CN109783113B - 一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法 - Google Patents

一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法，包括以下步骤：1)对现有的作战系统进行梳理细分，分解为作战任务；将分解的作战任务与事先设置的任务包进行一一对应；2)对系统中的作战功能应用软件按照“自上而下”的原则进行分类及设计，获得分解后的模块软件；3)将分解出的模块软件逐一分配至相应任务包，构成以任务包为单位的模块软件集合；4)选取需要加载的任务包；5)对任务处理设备和显控设备进行功能分配；6)将任务处理模块软件和显控模块软件与计算处理设备资源、显控设备资源进行映射，形成确定的映射关系；7)完成基于任务包的作战系统集成及运行组织设计。本发明能有效提高舰船作战系统的任务配置、功能集成的灵活性。

Description

一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法
技术领域
本发明涉及系统集成和运行组织设计技术，尤其涉及一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法。
背景技术
随着TSCE(全舰计算环境，Total Ship Computing Environment)在水面舰艇作战系统、作战管理系统的推广应用，新的装备技术形态和系统集成模式上均有了诸多变化。在硬件方面，系统的硬件资源通用化、公共化，不再被某一个分系统或应用所专有；在软件方面，作战功能应用软件化，并且作战功能应用软件实现了显控与任务分离，形成了大量不同的显控模块软件和任务处理模块软件；在系统集成方面，硬件资源、软件资源由系统统一管理、统一集成。
为此，需要一种作战功能应用软件任务包的组织、运行部署的数学建模方法，适应TSCE技术背景下作战系统统一集成、集中部署的新集成模式，以提高舰船作战系统的任务配置、功能集成的灵活性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法，包括以下步骤：
1)对现有的作战系统进行梳理细分，分解为作战任务，分解遵循如下要求：分解出的单个作战任务功能完整、且不同的作战任务之间功能相互独立；
将分解的作战任务与事先设置的任务包进行一一对应，任务包数量设为K，任务包编码标识设为P，对任务包进行编码标识，编码规则为P1、P2、P3，...，PK；
2)以步骤1)中分解出的不同作战任务为指导，对系统中的作战功能应用软件按照“自上而下”的原则进行分类及设计，获得分解后的模块软件；所述作战功能应用软件包括任务处理软件和显控软件；
模块软件分类及设计遵循如下要求：设计划分出的各个模块软件应满足支撑完成各个不同作战任务的功能需要；模块软件数量设为N，模块软件编码标识设为M，对模块软件进行编码标识,编码规则为M1、M2、M3...MN；
3)对完成某一作战任务所需的相关作战功能应用软件进行分析，综合步骤1)分解出的任务包和步骤2)中分解出的模块软件两个方面，将分解出的模块软件逐一分配至相应任务包，构成以任务包为单位的模块软件集合；采用1×N矩阵进行表示：
Pi＝(pi1 pi2…pij…piN-1 piN)
当Pi任务包中包含软件模块Mk时，Pij＝Mk(j＝k)；
当Pi任务包中不包含软件模块Mk时，Pij＝0(j＝k)；
4)依据舰船作战系统遂行作战任务的需求，选取需要加载的任务包；采用K×N矩阵进行表示：
Figure BDA0001918700370000021
P为任务包加载矩阵；
当选取加载任务包Pi时，该矩阵中Pi与步骤3)中分解的Pi一致；
当未选取加载任务包Pi时，该矩阵中Pi置为1×N的0矩阵；
5)综合系统内硬件资源的数量、状态，以及指挥流程、战位设置因素，对任务处理设备和显控设备进行功能分配；所述硬件资源包括任务处理设备资源和显控设备资源；任务处理设备数量设为X，任务处理设备编码标识设为T，对任务处理设备进行编码标识,编码规则为T1、T2、T3...TX；显控设备数量设为Y，显控设备编码标识设为D，对任务处理设备进行编码标识,编码规则为D1、D2、D3...DY；
6)依据步骤5)的功能分配结果，将作战应用功能模块软件的任务处理模块软件和显控模块软件与系统内的计算处理设备资源、显控设备资源进行映射，形成确定的映射关系采用N×(X+Y)矩阵进行表示：
Figure BDA0001918700370000031
A为资源映射矩阵，AT为N×X的任务处理资源映射矩阵：
AT＝(AT1 AT2…ATi…ATX-1 ATX)
其中：
Figure BDA0001918700370000032
ATi为N×1的任务处理设备Ti对应的资源映射矩阵；
当该设备加载模块软件Mn时，atij＝1(j＝n)；
当该设备不加载模块软件Mn时，atij＝0(j＝n)；
AD为N×Y的显控资源映射矩阵：
AD＝(AD1 AD2…ADi…ADY-1 ADY)
其中：
Figure BDA0001918700370000041
ADi为N×1的显控设备Di对应的资源映射矩阵；
当该设备加载模块软件Mn时，adij＝1(j＝n)；
当该设备不加载模块软件Mn时，adij＝0(j＝n)；
7)根据步骤4)、步骤6)的设计结果，将任务包加载矩阵P与资源映射矩阵A相乘，得到系统运行部署配置矩阵C,完成基于任务包的作战系统集成及运行组织设计；
Figure BDA0001918700370000042
C为K×(X+Y)的系统运行部署配置矩阵；
当0<j≤X时，
Figure BDA0001918700370000043
为任务处理设备Tj的运行部署配置；
当X<j≤X+Y时，
Figure BDA0001918700370000044
为X显控设备Dj-X的运行部署配置。
本发明产生的有益效果是：
本发明提供了一种作战功能应用软件任务包的组织、运行部署的数学建模方法，适应TSCE技术背景下作战系统统一集成、集中部署的新集成模式，提高舰船作战系统的任务配置、功能集成的灵活性。
同时，将作战系统集成设计、软件部署设计以数学模型进行表达，该模型作为系统集成管理工具软件的输入，可将功能软件自动部署至各个设备资源，实现了自动、快速、灵活集成的效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法，包括以下步骤：
1)对作战任务进行梳理细分，分解出的单个作战任务的功能应符合功能较为完整、且不同的作战任务之间功能相互独立的要求；将分解的作战任务与任务包进行一一对应，任务包数量设为K，任务包编码标识设为P，对任务包进行编码标识，编码规则为P1、P2、P3...PK；
2)以步骤1)中分解出的不同作战任务为指导，对系统中的作战功能应用软件(包括：任务处理软件、显控软件)按照“自上而下”的原则进行分类及设计，设计划分出的各个模块软件(包括：任务处理模块软件、显控模块软件)应满足支撑完成各个不同作战任务的功能需要；模块软件数量设为N，模块软件编码标识设为M，对模块软件进行编码标识,编码规则为M1、M2、M3...MN；
3)对完成某一作战任务所需的相关作战功能应用软件进行分析，综合步骤1分解出的任务包和步骤2中分解出的模块软件两个方面，将模块软件逐一分配至相应任务包，构成以任务包为单位的模块软件集合；采用1×N矩阵进行表示：
Pi＝(pi1 pi2…pij…piN-1 piN)
当Pi任务包中包含软件模块Mk时，Pij＝Mk(j＝k)
当Pi任务包中不包含软件模块Mk时，Pij＝0(j＝k)
4)依据舰船作战系统遂行作战任务的需求，选取需要加载的任务包；采用K×N矩阵进行表示：
Figure BDA0001918700370000061
P为任务包加载矩阵
当选取加载任务包Pi时，该矩阵中Pi与步骤3中分解的Pi一致
当未选取加载任务包Pi时，该矩阵中Pi置为1×N的0矩阵
5)综合系统内硬件资源(包括：任务处理设备资源、显控设备资源)的数量、状态，以及指挥流程、战位设置等因素，对任务处理设备和显控设备进行功能分配；任务处理设备数量设为X，任务处理设备编码标识设为T，对任务处理设备进行编码标识,编码规则为T1、T2、T3...TX；显控设备数量设为Y，显控设备编码标识设为D，对任务处理设备进行编码标识,编码规则为D1、D2、D3...DY；
6)依据步骤5的功能分配结果，将作战应用功能模块软件(任务处理模块软件、显控模块软件)与系统内的计算处理设备资源、显控设备资源进行映射，形成确定的映射关系采用N×(X+Y)矩阵进行表示：
Figure BDA0001918700370000062
A为资源映射矩阵
AT为N×X的任务处理资源映射矩阵：
AT＝(AT1 AT2…ATi…ATX-1 ATX)
其中：
Figure BDA0001918700370000071
ATi为N×1的任务处理设备Ti对应的资源映射矩阵
当该设备加载模块软件Mn时，atij＝1(j＝n)
当该设备不加载模块软件Mn时，atij＝0(j＝n)
AD为N×Y的显控资源映射矩阵：
AD＝(AD1 AD2…ADi…ADY-1 ADY)
其中：
Figure BDA0001918700370000072
ADi为N×1的显控设备Di对应的资源映射矩阵
当该设备加载模块软件Mn时，adij＝1(j＝n)
当该设备不加载模块软件Mn时，adij＝0(j＝n)
7)根据步骤4、步骤6的设计结果，将任务包加载矩阵P与资源映射矩阵A相乘，得到系统运行部署配置矩阵C,完成基于任务包的作战系统集成及运行组织设计。
Figure BDA0001918700370000081
C为K×(X+Y)的系统运行部署配置矩阵
当0<j≤X时，
Figure BDA0001918700370000082
为任务处理设备Tj的运行部署配置
当X<j≤X+Y时，
Figure BDA0001918700370000083
为X显控设备Dj-X的运行部署配置
以下结合具体实施示例，详细描述本发明的技术方案。
1.作战任务设计分解
根据某作战系统的典型装备配置，主要的作战任务包括：
a.警戒探测任务
b.同时对空、对海、对岸作战指挥任务
c.单方面对空作战指挥任务
d.单方面对海作战指挥任务
e.单方面对岸作战指挥任务
f.电子战对抗任务
g.联合作战任务
h.飞机引导任务
i.反恐维和任务
j.模拟训练任务
k.系统重演任务
l.作战数据检测录取
m.数据分析任务
n.故障信息诊断
o.平台信息显示
包括以下任务包：
表1任务包设计分解表
Figure BDA0001918700370000091
Figure BDA0001918700370000101
2、作战应用功能模块软件设计分解
表2模块软件设计分解表
Figure BDA0001918700370000102
Figure BDA0001918700370000111
Figure BDA0001918700370000121
3、任务包的模块软件配置设计
各个任务包所包含的具体模块软件配置为：
表3任务包对应模块软件配置表
Figure BDA0001918700370000131
Figure BDA0001918700370000141
Figure BDA0001918700370000151
Figure BDA0001918700370000161
Figure BDA0001918700370000171
Figure BDA0001918700370000181
Figure BDA0001918700370000191
Figure BDA0001918700370000201
P1＝(M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,0,0,...0)
P2＝(0,0,0,0,0,0,0,M8,M9,M10,0,0,...0,M25,M26,M27,0,0,...0)
P3＝(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,M11,M12,M13,M14,0,0,...0,M21,M22,M23,M24,0,0,...0)
P4＝(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,M11,M12,0,0,M15,M16,0,0,0,0,M21,M22,M23,M24,0,0,...0)
P5＝(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,M11,0,0,0,0,0,M17,M18,0,0,M21,M22,M23,0,0,...0)
P6＝(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,M11,0,0,0,0,0,0,0,M19,M20,M21,M22,M23,0,0,...0)
P7＝(0,0,...0,M28,M29,0,0,...0)
P8＝(0,0,...0,M30,M31,0,0,...0)
P9＝(0,0,...0,M32,M33,0,0,...0)
P10＝(0,0,...0,M34,M35,0,0,...0)
P11＝(0,0,...0,M36,M37,0,0,...0)
P12＝(0,0,...0,M38,M39,0,0,...0)
P13＝(0,0,...0,M40,M41,0,0,...0)
P14＝(0,0,...0,M42,M43,0,0,...0)
P15＝(0,0,...0,M44,M45,0,0,...0)
P16＝(0,0,...0,M46,M47,0,0,...0)
4、选择加载的任务包
以某舰执行单方面对空作战任务为例，需要加载的任务包包括：
a.基础任务包P1
b.警戒探测任务包P2
c.对空作战任务包P4
Figure BDA0001918700370000211
5、功能分配设计
以系统硬件资源包括5台任务处理设备，4台显控设备为例，作战功能分配如下：
表4功能分配设计表
序号 硬件资源名称 硬件资源编码 功能分配
1 计算处理设备1 T1 完成目标航迹处理任务和完成数据融合
2 计算处理设备2 T2 完成舰炮的火控解算
3 计算处理设备3 T3 完成搜索雷达的信息处理
4 计算处理设备4 T4 完成跟踪雷达的信息处理
5 计算处理设备5 T5 完成光电跟踪仪的信息处理
6 显控台1 D1 负责操控搜索雷达
7 显控台2 D2 负责操控跟踪雷达、控制舰炮
8 显控台3 D3 负责操控光电跟踪仪、控制舰炮
9 显控台4 D4 负责对空作战指挥
6、资源映射设计
加载上述任务包后，软件项集合与硬件资源的映射配置为：
表5软硬件资源映射表
Figure BDA0001918700370000221
Figure BDA0001918700370000231
Figure BDA0001918700370000241
Figure BDA0001918700370000251
Figure BDA0001918700370000252
Figure BDA0001918700370000261
Figure BDA0001918700370000262
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种作战系统功能应用软件任务包的组织与部署方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对现有的作战系统进行梳理细分，分解为作战任务，分解遵循如下要求：分解出的单个作战任务功能完整、且不同的作战任务之间功能相互独立；
将分解的作战任务与事先设置的任务包进行一一对应，任务包数量设为K，任务包编码标识设为P，对任务包进行编码标识，编码规则为P1、P2、P3，...，PK；
2)以步骤1)中分解出的不同作战任务为指导，对系统中的作战功能应用软件按照“自上而下”的原则进行分类及设计，获得分解后的模块软件；所述作战功能应用软件包括任务处理软件和显控软件；
模块软件分类及设计遵循如下要求：设计划分出的各个模块软件应满足支撑完成各个不同作战任务的功能需要；模块软件数量设为N，模块软件编码标识设为M，对模块软件进行编码标识,编码规则为M1、M2、M3...MN；
3)对完成某一作战任务所需的相关作战功能应用软件进行分析，综合步骤1)分解出的任务包和步骤2)中分解出的模块软件两个方面，将分解出的模块软件逐一分配至相应任务包，构成以任务包为单位的模块软件集合；采用1×N矩阵进行表示：
Pi＝(pi1 pi2 … pij … piN-1 piN)
当Pi任务包中包含软件模块Mk时，pij＝Mk,其中，j＝k；
当Pi任务包中不包含软件模块Mk时，pij＝0,其中，j＝k；
4)依据舰船作战系统遂行作战任务的需求，选取需要加载的任务包；采用K×N矩阵进行表示：
Figure FDA0003498862680000021
P为任务包加载矩阵；
当选取加载任务包Pi时，该矩阵中Pi与步骤3)中分解的Pi一致；
当未选取加载任务包Pi时，该矩阵中Pi置为1×N的0矩阵；
5)综合系统内硬件资源的数量、状态，对任务处理设备和显控设备进行功能分配；所述硬件资源包括任务处理设备资源和显控设备资源；任务处理设备数量设为X，任务处理设备编码标识设为T，对任务处理设备进行编码标识,编码规则为T1、T2、T3...TX；显控设备数量设为Y，显控设备编码标识设为D，对显控设备进行编码标识,编码规则为D1、D2、D3...DY；
6)依据步骤5)的功能分配结果，将作战功能应用软件的任务处理模块软件和显控模块软件与系统内的任务处理设备资源、显控设备资源进行映射，形成确定的映射关系采用N×(X+Y)矩阵进行表示：
Figure FDA0003498862680000031
A为资源映射矩阵，AT为N×X的任务处理资源映射矩阵：
AT＝(AT1 AT2 … ATi … ATX-1 ATX)
其中：
Figure FDA0003498862680000032
ATi为N×1的任务处理设备Ti对应的资源映射矩阵；
当该设备加载模块软件Mn时，atij＝1，其中，j＝n；
当该设备不加载模块软件Mn时，atij＝0，其中，j＝n；
AD为N×Y的显控资源映射矩阵：
AD＝(AD1 AD2 … ADi … ADY-1 ADY)
其中：
Figure FDA0003498862680000033
ADi为N×1的显控设备Di对应的资源映射矩阵；
当该设备加载模块软件Mn时，adij＝1，其中，j＝n；
当该设备不加载模块软件Mn时，adij＝0，其中，j＝n；
7)根据步骤4)、步骤6)的设计结果，将任务包加载矩阵P与资源映射矩阵A相乘，得到系统运行部署配置矩阵C,完成基于任务包的作战系统集成及运行组织设计；
Figure FDA0003498862680000041
C为K×(X+Y)的系统运行部署配置矩阵；
当0<j≤X时，
Figure FDA0003498862680000042
为任务处理设备Tj的运行部署配置；
当X<j≤X+Y时，
Figure FDA0003498862680000043
为显控设备Dj-X的运行部署配置。
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