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。     

舰船通信敏感数据动态可信度量方法

舰船通信网络中存在大量的敏感数据,这些数据传输过程的安全性具有重要意义。可信计算是一种提高通信网络安全性的重要手段,首先描述可信计算的基本内容,然后基于可信计算设计一种舰船通信系统的数据安全平台,最后针对舰船通信系统的敏感数据共享问题,探究数据域的密钥分发算法,对于提高舰船通信系统敏感数据的安全性有重要作用。     

面向任务的舰船系统信息流程仿真优化方法

针对目前舰船信息系统设计仍以功能集成实现为主,难以提升全舰总体信息交互与信息处理效率的问题,提出一种面向任务的舰船系统信息流程仿真优化方法。该方法进行全舰任务分解与舰员战位关联,然后采用Do DAF的体系结构视图技术建立面向战位任务的舰船系统信息流模型。实验表明,该方法既可检验信息流程的准确性和合理性,也可评估信息交互模型的关键节点和执行效率,可为舰船信息化总体方案验证优化提供一种有效的定量分析技术途径。     

物联网环境下舰船行驶环境安全监测系统

传统舰船行驶安全监测系统主要由舰船各部分监测感应单元构成,通过对检测信号的收集来完成对舰船行驶环境安全的监测。此种方法存在多设备间通信协议不统一,需要中转设备转换计算,且信号再回传解析过程中存在延迟的问题。因此,提出物联网环境下舰船行驶环境安全监测系统设计。首先,对传统多个监测点进行精简,保留关键监测点,创建基于物联网技术的行驶安全监测平台。接着,通过引入航线偏差安全监测算法与综合信号安全监测算法,完成系统软件设计。通过数据场景模拟实验测试所设计系统的监测效果,实验结果表明该系统对舰船行驶环境安全的监测结果较为准确,且监测稳定性较好,证明设计系统在舰船行驶安全监测方面优于传统安全监测系统。     

一种改进的信任链模型

基于BIBA模型,对TCG规范中信任链传递过程中的完整性进行了分析,指出信任链传递写入过程中存在的完整性问题,提出了一种改进的信任链传递模型,实现了系统上电到系统装载过程可信校验和访问控制的方法,有效阻止了恶意代码植入和运行.     

DSP平台的舰船图像增强系统

针对船舶航行图像对比清晰度较低的问题,设计基于DSP平台的舰船图像增强系统。按照DSP处理框架的执行需求,连接图像采集模块及信息增强电路,完成新型图像增强系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,根据舰船图像的信息管理模式,计算具体的函数增强公式,完成系统的软件运行环境搭建,联合相关硬件设备结构,实现DSP平台舰船图像增强系统的顺利应用。对比实验结果表明,与FPGA图像处理系统相比,应用增强型系统后,雾化度指标数值明显降低,船舶航行图像对比清晰度过低的问题得到有效解决。     

基于差分隐私的舰船云数据副本安全共享方法

为了解决舰船混合云应用场景下攻击者利用重复数据删除作为隐通道获取用户隐私信息的问题,提出一种基于差分隐私的舰船云数据多副本安全共享方法,将差分隐私的随机性与轻量级数据加密进行结合,在减少对计算资源占用的同时实现用户隐私信息在混合云上安全共享。本文所提出的方法能够有效抵御侧信道攻击,保证在私有云上和公有云上仅有一个数据副本,用户文件的关键信息均存放在可信的私有云上。     

人工智能技术在舰船室内设计中的应用

针对传统舰船室内设计方法受到设计元素种类的影响,出现设计效果差的问题,以增强舰船室内设计效果为目的,提出人工智能技术在舰船室内设计中的应用研究。采用人工智能技术优化舰船室内视觉信息,利用视觉信息的获取步骤,得到舰船室内设计的视觉信息,将舰船室内设计的二维坐标转换为三维坐标,完成舰船室内的场景建模,最后通过舰船室内设计流程,实现了舰船室内设计。实验结果表明,与其他2种方法相比,基于人工智能技术的舰船室内设计方法可以增强舰船室内设计的效果。     

舰船电磁环境对电子对抗系统作战性能的影响

舰船是电磁环境复杂的武器平台,电子对抗系统在此平台中,其作战性能会因各种电磁干扰而受到影响和危害.分析了大功率雷达、脉冲雷达、高重频雷达和大工作比发射设备对电子对抗系统作战性能的影响,并针对问题探讨了解决方案.最后阐述了实施舰船电磁兼容管理控制对提高全舰电磁兼容性和舰船综合作战能力的重要性.     

虚拟现实技术在舰船维修中的应用

传统的舰船维修方法实时性差,在维修中耗费的时间与人力较多,为此设计一种基于虚拟现实技术的舰船维修方法。建立虚拟舰船维修环境模型,设定舰船零件与零件之间的装备约束条件,提高维修过程的实时性,采用虚拟现实技术全面采集舰船维修故障信息,按照可靠性理论计算舰船维修中各项设备的可靠度,确定舰船中每个设备的维修次序,以此完成基于虚拟现实技术的舰船维修。实验证明,此次设计的舰船维修方法比传统维修方法维修时间短,满足舰船维修的实时性需求。     

基于规范载荷的舰船设计海况等级确定方法

针对军用规范载荷难以给出舰船设计海况等级的问题,根据三维时域非线性水弹性理论分析舰船在典型航速、不同海况下的波浪载荷极值与规范载荷之间的对应关系,进而提出一种确定舰船设计海况等级的方法。以某型舰船为例,基于该方法确定该型舰船的设计海况等级。研究成果表明:采用该方法可有效确定舰船规范载荷对应的设计海况等级,在一定程度上为舰船的安全运行提供参考。     

美海军DDG-1000全舰计算环境体系结构探析

作为美海军新型多任务驱逐舰DDG-1000的关键技术之一,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,带来了舰船系统设计和集成方式的变化。在描述TSCE的项目背景、系统概况、技术架构、任务系统以及海军开放式体系结构(OA)等的基础上,分析全舰计算环境基础设施(TSCE-I)的结构和组成,包括数据处理、适配、人机接口、网络等基础设施,以及实现面向服务架构(SOA)的相关技术权衡,得出公共计算服务环境是未来舰船提高综合作战能力和信息化水平的有效手段。并根据分析研究,提出了开展TSCE研制必须突破的几项主要关键技术。     

改进神经网络的舰船碰撞危险度估计

当前的一些方法在航行行为预测以及碰撞预警能力方面仍存在一些问题,因此提出一种改进神经网络的舰船碰撞危险度估计方法,实现了舰船碰撞危险度的高精度估计。首先基于改进神经网络构建改进神经网络预测模型预测舰船航行行为,以提供碰撞危险度估计的基础数据来源。对舰船碰撞风险中的安全距离模型进行制订,具体包括危险领域安全距离模型、安全会遇领域安全距离模型、舰船动界安全距离模型。通过昆兹模型构建舰船碰撞危险度计算模型,对舰船碰撞危险度进行估计。在某水域进行本文方法的性能测试,测试结果证明该方法的航行行为预测误差低于现有方法,而碰撞预警精度则高于现有方法,提供了舰船防碰撞领域的新研究方向。     

水面舰船综合生命力评估方法研究

为了改进和完善当前舰艇生命力的评估方法,将神经网络和贝叶斯网络评估方法应用到舰艇生命力评估中,提出了综合生命力评估方法。将水面舰艇的生命力体系结构划分为全舰、一级子系统、二级子系统和设备层4个层次。对于全舰与一、二级子系统的生命力评估,采用基于贝叶斯网络的系统生命力评估方法;对于设备层到二级子系统,采用基于神经网络的系统生命力评估方法。同时开发了生命力评估仿真软件,可以解决不同武器模拟攻击下的全舰综合生命力指标评估问题。     

基于规范载荷的舰船设计海况等级确定方法

针对军用规范载荷难以给出舰船设计海况等级的问题,本文通过三维时域非线性水弹性理论分析了舰船在典型航速、不同海况下的波浪载荷极值与规范载荷之间的对应关系,进而提出了一种明确舰船设计海况等级的方法。以某型舰船为例,基于该方法确定了该型舰船的设计海况等级。研究成果表明：该方法可有效明确舰船规范载荷对应下的设计海况等级,在一定程度上为舰船的安全使用提供参考。     

基于区块链的舰船航行大数据共享安全认证研究

传统大数据共享安全认证方法经常出现错误问题,影响舰船航行大数据共享效率。为此,提出基于区块链的舰船航行大数据共享安全认证研究。根据舰船航行大数据的种类,计算出舰船航行大数据共享的总直接信任度,利用区块链技术对舰船航行大数据预处理,得到舰船航行大数据块标签,利用区块链技术确定每一个大数据子块的哈希值,判断舰船航行大数据共享的完整性,实现舰船航行大数据共享的安全认证。实验结果表明,所提方法在舰船航行大数据共享的安全认证中具有更高的可靠性和鲁棒性,从而提高了舰船航行大数据共享效率。     

舰船物联网节点连通路径完整性评估方法

传统的物联网节点连通路径完整性评估方法评估误差较大。为解决这一问题,设计了一种舰船物联网节点连通路径完整性评估方法。首先确定舰船物联网支配集节点,然后选择一个源点和一个目标节点,最后利用SHA-1算法衡量物联网节点连通路径的完整性,以此完成舰船物联网节点连通路径完整性评估。实验对比证明,此次设计的舰船物联网节点连通路径完整性评估方法比传统评估方法评估误差小,能够为舰船物联网节点连通路径完整性评估提供一定的帮助。     

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。     

复杂环境下的舰船视觉图像增强技术

针对当前增强技术存在的区域过渡不自然、块效应、信息丢失严重等问题,以改善舰船视觉图像质量为目标,设计一种复杂环境下的舰船视觉图像增强技术。首先对当前舰船视觉图像增强技术的研究现状进行分析,找到引起不足的因素,然后对舰船视觉图像进行分块操作,对每一个子块进行变换,然后通过Harr变换的方法计算不同子块间的相关度,确定图像增强系数,根据图像增强系数对舰船视觉图像进行自适应增强,最后对增强后的舰船视觉图像进行亮度调度,使图像更加清晰,视觉效果更佳。采用具体舰船视觉图像对增强技术的性能进行测试与分析,实验结果表明,本文方法的舰船视觉图像效果得到了极大改善,舰船视觉图像信噪比、亮度和对比度均要优于对比技术,为舰船视觉图像增强提供了一种新的技术。