基于模型的舰船作战系统工程方法研究与应用

针对舰船作战系统软件复杂性增加以及设计与集成难度的增加,本文介绍一种应对复杂系统研发需求的基于模型的系统工程方法,并阐述需求分析、功能分析及体系架构设计3个阶段的设计流程。最后以典型水面舰艇作战系统体系架构的设计为例对该方法的应用进行验证。经过验证,证明该方法与基于文档的系统设计方法相比具有设计准确的特点,能提高系统设计质量,值得大范围推广;在方法和工具推广上需要结合本单位质量体系要求进一步完善。本文所建模型使用到了IBM公司Rhapsody工具中的Harmony SE套件。     

船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证

为在设计初期对某船舶蒸汽动力系统的总体设计方案进行校核,提出了一种系统设计验证仿真方法。首先,在系统初步设计方案的基础上补充完善仿真系统开发所需的设计数据;然后,采用RINSIM仿真平台工具进行模型开发,并通过建模与模型集成调试获得系统仿真模型;最后,进行仿真计算。应用该方法开发了某船舶蒸汽动力系统设计验证仿真平台,并对系统的设计方案进行了校核。结果表明:该设计验证仿真平台的稳态计算结果准确,动态趋势合理,适于对船舶蒸汽动力系统进行设计验证。     

一种基于DoDAF的指挥控制系统原型迭代设计方法

对目前指挥控制系统设计的现状进行分析,针对体系结构设计不规范难以互联互通互操作、系统设计初期难以直观展现系统原型和迭代优化的问题,提出了一种基于Do DAF的指控系统原型迭代设计方法,并完成了该设计方法在设计工具上的软件实现,验证了该方法的可行性,实现了指控系统的原型迭代设计。     

用于舰艇效能评估的兰彻斯特方程改进研究

作战效能是舰艇作战系统设计中需首要考虑的指标。兰彻斯特方程被广泛应用于陆/空战的作战效能评估,但由于海战的特殊性,其无法直接应用于舰艇作战系统作战效能的评估。为解决该不足,通过改进多元兰彻斯特方程的作战推演模型和作战单元模型,建立适于评估舰艇作战系统作战效能的改进型兰彻斯特方程。为了验证改进型兰彻斯特方程的有效性,针对一组典型的作战系统配置方案,分别采用多元兰彻斯特方程和改进型兰彻斯特方程进行计算。结果表明,改进型兰彻斯特方程对海战过程的推演更接近于真实的海战交战过程,可为基于作战效能的舰艇作战系统方案设计提供理论支持。     

水面舰艇作战系统的模型集研究

构建合理的水面舰艇作战系统全系统模型,将为作战系统的标准化设计提供技术支持,并为后续的水面舰艇作战系统的优化提供技术基础.通过分析未来水面舰艇作战系统在全生命周期内的设计成果,提取系统设计的关键要素,利用树型结构的功能分解方法和多视图的可视化建模方法,提出了水面舰艇的作战系统模型集(包括功能模型、信息模型、物理模型)的主要组成、相互关系等.     

舰船综合电力系统设计开发模式研究

针对舰船综合电力系统这样一个复杂的非线性系统，本文分析了传统的系统设计与实施方法中存在的问题和问题引起的原因。文章提出了一种新的基于模型的系统研制开发模式，以数学模型作为系统设计开发中的核心，不断的在各个阶段通过验证对系统的设计进行完善。具体描述了整个开发模式中所包含的具体实施步骤，将基于模型的思想贯穿到系统开发的整个过程。     

基于TOPSIS和不确定语言的作战系统功能设备配置方案评价

通过分析舰载作战系统功能设备配置方案优化过程,建立了基于不确定语言的功能设备配置方案评价模型,提出了模型中参数确定方法。采用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)对各方案进行排序,形成了舰载作战系统功能设备配置方案综合评价方法。通过对某型舰作战系统警戒探测设备配置方案进行评价及实装分析,验证了建立的模型和设计的方法是合理可行的。     

S型隶属度函数在评估模型可信度中的应用

隶属度函数是模糊综合评判法的关键问题,以评估舰艇作战态势判断模型的可信度为需要,采用系统分析方法确定该模型的指标体系,针对基于模糊综合评判的模型可信度评估方法的要求,构建了一种新的S型隶属度函数,通过数学原理证明了该函数的正确性,运用仿真工具验证了与实际隶属关系的一致性,总结了该隶属度函数的使用范围和条件,该隶属度函数对于作战决策和预测模型的可信度评估具有较好的适用性。     

强对抗条件下的武器系统体系设计与评估技术

面向复杂强对抗作战环境下新一代武器装备体系化、智能化、实战化的发展需求,针对多武器系统耦合体系作战缺乏体系框架设计方法、武器装备体系贡献率缺乏科学评价手段等问题,开展基于对象模型的武器系统体系设计、数据驱动的装备建模与学习方法、体系对抗博弈的作战态势动态生成等技术研究,构建强对抗条件下自主可控的武器系统体系设计与评估平台,提高体系作战条件下的武器装备设计智能化水平与体系作战效能。     

舰载作战系统网络检测方法研究

随着计算机网络技术在军事装备中的广泛应用，舰载作战系统采用网络分布式体系结构，网络的选型设计及网络的性能、质量成为舰载作战系统设计成败和质量的关键。根据舰载作战系统对网络的需求，研究确定了舰载作战系统网络质量指标体系，提出了网络质量检测方法。     

基于OPN的舰载对空搜索雷达作战效能仿真分析

舰载对空搜索雷达的作战效能评估是电子战领域的一个研究热点,它的评估方法得到了广泛的研究.针对通常的模型不能同时描述舰载对空搜索雷达作战系统的静态结构和动态过程,采用对象Petri网建立了舰载对空搜索雷达作战系统的模型.首先在对舰载对空搜索雷达作战系统分析的基础上,设计了系统对象类,并运用OPDL语言对各个对象类和舰载对空搜索雷达作战过程进行了描述;然后选取了效能评估指标;最后利用所建立的OPN模型进行了仿真,通过仿真运行对不同对抗环境下舰载对空搜索雷达的效能进行了分析,仿真结果与实际相符合.     

水面舰船声隐身性能影响作战效能的因素初探

为了明确水面舰船声隐身性能对作战效能的影响因素,分析了水面舰船面临的水声威胁和声隐身设计特点,给出了水面舰船水声对抗效能初步估算方法,明确了水面舰船声隐身设计的工作方向,并为声隐身作战效能评估体系的构建奠定了基础。     

量纲分析在雷达作战效能评估中的应用

在雷达作战效能评估过程中,科学选用哪种评估方法是做好评估工作的关键。指数模型是用来度量雷达作战效能的一种常用方法,它具有简单实用的优点,因而在实践中被广泛应用。将量纲分析中求无量纲数的方法用于雷达作战效能指数的建模,可以为指数构模提供更大的选择自由和更广阔的应用空间。     

未来舰艇作战系统总体设计模式研究

研究了作战系统总体设计的新模式，提出了自顶而下进行模块分解、系统优化集成、测试评估、实弹打靶、交付的全过程。研究了系统整体设计与层次、模块的关系，提出了适用于所有水面舰艇的作战系统层次模型。这对于作战系统总体设计的新模型是一次有益的探讨。     

水面舰艇平台防空作战能力指标体系与评估

平台中心战是网络中心战的基础,舰艇单平台防空是舰艇编队防空的基础。依据水面舰艇平台防空作战流程,按功能将各个系统划分为传感器节点、决策节点、响应节点以及任务目标节点,同时构建了水面舰艇单平台防空作战能力指标体系,针对评估指标的定性定量特性,引入云重心评估法对水面舰艇单平台防空作战能力进行了评估。结果表明,该模型计算简便、通用性强,为解决军事领域类似问题提供了参考。     

基于网络分析法的舰舰导弹性能评估方法研究

舰舰导弹是水面舰艇攻击敌方舰船的主要武器,是舰船论证初期需要考虑的重要武器装备。文章建立了舰舰导弹作战性能评估指标体系,并使用超级决策软件进行建模;提出了基于网络分析法（analytic network process）的反馈结构评估框架来解决评估指标之间的非独立性和相互依赖关系。在对舰舰导弹三种方案的评估算例中,采用了问卷调查法对指标进行了成对比较,并通过计算极限超矩阵得出不同方案的性能理想化优势度值,为舰舰导弹的方案选型提供了一种可靠的方法。     

Development of a finite element modeling system for ship structures

In ship structural design, many structural analyses by the finite element method are carried out on models at several different scale levels; for example, a whole ship, cargo hold parts, and detailed structures. However, one serious problem with this design and analysis process is that the generation of the finite element models for a complex configuration is very difficult and laborious. To overcome this problem, an object oriented, finite element modeling system, MODIFY, has been developed by the authors. In this paper, the concept of the finite element modeling system and the techniques for the construction of the system are explained. First, the object oriented data structure of the system, based on the Part-Object concept, is proposed. In this concept, not only the geometry of the domain but also the analytical conditions, such as boundary conditions and material properties, and the finite element model, are represented by the object oriented data structure. By using this data structure, effective finite element model generation can be expected. Second, a mesh generation algorithm based on the frontal method is described. The original frontal method by S.H. Lo was improved for application to three-dimensional curved surfaces. A new inner node placement technique to make quadrilateral elements around stress concentrated areas is also proposed. These techniques are suitable for ship structures, and more accurate results from the finite element analysis can be expected. Moreover, the parallel mesh generation is implemented in MODIFY by using the client-server concept to accelerate mesh generation. Third, a prototype system for the automatic finite element model generation for different analysis levels is proposed. The system is based on the concept of the PD part, which is the part in the design and production stage, and automatic computing of the intersection between PD parts. The validity of this system is demonstrated by some examples.     

对抗条件下155mm车载炮武器系统作战效能研究

155mm车载炮武器系统是一种适应信息化战场要求、效费比高、自动化程度介于自行火炮和牵引火炮之间的新型火炮系统。文章选取美军M109式155mm榴弹炮兵连为主要火力对抗对象，通过建立轮流对抗的作战效能模型，对该武器系统的作战效能进行定量分析。     

舰载指火控一体化系统设计研究

舰载指火控一体化系统是优化舰艇资源配置，提高综合作战效能的重要途径。在系统构成设计的基础上，给出了一种参考的作战信息流程，为工程设计人员设计建造指火控一体化系统提供了理论参考。     

基于HLA的装备作战保障仿真设计与实现

基于HLA的架构搭建装备作战仿真架构,有利于集成现有的装备保障系统和作战仿真系统,具有扩展灵活、重用性强的特点。文章介绍了分布式装备作战保障系统仿真系统组成,系统设计,开发与实现。实际应用表明,该装备作战保障仿真架构结构简明,易于实现,有利于实现作战仿真系统与装备保障系统的集成。