全舰计算环境体系结构和系统集成框架

“全舰计算环境”（TSCE）代表了舰船信息系统集成技术的先进水平,带来舰船系统设计和集成方式的变化.提出一种全舰计算环境体系结构和系统集成框架.全舰计算环境由基础设施和各种领域应用组成.其系统集成框架可以自顶向下分为3个层次,即功能集成、数据集成和物理集成.其中：功能集成包括构件、服务和任务3个层次;数据集成区分实时与非实时应用,包括基于数据分发服务（DDS）的实时数据总线和企业服务总线（ESB）;物理集成除网络基础设施外,还包括显示层、核心层和适配层,分别对应人机接口设备、数据处理设备和适配处理设备.全舰计算环境的工程实施将带来工程管理与系统研制模式的变革.     

智能舰船平台控制系统关键技术

基于全舰计算环境(Total Ship Computing Environment,TSCE)实现舰船全舰综合信息管理与真正的自动化控制,是当今智能舰船一体化、集成化发展的趋势。介绍智能舰船平台控制系统网络结构和控制模式,并针对计算能力、可靠性、实时性等性能需求对ECS关键技术进行探讨。     

基于模型系统工程在全舰计算环境集成框架的应用概览

"全舰计算环境"(TSCE)作为当今软件密集型复杂武器系统的典型代表,需要从研制模式上转变传统的系统工程实践,采用基于模型的系统工程(MBSE)解决方案,从以文档为中心转变为以模型为中心,实现系统的快速开发以应对需求和环境的变化。首先,介绍MBSE的发展概况及国内外相关研究情况,然后,结合TSCE集成框架并参考经典的V模型,梳理系统工程过程,初步建立各个阶段与美国国防部体系结构框架(Do DAF)视点或模型的对应关系。重点讨论为了得到合适的TSCE系统模型应该采用的建模规范和标准,主要包括:系统建模语言(Sys ML)、可扩展标记语言(XML)模式、面向服务架构(SOA)、业务流程模型与标注(BPMN)、军事想定定义语言(MSDL)、联合作战管理语言(C-BML)等。形式化建模方法的应用预期将在构建TSCE集成框架的过程中发挥重要作用。     

水面舰艇作战系统的回顾和展望

介绍国内外水面舰艇作战系统的概况,回顾我国驱逐舰作战系统的研制过程。对水面舰艇作战系统的发展方向进行探讨:应实现平台与负载性能综合兼优;应优化作战系统的体系结构,采用开放式体系结构(OA)的全舰计算环境(TSCE)及应用软件的集成模式;改进信息交换接口设计和数据集成,采用可扩展标记语言(XML)和数据集成总线技术(数据分发服务中间件、企业服务总线);采用面向服务与云计算技术;加强无线通信,实现联合作战。     

新一代水面舰艇作战系统发展理念及途径

新一代水面舰艇作战系统在增强单艘舰艇作战效能的同时,更强调根据使命任务灵活配置,突出其在体系作战中的节点作用。以美海军全舰计算环境(TSCE)、综合海上网络和企业服务(CANES)项目为例,分析国外现状及发展趋势,提出可借鉴美海军舰艇研制的先进设计理念与实现方式,以推进全舰计算环境建设作为作战系统的发展途径,重点是遵循开放式体系结构、构建面向服务的公共计算环境、采用商用成熟技术等。作战系统通过体系规划、顶层设计和跨平台系统集成,使各类水面舰艇有机融合,有利于发挥出海军体系作战的整体效能。     

全舰计算环境工程项目管理研究

美军新型驱逐舰DDG-1000上的全舰计算环境(TSCE)是一项复杂的系统工程,采用最为先进的前沿技术,以软件开发工作为主,1700万行代码在"国家队"授权的、分布在25个地区的80个不同的公司同时开发。该项目不仅在技术实现方面有一定难度,而且在工程项目管理方面也具有极大的挑战性。该文主要介绍美军全舰计算环境工程项目管理的特征和经验,针对工程实施中进度和困难进行总结分析,旨在为我国舰艇信息化发展起到一定参考和借鉴的作用。     

基于可信计算的全舰计算环境安全增强研究

全舰计算环境作为一种先进的舰船设计理念,深刻地影响了现代舰船设计理念。通过对现有全舰计算环境的分析,提出当前全舰计算环境面临的3点安全威胁,并提出了基于可信计算的安全增强手段。针对数据转换过程中缺少完整性校验问题提出了一种基于完整性校验和经验数据库的校验方法,针对设备抗伪造能力不足问题,采用一种基于设备不变属性的完整性校验方法。针对领域应用缺少程序级访问控制问题,提出一种基于可信软件栈的设计流程,从而提高领域应用的可信性。通过可信计算对全舰计算环境安全增强方法的研究,为构建安全可信的舰载系统提供参考。     

美国海军全舰计算环境发展及关键技术

全舰计算环境是新一代舰载系统集成技术,对舰艇平台信息化具有重要意义和影响,是“网络中心战”在单个舰艇平台上的具体体现,也是舰艇平台信息化技术迈向“网络中心战”的一个重要里程碑。本文对全舰计算环境的发展情况、体系结构和主要技术进行介绍。     

舰船动力装置多学科集成设计优化方法

[目的]在充分分析舰船动力装置总体设计研究现状的基础上,指出现有动力装置设计方法中存在缺乏从多学科耦合角度进行仿真和优化,从而制约设计质量提高的问题,有必要开展动力装置多学科集成优化理论、方法及关键技术研究。[方法]建立舰船动力装置多学科集成优化设计系统框架,并对动力装置多学科优化技术、现代设计工具技术、协同仿真、支撑环境、设计软件开发等关键技术进行深入研究。[结果]给出了有效的解决方案。[结论]研究成果能为开展舰船主动力装置多学科集成设计优化提供一定的参考,同时为舰船动力装置设计水平的提高奠定一定的基础。     

美国海军全舰计算环境发展及关键技术

全舰计算环境是新一代舰载系统集成技术,对舰艇平台信息化具有重要意义和影响,是"网络中心战"在单个舰艇平台上的具体体现,也是舰艇平台信息化技术迈向"网络中心战"的一个重要里程碑。本文对全舰计算环境的发展情况、体系结构和主要技术进行介绍。     

有效减少船舶柴油机NOx排放的技术分析

文章综合分析了现阶段船舶柴油机有效减少NOx排放的选择性催化还原技术、燃料水乳化法、水直喷法、喷射时间控制法，并重点阐述了空气加湿技术的原理和特点。     

舰船综合电力系统若干问题分析

我国舰船综合电力系统正处于关键时期,面临如何进一步发展的抉择。通过对舰船综合电力系统的基本概念、发展动因、技术路线和关键技术等问题的分析,指出综合电力系统的实质是实现电能的灵活分配,发展综合电力系统的目标是为了打造电力海上力量,陆上演示验证是舰船综合电力系统发展的关键步骤。同时提出能量管理系统应包含电力系统调度的内容,应全面开展高功率密度推进电机的研究。     

海事服务集（MSP）--实现e-Navigation的关键

文中根据IMO确认的e-Navigation（e-航海）解决方案、技术架构等,介绍了海事服务集（MSP）产生的背景、IMO对MSP的定义以及MSP的意义、现状、未来发展等最新成果,并结合实际,探讨建立、开发MSP的总体思路和技术方法,对开展e-航海研究、制定e-航海发展战略、建立e-航海测试系统等具有一定的指导意义。     

俄罗斯非核动力潜艇推进系统的选择与发展趋势

给出了俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇推进系统的选择及推进系统的组成和参数,介绍了俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇柴油机功率、主推进电机功率、最大水面和水下航速的发展变化,给出了潜艇推进系统的主要形式和舱室布置,并对俄罗斯(前苏联)非核动力潜艇AIP装置,包括闭式循环柴油机装置、闭式循环蒸汽动力装置、电化学发电机装置的研究和设计进行了重点介绍。同时,结合各种潜艇推进系统,对俄罗斯非核动力潜艇推进系统的发展趋势作出了分析。     

面向对象的SoS体系结构建模方法及应用

“系统的系统”（System of Systems,SoS）是一类由众多异质的组件系统为了特定的使命而集成起来的松耦合复杂自适应系统。参照美国国防部体系结构框架DoDAF V2.0,提出了一种面向对象的SoS体系结构建模方法。根据SoS的基本特性,运用统一建模语言（Unified Modeling Language,UML）技术,介绍了面向对象的SoS体系结构的建模思想、方法及过程。最后以自动着舰系统体系结构设计为例,详细展示面向对象的体系结构建模方法的实现步骤,提供组件系统体系结构的建模设计顺序及开发流程。该方法可用于集成系统功能仿真的顶层设计。     

面向服务的舰艇作战系统集成框架研究与原理验证

为适应未来海上战争需求的变化和技术的发展,满足舰艇作战系统集成优化的设计要求,提出采用面向服务架构(SOA)的思想对作战系统进行集成,以提高系统灵活性和互操作能力,实现系统灵活定制部署,促进作战系统系列化发展。介绍面向服务的舰艇作战系统集成的总体框架和技术特征,重点分析面向服务的舰艇作战系统集成的关键技术,并开展集成框架的原理验证试验。试验结果表明,面向服务的作战系统集成技术路线合理可行,在功能层面上能够满足作战系统集成的要求,为作战系统的研制提供了一种新的解决方案。     

无人表面船在港口信息化建设中的应用与思考

无人表面船（USV）是实现港口信息化的新型技术装备。阐述用于港口的无人表面船的技术要点,分析无人表面船船型和总体设计技术路线、动力系统和推进装置的开发、导航与测量传感器集成技术及智能控制技术。对无人表面船相关法律法规的制定与完善提出了一些建议,对未来发展进行了展望。     

30万吨级油轮（VLCC）有效系泊研究

随着我国30万吨级原油码头的日益增多,其系泊安全问题变得越来越重要。文中以The Oil CompaniesInternational Marine Forum（OCIMF）出版的《系泊指南》和国标JTJ295—2000《开敞式码头设计与施工设计规程》为依据,结合新、老30万吨级码头工程实际,对码头系泊设计系统地进行了研究优化,并给出了保证系泊安全的辅助设备措施,研究成果可为今后30万吨级码头系泊安全设计提供借鉴。