舰艇损管任务流程仿真系统研究

舰艇发生各类进水、火灾事故后,需要快速采取损管行动,以保证舰艇的安全。损管工作的实施,需要舰艇多个专业战位配合,需要多类监控系统的共同参与完成。然而,由于损管任务的复杂性,目前还不能从损管任务驱动的角度,对相关系统的监测、控制过程进行描述,无法使舰员体验各战位、各系统之间的交互关系。因而,舰员不便于开展损管任务的协同训练。本文首先构建了损管任务流程仿真系统的架构;然后分析了信息数据流程关系;最后通过案例说明了损管任务的时序过程和信息交互。实际应用效果表明,该仿真系统能够模拟"信息监测-任务控制-信息交互"的全过程,不仅可用于舰员开展损管任务处置过程的训练,也可作为舰船平台网的一种损管辅助决策手段。     

基于舰船云计算的电子信息交互系统设计

提出一种基于舰船云计算和嵌入式多模控制的电子信息交互系统设计方法,采用嵌入式ARM进行舰船电子信息交互系统的云计算软件内核开发,采用多模TCP/IP以太网技术构建电子信息交互的信息传输模块和网络通信模块,利用ARM片上控制器来完成电子信息系统的读写和信号实时处理,在云计算环境下进行舰船电子信息交互系统硬件设计和软件开发,包括串口设计、外部存储器设计和AD接口设计等。最后进行仿真测试分析,结果表明,采用该系统进行舰船电子信息交互处理的吞吐性能较好,实时处理能力较强,提高了电子信息与信号的分析与检测能力。     

舰船损管信息可视化的GIS实现方法

鉴于我海军舰船普遍存在的损管信息获取手段落后,进而严重制约损管行动效率的现状.提出了基于GIS的舰船损管信息可视化技术,详细阐述了损管信息栅格图像及其获取与处理的方法、损管图表的矢量化技术以及损管图表的GIS实现方法等关键技术。实例表明,该技术可实现全舰重要损管信息的可视化,达到直观显示、快速查询的目的.对增强舰船的生命力和战斗力具有重要的作用。     

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。     

基于任务驱动的舰船集成优化设计方法及应用

在确定舰船平台装载容量和主要作战性能指标的前提下,针对由于舰载资源扩展的约束性、多维度多任务执行的并发性而导致的舰船综合作战能力最大化与空间、排水量、能量及信息等资源稀缺性之间的矛盾,打破以往基于功能堆砌的集成方式,提出基于任务驱动的集成方式,形成创新集成优化设计方法,用于指导总体设计方案优化,从而实现舰船功能系统的冗余优化和减员增效目标。论文提出了舰船集成优化设计流程;建立了集成优化效果的多目标综合评价模型;然后针对作战航行任务完成了详细的集成优化实施方案和计算过程。案例应用结果表明:采用论文提出的方法生成优化方案,与原方案相比,人员编制缩减27.3%,集成优化效果提升15.1%。该方法具备良好的工程适用性,可为优化装舰系统规模、提高系统运行效率、减少人员编制以及降低全寿期费用等提供普遍适用的解决方案。     

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。     

基于PDM的舰船计算书自动生成技术

舰船的研制是一项涉及专业面广、流程复杂的系统工程,传统的舰船计算书编制流程繁琐,存在质量隐患。针对计算书编制流程复杂的问题,提出一种新的基于PDM的计算书自动生成系统。该系统利用Office软件的数据交互技术等信息化手段,将舰船设计标准和规范以程序的方式嵌入到计算书模板文件中,同时利用Office在线编辑技术,在PDM中建立基于模板的计算书开放式管理框架,实现计算书文件数据与PDM系统数据的实时交互。该系统的上线运行提升了专业人员设计过程中的计算准确度和计算效率,在舰船总体设计过程中为设备配置、初步方案的形成奠定了良好的基础,同时也加强了舰船设计过程中的质量管控,沉淀了设计知识。

     

一种水面舰艇作战信息交换仿真模拟系统设计与实现

随着武器装备技术的不断发展,水面舰艇作战系统各类子系统之间信息交互频繁,交互流程直接影响水面舰艇作战效能。以水面舰艇典型作战任务为牵引,分析水面舰艇作战系统子系统内部信息交互流程,设计了一套水面舰艇作战信息交换仿真模拟系统,能够对水面舰艇主要作战系统的信息交互过程进行模拟和展示,对于优化舰艇作战系统信息交互流程具有一定意义。     

舰船电子海图显示界面视觉交互设计方法

为了实时获取舰船电子海图认知性信息,提高舰船电子海图显示界面可用性,提出一种新的舰船电子海图显示界面视觉交互设计方法。选择Axure RP进行舰船电子海图显示界面视觉交互设计,包括浮动窗口、子菜单栏以及主界面,设置3种色彩模式,分别为白天模式、夜晚模式、黄昏模式。以系统界面变化特点与用户操作方式为依据,分类舰船电子海图显示界面视觉交互动作,完成舰船电子海图显示界面视觉交互设计。测试结果表明,该设计方法的可用性较好、认知效率较高、认知理解的难度较小,电子海图显示界面视觉交互效果得到保证。     

基于角色的舰船作战系统设计方法

随着舰船作战系统的发展,其软件的复杂程度越来越高,分布性、并发性、实时性、智能性越来越多地出现在软件需求中。而传统的软件设计方法(例如面向对象)没有提供很完善的方法来解决这些问题,原因在于复杂系统有太多的因素需要考虑,利用传统方法往往使得建立的模型复杂度过高。基于上述背景,本文将基于角色的智能体技术引入到舰船作战系统的设计中,以智能体角色为设计方法的核心概念。该方法构建了角色模型、交互模型和状态模型。其中,角色模型用来表示各个智能体的目标,其包含的各个角色以及每个角色所实现的功能;交互模型用来表示智能体之间的交互方式,描述智能体如何获取自己所需要的信息;状态模型用来表示智能体如何随着具体环境的变化而不断改变自己的状态。通过这3个模型能有效分析舰船作战系统的模型需求和元素特性。给定案例的分析结果表明,该设计方法能够解决传统方法所遇到的难题,为舰船作战系统的研制提供了新的技术手段。     

模糊信息融合方法在分布式基准系统中的应用

由于舰船导航和武器系统的精度和可靠性等要求的不断提高以及分布式指控系统的发展，建立全舰统一姿态基准系统已成为必然。提出了利用测量结果推算出的甲板挠曲姿态信息作为分布式捷联姿态基准系统（简称分布式捷联基准）的补偿信息，然后利用基于模糊理论的信息融合方法建立全舰统一姿态基准系统。最后通过对简易模型的仿真研究，证明了这种方法是可行的并具有较高的精度。     

基于HOOPS的虚拟舰船可视化平台开发研究

提出利用HOOPS组件技术开发虚拟舰船可视化平台的方法,介绍舰船三维模型建立及优化的方法和转换为HSF格式的过程,实现了舰船三维模型与舰船信息数据库的联系及交互.     

舰船虚拟网络动态数据交互方法优化研究

为保证舰船出行安全,需要舰船与岸上基站之间实时保持交互联系,因此对于数据交互性能具有极高的要求。为此,为减少舰船虚拟网络动态数据交互时延,降低丢包率,进行数据交互方法优化研究。该研究首先明确舰船虚拟网络拓扑结构模型,然后以数据交互时延作为最小目标,最后利用蚁群算法求取目标函数最优解。结果表明:与文献中2种方法相比,利用所研究的方法进行舰船虚拟网络动态数据交互,交互时延较短,且丢包次数为0,证明该方法能提高数据交互性能。     

水面舰船论证阶段船型方案多目标优化方法

为在水面舰船论证阶段有效开展船型优化选型,基于水面舰船船体参数化建模方法、CFD水面舰船航行性能快速预报技术、多目标优化技术等,建立水面舰船论证阶段船型方案多目标优化方法和流程.通过实例应用表明,该方法流程可有效支撑在该阶段开展船型方案的多目标优化工作.     

基于物联网技术的舰船装备与物资贮运系统研究

随着物联网技术在工业控制领域获得了广泛应用,在舰船装备与物资贮运过程中,可以充分发挥物联网技术的优势,实现高效的、非常经济的装备运输。本文主要研究了一种新型的基于物联网技术的硬件架构和优化算法,建立了适用于舰船装备的设备管理和物流运输体系,通过对舰船运输任务进行流程优化,改善了装备贮运的效率,对舰船装备管理系统进行升级和改造。文中还创新地采用了PID控制与物流网结合的方式,提高了控制效率。     

船机电系统自主控制平台及资源分配策略

针对船机电系统大多依旧基于“人在回路”通讯及独立决策模式,难以进一步精简人员配置和提升运行效能的问题,提出一种船机电系统自主控制平台。该平台采用多代理（Multi-Agent）分级控制结构联合船机电系统,基于资源分配策略模型自主进行系统资源分配与任务调度,使舰船平台具备无人监督时的自重构与自决策执行能力,实现船机电系统作业模式从传统的基于人员运行向自主运行转变。试验表明,该平台能够自主结合任务需求和环境条件进行决策评估与资源优化,可有效提高舰船平台的整体生命力和任务执行效能。     

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.     

舰船平台强电磁脉冲威胁与防护要求

电磁脉冲是一种通常由高空核爆炸引起的瞬间电磁能爆发,能够对海军舰载电子信息系统及武器装备等造成严重影响甚至是毁伤。为了解美国海军在全舰电磁脉冲效应研究方面的相关信息,调研美国海军曾建造的两代舰船电磁脉冲辐射环境模拟器的参数、试验场选址及多次全舰电磁脉冲试验情况,并介绍目前正准备建造的新一代全舰威胁级电磁脉冲模拟器的参数和要求,以及当前用于全舰试验的电磁脉冲模拟器替代品−低幅度连续波扫频辐照系统,分析这些设施在当前美国海军电磁脉冲试验与鉴定中的重要性和作用,探讨美国海军建造新一代全舰电磁脉冲模拟器面临的主要问题。指出,全舰防护研究工作的重要内容是建造全舰电磁脉冲试验设施,开展全舰电磁脉冲效应建模与仿真,并制定相关的试验与防护标准等。     

基于DDS技术的舰船平台综合管理系统

构建全船统一的信息集成体系框架,解决舰船航行、动力、电站、辅机等不同系统间的信息集成共享和综合管理是平台综合管理系统设计的关键和重点.在分析数据分布服务(DDS)原理和特点的基础上,提出了基于DDS技术的平台综合管理系统,并重点阐述了该系统的体系架构、信息交互流程和系统特性优点.通过搭建平台管理仿真系统测试了基于DDS...     

基于CAN总线的舰船主动力仿真系统设计

为提高舰船主动力监控系统调试的效率,缩短主动力监控系统的出厂检验时间,增强学员系统操作培训的效果,我设计了基于CAN现场总线的舰船主动力半实物实时仿真系统。本文建立了舰船主动力系统的Simulink模型,通过CAN总线将I/O接口箱和仿真计算机相连,将Simulink中的模型数据与VC程序实时交互,并由VC界面实时显示。该系统应用于舰船主动力系统调试中,并获得了良好的调试效果,满足设计的要求。