CN102521448A - 综电系统作战效能通用评估平台及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种综电系统作战效能通用评估平台及实现方法，解决了综合电子信息系统本身和应用约束多样性导致的作战效能评估工具通用性不足的问题。包括以下步骤：1)将满足于评估需求的评估算法置于评估框架中；2)通过评估框架提供的机制为评估任务建模；3)将以往的评估模型用于新评估模型中；4)将评估框架内的评估结果显示。本发明针对综合电子信息系统作战效能评估工具缺乏通用性的问题，通过将评估任务描述与评估任务执行分离，实现了综电系统作战效能通用评估平台。本发明能够满足综电系统对作战效能评估平台灵活性、可扩展性、可重用性和高可视化程度等需求，能灵活处理多种不同的仿真任务。

Description

综电系统作战效能通用评估平台及实现方法

技术领域

本发明涉及计算机仿真和软件工程技术领域，尤其涉及一种综电系统作战效能通用评估平台及实现方法。 

背景技术

综合电子信息系统(Integrated electronic information system)又称为指挥自动化系统或军事信息系统，可把战场上的诸多作战单元、军事力量中的各个要素充分集成在一起，达到统一协调行动的目的，无论在作战仿真，还是军事演习和实战状态下，都发挥出最佳的整体效能，是军队的“神经和大脑”。各国在发展信息化武器装备体系和建设信息化军队的过程中都坚持把发展综合电子信息系统作为重中之重。 

综合电子信息系统是多种电子信息系统的统一集成，是一个复杂的人机系统，具备如指挥控制、通信、情报收集、战况监视、导航定位、支持电子战、信息战等多种功能。它是多任务、多使命的，因此该系统的测试与评估工作是一个十分复杂而重要的问题，在国内外的研究中越来越受到重视。 

综合电子信息系统的作战效能是指其在规定或特定作战环境下，通过指挥、控制、通信、情报保障和敌情监视等因素的高度综合和自动化，对战争进程和结局产生有力作用的程度。当前，在进行综合电子信息系统作战效能评估时，大多采用基于仿真的方法。因此，在非战时或演习状态下，对综合电子信息系统作战效能的评估就转化为对其仿真系统作战效能的评估。 

由于不同的综合电子信息系统侧重有所不同，同时同样的综合电子信息系统也可能运行于不同的战场环境，导致对其评估的参数在不同评估任务变化较大。因此，以往大多数存在的评估平台都是针对特定问题或是特定效能指标开发的，如果在其他评估任务中使用来评估不同的指标，则需要大量了人力、物 力对原有评估平台进行改造，成本很高。尽管由于需求的驱动，也出现了一些通用的综合电子信息系统作战效能评估平台，但是这些平台往往是体系庞大、结构复杂，并需要众多软硬件系统支持的，当作战环境、评估地点、评估目标系统出现改变时，它们往往缺乏灵活性，需要众多专业技术人员参与系统的建立、部署和设置；此外在应用阶段还需要对操作和维护人员进行培训，具有很高的迁移成本。因此，开发一个轻量级，同时具备强大功能的、通用的综合电子信息系统作战效能评估平台是具有极大现实意义的。这样一个通用平台应该具备灵活性、可扩展性、可重用性与可视化等特点。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种综电系统作战效能通用评估平台及实现方法，解决了综合电子信息系统(简称综电系统)本身和应用约束多样性导致的作战效能评估工具通用性不足的问题。 

为达到上述目的，本发明所述一种综电系统作战效能通用评估平台，包括评估中心模块和数据中心模块，其中； 

评估中心模块，对数据中心模块的待测评估数据进行评估，并将评估结果发送给数据中心模块； 

数据中心模块，对评估过程进行数据图像显示及最终结果显示。 

优选地，所述评估中心模块包括评估模型子模块和评估报告子模块，其中； 

评估模型子模块，包括数据单元、算法单元、图像显示单元及结果数据单元，其中； 

数据单元，采集并过滤数据中心模块内的待测评估数据； 

算法单元，储存评估算法，并对数据进行评估计算； 

图像显示单元，进行图表设置及显示； 

结果数据单元，存储中间及最终结果数据并显示； 

及评估报告子模块，所述评估报告子模块带有评估报告编辑器，所述评估报告编辑器对评估结果数据进行整理，并发送到评估报告单元。 

优选地，所述数据中心模块包括待测评估数据单元、数据图像单元、评估结果储存单元及评估报告单元，其中； 

待测评估数据单元，储存待测评估数据； 

数据图像单元，接收评估模型子模块发出的评估过程中的图像数据并存储； 

评估结果储存单元，接收评估模型子模块发出的评估结果数据并储存； 

评估报告单元，接收所述评估编辑器发出的评估结果并存储。 

优选地，所述算法单元由算法插件单元支持实现。 

为达到上述目的，本发明所述一种实现方法，包括以下步骤： 

1)将满足于评估需求的评估算法置于评估框架中； 

2)通过评估框架提供的机制为评估任务建模； 

3)将以往的评估模型用于新评估模型中； 

4)将评估框架内的评估结果显示。 

优选地，对评估任务建模提出流程相关模型和流程独立模型两层建模思路，其中建模过程为： 

第一步是遵循整个评估处理逻辑流程的流程相关模型，而无需考虑每一步处理的具体实现技术； 

第二步是在流程独立模型中则完全不体现任何处理流程信息，专注于处理措施的实现问题。 

优选地，在整个评估运行过程中由评估流程引擎支撑实现。 

本发明的有益效果为： 

本发明针对综合电子信息系统作战效能评估工具缺乏通用性的问题，通过 将评估任务描述与评估任务执行分离，实现了综电系统作战效能通用评估平台。本发明能够满足综电系统对作战效能评估平台灵活性、可扩展性、可重用性和高可视化程度等需求，能灵活处理多种不同的仿真任务，采用xml文件保存评估任务模型，具有通用性和可编辑性。在计算机仿真和软件工程领域，该方法能发挥很大作用，提高了综电系统作战评估平台的适用范围并降低了迁移成本，并取得很好的经济效益。 

附图说明

图1是本发明实施例所述综电系统作战效能通用评估平台的功能示意图； 

图2是本发明实施例所述综电系统作战效能通用评估平台的体系结构图； 

图3是流程相关模型的实例图； 

图4是FSM与FIM之间的映射图； 

图5是评估流程引擎算法中数据流动示意图。 

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。 

如图1所示，本发明实施例所述一种综电系统作战效能通用评估平台，包括评估中心模块和数据中心模块，其中； 

评估中心模块，对数据中心模块的待测评估数据进行评估，并将评估结果发送给数据中心模块； 

数据中心模块，对评估过程进行数据图像显示及最终结果显示。 

首先，所述评估中心模块包括评估模型子模块和评估报告子模块，其中； 

评估模型子模块，包括数据单元、算法单元、图像显示单元及结果数据单元，其中； 

数据单元，采集并过滤数据中心模块内的待测评估数据； 

算法单元，由算法插件单元支持实现，储存评估算法，并对数据进行评估计算； 

图像显示单元，进行图表设置及显示； 

结果数据单元，存储中间及最终结果数据并显示； 

及评估报告子模块，所述评估报告子模块带有评估报告编辑器，所述评估报告编辑器对评估结果数据进行整理，并发送到评估报告单元。 

再者，所述数据中心模块包括待测评估数据单元、数据图像单元、评估结果储存单元及评估报告单元，其中； 

待测评估数据单元，储存待测评估数据； 

数据图像单元，接收评估模型子模块发出的评估过程中的图像数据并存储； 

评估结果储存单元，接收评估模型子模块发出的评估结果数据并储存； 

评估报告单元，接收所述评估编辑器发出的评估结果并存储。 

用户首先使用评估中心模块的可视化建模工具建立评估流程模型，选取若干可重用的算法单元，并根据I/O逻辑关系连接起来形成一个完整的评估流程。评估模型子模块分为四类：数据单元，算法单元，图像显示单元和结果数据单元。数据单元表示数据库中的待评估数据，按照数据逻辑结构进行组织；算法单元代表具体的评估算法，由DLL插件方式实现；图像显示单元提供各种常用的2D/3D图表显示；结果数据单元代表评估结果数据库存储标识。评估流程模型建立并执行后，得到评估过程数据、图像和评估结果数据，保存在数据中心模块中，并利用评估报告编辑器生成评估报告，并保存。 

如图2所示为综电系统作战效能通用评估平台的体系结构图，在图中可以看到，它包括四层，即用户层、应用层、管理层和资源层。资源层提供可扩展的评估数据库、评估模型库、评估算法库和评估插件库。管理层包括评估数据管理(EDM，evaluation data management)、评估结果管理(ERM，evaluation result  management)、评估算法管理(EAM，evaluation algorithm management)、评估模型管理(EMM，evaluation model management)、评估插件管理(EPM，valuation plug-in management)和评估流程引擎(EPE，evaluation process engine)。应用层提供了用户需要的多种应用服务，包括数据采集、数据解析、打开评估模型、编辑评估模型、建立评估模型、建立评估算法单元和数据可视化工具等。系统可以提供给多种不同的用户进行不同层次的使用。用户层中包括新用户、经验用户和专家用户。 

为达到上述目的，本发明所述一种实现方法，其特征在于，包括以下步骤： 

1)将满足于评估需求的评估算法置于评估框架中； 

2)通过评估框架提供的机制为评估任务建模； 

3)将以往的评估模型用于新评估模型中； 

4)将评估框架内的评估结果显示。 

对评估任务建模提出流程相关模型(FSM)和流程独立模型(FIM)两层建模思路，其中建模过程为： 

第一步是遵循整个评估处理逻辑流程的流程相关模型，而无需考虑每一部处理的具体实现技术； 

第二步是在流程独立模型中则完全不体现任何处理流程信息，专注于处理措施的实现问题。 

比如，当需要为一个评估任务建模时，第一步是遵循整个评估处理逻辑流程的FSM，而无需考虑每一部的处理的具体实现技术(当然，在建立FSM时可以部分甚至整体重用FSM库中以往的FSM)。另一方面，在FIM中则完全不体现任何处理流程信息，专注于处理措施的实现问题。它可以提供FSM中涉及的各种操作的具体处理措施，并在进行评估的过程时在后台运行。在FSM，FIM机制中，我们将评估处理逻辑流程与评估处理实现分离开，从而达到了评估平台灵活性、可重用性和可扩展性等设计目标。 

在整个评估运行过程中由评估流程引擎支撑实现。评估流程引擎是评估任务的核心，它通过解析FSM的评估流程信息，加载评估单元对应的FIM，并最终组织数据流动的顺序和行为，实现评估运算任务，得到作战效能评估参数。 

在仿真运行时，提出FIM层、FSM层和数据层的三层数据流动模型。评估单元信息，以及评估单元之间的关系仅在FSM层中表达，而FIM层与数据层不包括任何流程信息，即不包括FIM之间、数据容器之间的关系；FSM层中评估单元之间的连接关系，评估单元之间的数据映射机制和FIM，对应评估单元的映射机制以及EPE的统一调度，这些因素的综合作用，最终使得真实数据能够在这样的三层框架中流动，并最终得到作战效能评估指标值。 

采用可视化的建模环境，方便评估任务的描述；采用xml文件保存评估任务模型，具有通用性和可编辑性；具有对评估数据的灵活过滤功能，确保评估对象的准确性；对于评估算法具有方便的扩展接口，提高平台的通用性；并根据评估结果与评估报告模板，自动生成Word版本评估报告文档。 

下面具体介绍综电系统作战效能评估平台的使用流程： 

图3给出了一个评估任务的流程相关模型实例。通过评估单元的连接描述了一个评估任务的处理流程。当评估需求发生变化时，用户可以方便的新建或修改原有的FSM，并很快形成一个新的评估流程模型。FSM由评估数据单元(EDU，evaluation data unit)，评估算法单元(EAU，evaluation algorithm unit)，评估图形单元(EPU，evaluation plot unit)，评估结果单元(ERU，evaluation result unit)和评估连接单元(ELU，evaluation linkage unit)连接而成。其中ELU负责连接所有上述评估单元(包括EDUs，EAUs，EPUs和ERUs)，并最终形成整个评估任务的流程模型FSM。显然，只有如下的连接顺序是可行的：EDU→EAU，EDU→ERU，EDU→EPU，EAU→EAU，EAU→ERU，以及EAU→EPU。 

FSM表达了评估任务的流程信息，并处理和屏蔽了评估任务的多变性，而FIM专注于评估操作的具体实现，并在FSM的后台发挥作用。具体来说，FSM包括了各种评估单元以及它们之间的连接关系，其中的每一个EAU，ERU，EPU 都应该对应着相应的具体实现，即各自的FIM。因此，一个FSM可能对应多个FIM。 

共有三种FIM，即FEAU(FIM of evaluation algorithm unit)、FERU(FIM of evaluation result unit)和FEPU(FIM of evaluation plot unit)。FIM的外部接口描述与FSM中对应的评估单元接口描述相匹配，其内部实现被封装为组件。具体来讲，FEAU包括外部接口描述和对应完成相应运算的评估算法实现；FEPU可以使用其外部接口说明对应的数据绘制多种图形，包括二维曲线、三维图像等；EPRU除外部接口外，提供自适应显示对应评估数据的功能。 

图4展示了FSM和FIM之间的对应关系。FIM库包括FEAU库、FEPU库和FERU库。图中，FSM由多种评估单元按照评估任务的处理逻辑流程建立，其中的每一个评估单元(除EDU外)都与FIM库中的一个FIM存在映射关系，并由与之对应的FIM提供具体实现的支撑。 

当运行评估时，评估流程引擎(Evaluation process engine，EPE)首先解析FIM、FSM中的信息，并实际地调用数据库中的数据，实现数据的流动和运算，完成评估任务。如图5展示了在EPE的组织下，整个评估流程中数据流动和处理的过程。 

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。 

Claims (7)

1.一种综电系统作战效能通用评估平台，其特征在于，包括评估中心模块和数据中心模块，其中；

评估中心模块，对数据中心模块的待测评估数据进行评估，并将评估结果发送给数据中心模块；

数据中心模块，对评估过程进行数据图像显示及最终结果显示。

2.根据权利要求1所述的综电系统作战效能通用评估平台，其特征在于，所述评估中心模块包括评估模型子模块和评估报告子模块，其中；

评估模型子模块，包括数据单元、算法单元、图像显示单元及结果数据单元，其中；

数据单元，采集并过滤数据中心模块内的待测评估数据；

算法单元，储存评估算法，并对数据进行评估计算；

图像显示单元，进行图表设置并显示；

结果数据单元，存储中间及最终结果数据并显示；

及评估报告子模块，所述评估报告子模块带有评估报告编辑器，所述评估报告编辑器对评估结果数据进行整理，并发送到评估报告单元。

3.根据权利要求2所述的综电系统作战效能通用评估平台，其特征在于，所述数据中心模块包括待测评估数据单元、数据图像单元、评估结果储存单元及评估报告单元，其中；

待测评估数据单元，储存待测评估数据；

数据图像单元，接收评估模型子模块发出的评估过程中的图像数据并存储；

评估结果储存单元，接收评估模型子模块发出的评估结果数据并储存；

评估报告单元，接收所述评估编辑器发出的评估结果并存储。

4.根据权利要求3所述的综电系统作战效能通用评估平台，其特征在于，所述算法单元由算法插件单元支持实现。

5.一种实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将满足于评估需求的评估算法置于评估框架中；

2)通过评估框架提供的机制为评估任务建模；

3)将以往的评估模型用于新评估模型中；

4)将评估框架内的评估结果显示。

6.根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，对评估任务建模提出流程相关模型和流程独立模型两层建模思路，其中建模过程为：

第一步是遵循整个评估处理逻辑流程的流程相关模型，而无需考虑每一步处理的具体实现技术；

第二步是在流程独立模型中则完全不体现任何处理流程信息，专注于处理措施的实现问题。

7.根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于，在整个评估运行过程中由评估流程引擎支撑实现。

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