匹配，其內(nèi)部實現(xiàn)被封裝為組件。具體來講，F(xiàn)EAU包括外部接口描述和對應完成相應運算的評估算法實現(xiàn)；FEPU可以使用其外部接口說明對應的數(shù)據(jù)繪制多種圖形，包括二維曲線、三維圖像等；EPRU除外部接口外，提供自適應顯示對應評估數(shù)據(jù)的功能。圖4展示了 FSM和FIM之間的對應關系。FIM庫包括FEAU庫、FEPU庫和FERU庫。 圖中，F(xiàn)SM由多種評估單元按照評估任務的處理邏輯流程建立，其中的每一個評估單元(除 EDU外)都與FIM庫中的一個FIM存在映射關系，并由與之對應的FIM提供具體實現(xiàn)的支撐。當運行評估時，評估流程引擎(Evaluation process engine, EPE)首先解析FIM、 FSM中的信息，并實際地調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的流動和運算，完成評估任務。如圖 5展示了在EPE的組織下，整個評估流程中數(shù)據(jù)流動和處理的過程。以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。
權利要求
1.一種綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺，其特征在于，包括評估中心模塊和數(shù)據(jù)中心模塊，其中；評估中心模塊，對數(shù)據(jù)中心模塊的待測評估數(shù)據(jù)進行評估，并將評估結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)中心模塊；數(shù)據(jù)中心模塊，對評估過程進行數(shù)據(jù)圖像顯示及最終結(jié)果顯示。
2.根據(jù)權利要求1所述的綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺，其特征在于，所述評估中心模塊包括評估模型子模塊和評估報告子模塊，其中；評估模型子模塊，包括數(shù)據(jù)單元、算法單元、圖像顯示單元及結(jié)果數(shù)據(jù)單元，其中；數(shù)據(jù)單元，采集并過濾數(shù)據(jù)中心模塊內(nèi)的待測評估數(shù)據(jù)；算法單元，儲存評估算法，并對數(shù)據(jù)進行評估計算；圖像顯示單元，進行圖表設置并顯示；結(jié)果數(shù)據(jù)單元，存儲中間及最終結(jié)果數(shù)據(jù)并顯示；及評估報告子模塊，所述評估報告子模塊帶有評估報告編輯器，所述評估報告編輯器對評估結(jié)果數(shù)據(jù)進行整理，并發(fā)送到評估報告單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺，其特征在于，所述數(shù)據(jù)中心模塊包括待測評估數(shù)據(jù)單元、數(shù)據(jù)圖像單元、評估結(jié)果儲存單元及評估報告單元，其中；待測評估數(shù)據(jù)單元，儲存待測評估數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)圖像單元，接收評估模型子模塊發(fā)出的評估過程中的圖像數(shù)據(jù)并存儲；評估結(jié)果儲存單元，接收評估模型子模塊發(fā)出的評估結(jié)果數(shù)據(jù)并儲存；評估報告單元，接收所述評估編輯器發(fā)出的評估結(jié)果并存儲。
4.根據(jù)權利要求3所述的綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺，其特征在于，所述算法單元由算法插件單元支持實現(xiàn)。
5.一種實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)將滿足于評估需求的評估算法置于評估框架中；2)通過評估框架提供的機制為評估任務建模；3)將以往的評估模型用于新評估模型中；4)將評估框架內(nèi)的評估結(jié)果顯示。
6.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)方法，其特征在于，對評估任務建模提出流程相關模型和流程獨立模型兩層建模思路，其中建模過程為第一步是遵循整個評估處理邏輯流程的流程相關模型，而無需考慮每一步處理的具體實現(xiàn)技術；第二步是在流程獨立模型中則完全不體現(xiàn)任何處理流程信息，專注于處理措施的實現(xiàn)問題。
7.根據(jù)權利要求6所述的實現(xiàn)方法，其特征在于，在整個評估運行過程中由評估流程引擎支撐實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺及實現(xiàn)方法，解決了綜合電子信息系統(tǒng)本身和應用約束多樣性導致的作戰(zhàn)效能評估工具通用性不足的問題。包括以下步驟1)將滿足于評估需求的評估算法置于評估框架中；2)通過評估框架提供的機制為評估任務建模；3)將以往的評估模型用于新評估模型中；4)將評估框架內(nèi)的評估結(jié)果顯示。本發(fā)明針對綜合電子信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估工具缺乏通用性的問題，通過將評估任務描述與評估任務執(zhí)行分離，實現(xiàn)了綜電系統(tǒng)作戰(zhàn)效能通用評估平臺。本發(fā)明能夠滿足綜電系統(tǒng)對作戰(zhàn)效能評估平臺靈活性、可擴展性、可重用性和高可視化程度等需求，能靈活處理多種不同的仿真任務。
文檔編號G06F17/50GK102521448SQ20111040965
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權日2011年12月9日
發(fā)明者岳英超, 肖斌, 肖田元, 范文慧 申請人:清華大學