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基于DoDAF的顶层设计建模与验证
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基于DoDAF的顶层设计建模与验证

  摘要:体系结构模型是顶层设计的重要方法之一,是降低风险、缩短研制周期、保证系统满足军事需求的霞要手段。针对体系结构建模和验证,对综合电子信息系统(c4ISR)采用基于DoDAF进行顶层没计的方法,以要地防空指控系统为实例,展示建模与验证的过程,结果证明了该方法的可行性。

  关键词:综合电子信息系统;顶层设计;模氆验证

  综合电子信息系统(c4ISR)作为典型的“开放复杂巨系统”,其开放性和复杂性决定了其必须在系统工程理论和方法指导下进行研制,以确保最终实现的系统能满足军事需求⋯。为有效开发C4ISR,控制开发风险、注重顶层设计并验证其正确性已成为共识。在系统开始研制前,根据军事需求建立体系结构模理并对其进行验证和检验,对提高C4ISR的研发效率、缩短研制周期、降低研制风险具有重要意义。

  l、基于DoDAF的顶层设计建模与验证

  为适应C4ISR日益网络化的趋势,系统实现途径已经出现了霞大的变革,由先期研制、后期集成逐步过渡到注重先期顶层设计、全过程验证。在系统设计技术方面,蕈视研究体系结构,规范系统设计方法,具体指导系统顶层设计和综合集成。

  1.1 DoDAF简介

  美国国防部根据国际系统工程领域的技术进展和美国最近20年来的军事系统研发经验,先后颁布了DoDAF v1.0和DoDAF v1.5作为指导所有军事工程项目研发的系统工程方法论。DoDAF提出体系结构描述的4个视图:全景视图,作战视图,系统视图,技术视图,并给出相应的26个描述性产品,分别从不同角度描述系统体系结构的构建和发展¨。J。但DoDAF只提出设计符合该框架的若干指导原则,并未提供开发体系结构产品的方法学和详细过程。

  目前以体系结构框架为核心,使用国际对象管理组织OMG和国际工程协会INCOSE发布UML2.0141和SysML,对C4ISR进行顶层设计建模和仿真的现代系统工程思想和方法学,已得到业界的广泛重视。

  1.2 C4ISR顶层设计建模和验证

  C41SR的顶层设计是一个自顶向下、从抽象到具体的过程,应遵循现代系统工程思想和方法,基于模型驱动体系结构/模型驱动开发(MDA/MDD),按体系结构框架标准,使用UML2.0和SysML来建立系统的可执行模型,通过高层概念仿真来验证、校核模型与需求对应关系准确性、一致性,从而保证顶层设计的正确性。设计过程中首先是从作战概念设计出作战体系结构概念模型,在其基础上设计系统体系结构模型,包括功能部件的结构模型和信息流程和关系的对象模型,通过可执行模型的运行,进行逻辑上的体系结构评价和评估。从长期来看,由于需求的不稳定性,上述过程应该是持续、反复进行的,在某一阶段需求确定的前提下,进行迭代研究。基于DoDAF的顶层设计建模与验证大致分为3个阶段:作战体系结构设计阶段,系统体系结构设计阶段,体系结构模型验证阶段。

  1.2.1作战体系结构设计

  作战体系结构设计的任务是描述要系统支持的作战概念,包括完成作战任务的活动、作战要素、人员/组织之间的相关信息交换,定义交互信息的类型、频度、支持的作战话动以及信息种类,揭示作战能力和互操作性方面的需求。相应的产品有:高层作战概念OV-I,作战节点连接描述OV-2,作战信息交换矩阵OV-3,组织关系描述OV-4,作战活动描述OV-5,作战规则描述OV-6a,作战状态转换描述OV-6b,作战事件跟踪描述OV-6c,逻辑数据模型OV-7等。作战体系

  结构设计具体步骤如下:

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