CN112131755A - 一种体系结构能力评估试验方案设计的方法和装置 - Google Patents
一种体系结构能力评估试验方案设计的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种体系结构能力评估试验方案设计的方法和装置,通过根据体系结构设计的能力指标数据与活动指标数据,基于能力与活动之间的映射关系,确定试验方案以及对应的试验因子,通过对试验因子水平的设置生成多种试验样本,为体系结构仿真试验以及能力指标度量提供支撑,实现了体系结构设计方案的动态生成。
Description
技术领域
本发明属于军事信息系统体系结构技术领域,具体是涉及到一种体系结构能力评估试验方案设计的方法和装置。
背景技术
体系结构是各系统组成部分的结构、组成部分之间的关系、以及制约各系统设计与演化的指南。作为指导军事信息系统建设的蓝图,体系结构为系统各类利益相关者认识和理解现有系统提供途径,为军事信息系统的分析、设计、实施、和维护提供全程指导。体系结构设计有助于促进各类人员的沟通和理解、辅助支持系统的设计决策、指导系统的开发集成、以及指导系统的演化。
在传统的体系结构设计与分析过程中往往关注体系结构数据的静态验证,以检查体系结构设计数据之间的关联性、一致性、可追溯性等。这种基于体系结构的数据的静态验证难以支撑体系结构设计方案的具体实施,也难以为系统的设计提供数据来源。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种体系结构能力评估试验方案设计的方法和装置以解决基于体系结构的数据的静态验证难以支撑体系结构设计方案的具体实施,也难以为系统的设计提供数据来源的问题。
一种体系结构能力评估试验方案设计的方法,其特征在于,包括:
S01:根据体系结构设计数据中的能力分解关系描述,导入能力,形成需要被评估的能力集合,
S02:根据所述体系结构设计数据中的能力指标描述内容,导入与所述能力集合中的各个能力相关联的能力效果指标,
S03:根据体系结构设计数据中的活动流程数据与活动属性描述内容,导入与活动相关联的活动效果属性集合,
S04:根据导入的能力效果指标以及活动效果属性集合,以及依据所述体系结构设计数据中的能力与活动的映射关系,从所述活动效果属性集合中分别确定与各项所述能力效果指标相关联的活动效果属性,把一项所述能力效果指标与对应的活动效果属性作为一项能力的能力评估试验方案,把与所述一项能力效果指标对应的活动效果属性作为所述能力评估试验方案的试验因子,
S05:确定作为所述试验因子的活动效果属性的试验水平,
S06:对于每一项所述能力评估试验方案,根据对应的所述试验因子以及所述试验水平生成试验样本,以作为所述体系结构的仿真模型的输入。
优选地,所述体系结构的描述是对军事信息系统体系设计成果的表达,所述军事信息系统体系包括防空反导作战体系、全球卫星搜救体系、区域防空作战体系、有人/无人作战体系中的至少一种,
所述体系结构的框架为DoDAF2.0框架,
所述活动为作战活动。
优选地,在步骤S04中,把所述活动效果属性集合中与所述一项能力效果指标不相关联的其它活动效果属性作为所述能力评估试验方案的的不可控试验变量,
在步骤S05中将每一项所述能力评估试验方案的不可控试验变量设置为预设的默认值或者在所述仿真模型的仿真过程中进行设定。
优选地,所述试验水平包括所述试验因子的水平数、水平设置方式、最小值、最大值、单位中的至少一个,
对于每项能力指标牵引的试验方案,需要明确作为试验因子的活动属性的试验水平,可以按照均匀设计、自由设计等方法设置试验水平值。而对于其他不可控的活动效果属性可以设定默认值,或者通过仿真过程进行设定。
优选地,所述水平设置方式为均匀设计或自由设计的方法设置所述试验水平。
优选地,按照正交设计或均匀设计方法产生至少一个所述试验样本。
优选地,所述试验样本输入至所述仿真模型后,所述仿真模型通过试验搜集所述不可控试验变量的数据,以进行能力评估。
优选地,在步骤S01中按照XML格式导入所述能力。
优选地,在步骤S01中,所述能力分解关系表示所述体系结构完成各项能力之间的分解关系,
在步骤S02中,所述能力效果指标是指描述完成各项所述能力需要达到的指标,
在步骤S03中,所述活动效果属性表示活动执行的相关指标,是通过确定作战活动模型的每一项活动的效果属性获得的,采用表格的形式描述所述活动效果属性,
在步骤S04中,所述能力与活动映射关系表示作战活动对能力的支撑关系,所述映射关采用表格或者矩阵的形式描述。
一种实现上述任意一项所述方法的体系结构能力评估试验方案设计的装置,其特征在于,包括:
能力效果导入模块,用于根据体系结构设计数据的能力分解关系描述以及能力指标描述内容,导入能力以及与所述能力关联的能力效果指标,
活动属性导入模块,用于根据体系结构设计数据的活动流程数据以及活动属性描述内容,导入与活动关联的活动效果属性集合,
试验方案生成模块,用于根据导入的能力效果指标以及活动效果属性集合,以及依据体系结构设计数据中的能力与活动的映射关系,从所述活动效果属性集合中分别确定与各项所述能力效果指标相关联的活动效果属性,把一项所述能力效果指标与对应的活动效果属性作为一项能力的能力评估试验方案,把与所述一项能力效果指标对应的活动效果属性作为所述能力评估试验方案的试验因子,
试验水平设置模块,用于确定作为所述试验因子的活动效果属性的试验水平,
试验样本生成模块,用于对每一项所述能力评估试验方案,根据对应的所述试验因子以及所述试验水平生成试验样本,以作为所述体系结构的仿真模型的输入。
本发明的有益效果是:本发明根据体系结构设计的能力指标数据与活动指标数据,基于能力与活动之间的映射关系,确定试验方案以及对应的试验因子,通过对试验因子水平的设置生成多种试验样本,为体系结构仿真试验以及能力指标度量提供支撑,实现了体系结构设计方案的动态生成。
附图说明
图1为依据本发明提供的一种体系结构能力评估试验方案设计的方法流程示意图;
图2为依据本发明提供的一种体系结构能力评估试验方案设计的装置结构示意图;
图3为依据本发明实施例提供的一种能力分解关系示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所产生的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。此外需要说明的是,在具体实施方式这一项内容中“所述…”是仅指本发明的中的技术属于或特征。
图1和图2分别为本发明提供一种体系结构能力评估试验方案设计的方法流程示意图和装置结构示意图,再具体结合图1和图2阐述本发明的具体实施方式之前,先描述一下本发明中的体系结构相关内容。
体系结构的描述是对各种军事信息系统体系设计成果的表达,例如对防空反导作战体系、全球卫星搜救体系、区域防空作战体系、有人/无人作战体系等具体场景,可以采用体系结构框架对各个所述体系进行描述,所述体系结构的框架如美国防部提出的DoDAF2.0框架。
体系结构的描述模型是指根据不同风险承担者的关注点以及不同视角关注的内容,确定的描述内容组合,例如高级作战概念模型简要描述作战的主要使命是什么,谁来完成这些使命、如何完成、在哪里完成等内容,主要用途是为高级指挥人员提供关于使命的直接、宏观描述;作战活动模型描述完成作战任务所执行作战活动间的层次分解关系,以及作战活动间的输入和输出信息流;作战节点连接关系模型描述在作战体系中发挥重要作用的特定作战节点(它们完成的主要作战活动)以及作战节点间存在的信息交互关系及信息交换的细节。
体系结构的描述模型包括各种体系结构设计数据,例如作战任务数据指为了完成使命而执行的一组工作、作战要素数据是指构成作战体系的相关装备/信息基础设施/信息资源、作战节点数据是产生、使用、处理信息的单元,可以是指挥机构、作战单元或完成某类职能单元的逻辑组合等等。体系结构设计数据可以为体系建设与分析提供支撑。本发明所述的方法需要用到所述体系结构设计数据中的能力分解关系、能力效果指标、活动效果属性以及活动与能力的映射关系,下面一一具体阐述这些设计数据的相关内容。
所述能力分解关系表示体系结构完成各项能力之间的分解关系。所述能力依据体系结构描述的体系不同而不同,如在作战体系中,所述能力为作战能力,而在搜救体系中,所述能力为搜救能力。在依据本发明一实施例中,所述能力为搜索救援能力,图3示意了所述搜索救援能力的能力分解关系。所述搜索救援能力可以看作是一级能力,而其又可以进一步分解为援助、搜索、指挥控制以及救援这些二级能力。在其它实施例的所述能力分解关系中,各个所述二级能力还可以进一步分解为各个三级能力,所述三级能力也能继续进一步分解。
能力效果指标描述完成各项能力需要达到的指标,是能力度量粗粒度的表达,需要进一步通过其他因素或者属性来分析度量。如表1所示,其为能力与能力效果指标的关联表,救援能力可以通过救援成功率指标来衡量,搜索能力可以通过搜索成功率指标来衡量,指挥控制能力可以通过指控时效性来衡量。
表1能力与能力效果指标关联表
能力与活动映射关系表示活动对能力的支撑关系,可以是多对多的关系,常采用表格或者矩阵的形式描述,在本发明实施例中,以表格的形式描述所述能力与或活动的映射关系,如表2所示的能力与活动映射关系表所示,救援能力关联的活动包括定位受害人、监测身体、接收救援信息、搜索活动、以及转至安全区等活动。
表2能力与活动映射关系表
活动效果属性表示活动执行的相关指标,是通过确定体系的活动模型的每一项活动的效果属性得到的,常采用表格的形式描述。表3依据本发明一实施例的活动与活动效果属性关联表,根据表3所示,定位受害人的效果属性为定位受害人时间,监测身体的效果属性为身体状况等。
表3活动与活动效果属性关联表
活动 | 活动属性 |
定位受害人 | 定位受害人时间 |
监测身体 | 身体状况 |
接收救援信息 | 信号传输时间 |
转至安全区 | 转至安全区时间 |
地方援助 | 地方救援概率 |
下达搜索计划 | 信号传输时间 |
执行搜索 | 执行搜索时间 |
发射报警命令 | 信号传输时间 |
分析报警信号 | 目标探测时间 |
指定搜索计划 | 指定搜索计划时间 |
指控活动 | 指控活动处理时间 |
下面结合图1和图2阐述本发明的具体实施方式,如图1所示,本发明提供的体系结构能力评估试验方案设计的方法流程主要包括步骤S01至步骤S06。
S01:能力导入,根据体系结构设计数据中的能力分解关系描述,按照XML格式导入能力,形成需要评估的能力集合。
S02:能力效果指标导入,根据所述体系结构设计数据中的能力指标描述内容,导入与所述能力集合中的各个能力相关联的能力效果指标,形成能力与能力效果指标相关联的能力指标体系,在所述能力指标体系中,每一个所述能力效果指标均作为后续试验方案的分析对象。
S03:活动效果属性导入,根据体系结构设计数据中的活动流程数据与活动属性描述内容,导入与活动相关联的活动效果属性集合。所述活动效果属性集合作为可备选的试验因子全集。
S04:确定能力效果指标与活动效果属性关联的试验方案,根据导入的能力效果指标以及活动效果属性集合,以及依据所述体系结构设计数据中的能力与活动的映射关系,从所述活动效果属性集合中分别确定与各项所述能力效果指标相关联的活动效果属性,把一项所述能力效果指标与对应的活动效果属性作为一项能力的能力评估试验方案,把与所述一项能力效果指标对应的活动效果属性作为所述能力评估试验方案的试验因子。此外,还把把所述活动效果属性集合中与所述一项能力效果指标不相关联的其它活动效果属性作为所述能力评估试验方案的的不可控试验变量。
S05:确定试验方案的试验水平,即确定作为所述试验因子的活动效果属性的试验水平,并将每一项所述能力评估试验方案的不可控试验变量设置为预设的默认值或者在所述仿真模型的仿真过程中进行设定。
对于每项由所述能力效果指标牵引的试验方案,均需要明确作为试验因子的活动属性的试验水平,所述试验水平包括所述试验因子的水平数、水平设置方式、最小值、最大值、单位中的至少一个,所述水平设置方式可以按照均匀设计、自由设计等方法设置试验水平值。而对于所述试验方案的所述不可控的活动效果属性可以设定默认值,或者通过后续的仿真模型在仿真过程进行设定。
S06:对于每一项所述能力评估试验方案,根据对应的所述试验因子以及所述试验水平生成试验样本,以作为所述体系结构的仿真模型的输入。
根据确定的试验方案以及每项试验方案关联试验因子的试验水平,可以按照正交设计、均匀设计等方法产生试验样本,每项试验方案可以产生若干个试验样本,这些试验样本作为后续仿真模型的输入。所述仿真模型通过试验搜集所述不可控试验变量的数据,以进行能力评估。
下面我们以搜索救援能力为例进一步详细阐述本发明。依据本发明提供的所述方法,首先根据所述步骤S01和S02,生成能力指标体系,确定需要评估的能力指标,如表4所示:
表4能力指标体系表
然后根据能力与活动的映射关系确定与每项能力效果指标关联的活动效果属性集合,把这些活动效果属性作为该项能力效果指标的试验因子,其他活动效果属性作为不可控变量,在试验过程中进行赋值。如表5所示,以每项能力效果指标为试验方案,以该项能力效果指标对应的活动效果属性为试验因子,自动生成试验方案。
表5试验方案生成表
然后对于每一个试验方案关联的试验因子,确定其试验水平,所述试验水平主要包括该项试验因子的水平数、水平设置方式、最小值、最大值、单位等内容,如表6所示。这些试验因子是试验方案的可控变量,可以通过直接输入值来进行后续的仿真模型的仿真。
表6设置试验水平
再然后根据确定的试验方案以及试验因子的水平值,可以按照不同的试验样本生成方法生成试验样本,例如对于试验方案1,可以按照正交设计生成9个试验样本,如表7所示,这些试验样本作为仿真模型的输入,通过试验搜集不可控变量以及输出变量的数据,进行能力评估。
表7生成试验样本表
在本发明实施例中,所述体系结构的描述是对军事信息系统体系设计成果的表达,所述军事信息系统体系包括防空反导作战体系、全球卫星搜救体系、区域防空作战体系、有人/无人作战体系中的至少一种,所述体系结构的框架为DoDAF2.0框架,所述能力为作战能力时,则所述活动对应为作战活动,所述能力为搜救能力时,所述活动则对应为搜救相关活动。
本发明根据体系结构设计的能力指标数据与活动指标数据,基于能力与活动之间的映射关系,确定试验方案以及对应的试验因子,通过对试验因子水平的设置生成多种试验样本,为体系结构仿真试验以及能力指标度量提供支撑,实现了体系结构设计方案的动态生成。
此外,本发明还提供了一种实现本发明提供的所述方法的体系结构能力评估试验方案设计的装置,主要包括以下五个模块。
能力效果导入模块,用于根据体系结构设计数据的能力分解关系描述以及能力指标描述内容,导入能力以及与所述能力关联的能力效果指标。
活动属性导入模块,用于根据体系结构设计数据的活动流程数据以及活动属性描述内容,导入与活动关联的活动效果属性集合。
试验方案生成模块,用于根据导入的能力效果指标以及活动效果属性集合,以及依据体系结构设计数据中的能力与活动的映射关系,从所述活动效果属性集合中分别确定与各项所述能力效果指标相关联的活动效果属性,把一项所述能力效果指标与对应的活动效果属性作为一项能力的能力评估试验方案,把与所述一项能力效果指标对应的活动效果属性作为所述能力评估试验方案的试验因子。
试验水平设置模块,用于确定作为所述试验因子的活动效果属性的试验水平。
试验样本生成模块,用于对每一项所述能力评估试验方案,根据对应的所述试验因子以及所述试验水平生成试验样本,以作为所述体系结构的仿真模型的输入。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种体系结构能力评估试验方案设计的方法,其特征在于,包括:
S01:根据体系结构设计数据中的能力分解关系描述,导入能力,形成需要被评估的能力集合,
S02:根据所述体系结构设计数据中的能力指标描述内容,导入与所述能力集合中的各个能力相关联的能力效果指标,
S03:根据体系结构设计数据中的活动流程数据与活动属性描述内容,导入与活动相关联的活动效果属性集合,
S04:根据导入的能力效果指标以及活动效果属性集合,以及依据所述体系结构设计数据中的能力与活动的映射关系,从所述活动效果属性集合中分别确定与各项所述能力效果指标相关联的活动效果属性,把一项所述能力效果指标与对应的活动效果属性作为一项能力的能力评估试验方案,把与所述一项能力效果指标对应的活动效果属性作为所述能力评估试验方案的试验因子,
S05:确定作为所述试验因子的活动效果属性的试验水平,
S06:对于每一项所述能力评估试验方案,根据对应的所述试验因子以及所述试验水平生成试验样本,以作为所述体系结构的仿真模型的输入。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述体系结构的描述是对军事信息系统体系设计成果的表达,所述军事信息系统体系包括防空反导作战体系、全球卫星搜救体系、区域防空作战体系、有人/无人作战体系中的至少一种,
所述体系结构的框架为DoDAF2.0框架,
所述活动为作战活动。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S04中,把所述活动效果属性集合中与所述一项能力效果指标不相关联的其它活动效果属性作为所述能力评估试验方案的的不可控试验变量,
在步骤S05中将每一项所述能力评估试验方案的不可控试验变量设置为预设的默认值或者在所述仿真模型的仿真过程中进行设定。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述试验水平包括所述试验因子的水平数、水平设置方式、最小值、最大值、单位中的至少一个,
对于每项能力指标牵引的试验方案,需要明确作为试验因子的活动属性的试验水平,可以按照均匀设计、自由设计等方法设置试验水平值,而对于其他不可控的活动效果属性可以设定默认值,或者通过仿真过程进行设定。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述水平设置方式为均匀设计或自由设计的方法设置所述试验水平。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,按照正交设计或均匀设计方法产生至少一个所述试验样本。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述试验样本输入至所述仿真模型后,所述仿真模型通过试验搜集所述不可控试验变量的数据,以进行能力评估。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S01中按照XML格式导入所述能力。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
在步骤S01中,所述能力分解关系表示所述体系结构完成各项能力之间的分解关系,
在步骤S02中,所述能力效果指标是指描述完成各项所述能力需要达到的指标,
在步骤S03中,所述活动效果属性表示活动执行的相关指标,是通过确定作战活动模型的每一项活动的效果属性获得的,采用表格的形式描述所述活动效果属性,
在步骤S04中,所述能力与活动映射关系表示作战活动对能力的支撑关系,所述映射关采用表格或者矩阵的形式描述。
10.一种实现权利要求1至9中任意一项所述方法的体系结构能力评估试验方案设计的装置,其特征在于,包括:
能力效果导入模块,用于根据体系结构设计数据的能力分解关系描述以及能力指标描述内容,导入能力以及与所述能力关联的能力效果指标,
活动属性导入模块,用于根据体系结构设计数据的活动流程数据以及活动属性描述内容,导入与活动关联的活动效果属性集合,
试验方案生成模块,用于根据导入的能力效果指标以及活动效果属性集合,以及依据体系结构设计数据中的能力与活动的映射关系,从所述活动效果属性集合中分别确定与各项所述能力效果指标相关联的活动效果属性,把一项所述能力效果指标与对应的活动效果属性作为一项能力的能力评估试验方案,把与所述一项能力效果指标对应的活动效果属性作为所述能力评估试验方案的试验因子,
试验水平设置模块,用于确定作为所述试验因子的活动效果属性的试验水平,
试验样本生成模块,用于对每一项所述能力评估试验方案,根据对应的所述试验因子以及所述试验水平生成试验样本,以作为所述体系结构的仿真模型的输入。
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