复杂系统的信息支持能力评估分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种复杂系统的信息支持能力评估分析方法，该方法包括以下步骤：建立系统能力需求模型、建立信息优势支持能力评估模型、评估信息优势支持能力。本发明专利技术所属的方法基于信息质量对信息的完整性、正确性、更新性、重要性、真实性与可靠性进行建模分析，提出了信息优势的定量评估方法，利用雷达图方法对信息优势进行了综合评估，使得分析更为科学，针对性更强，可用于指导军事信息系统的体系结构设计和该类系统在作战中的组织运用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是涉及军事类大型 网络信息系统的体系结构设计、系统集成及组织运用。
技术介绍
在信息化战场上，能否取得信息优势至关重要。信息优势的作用主要表现在三个 方面一是有效运用力量的能力。在信息优势的保障下，指挥官能够驾驭作战的各个阶段和 各个环节，能够根据任务计划的制定、演练及武器分配，动态地指挥和调集战术的情报、监 视、侦察资源，进行战损评估和用于确保精确打击武器和部队优化使用的战斗评估。二是战 场态势感知能力。包括战时对敌、我(含友方)、中立各方的位置和运动以及所处地理环 境(如地形、天气、水深条件)等各方面信息的获取能力；向所有的作战部队和支援部队，从 联合部队指挥官到单兵，提供共享的战场态势图的能力；在不利的环境条件和遭到敌方干 扰的情况下，提高识别和定位战场态势特征的能力。三是可靠的网络服务能力。具有全球 联通、灵活、可迅速组构的网络服务，自动辅助普通用户方便地访问信息以及在紧急情况下 确保服务的能力。目前，国内外在此方面的研究尚处于理论探索阶段，对复杂信息系统信息优势支 持能力的量化评估主要集中在信息获取、信息处理与信息传输过程的指标分析、量化和评 估模型方法的研究，但这些评估指标比较单一，指标体系建立不够完善，且在系统分析与设 计阶段无法或不易获取相关基础数据，另外也无法体现复杂信息系统对动态的具体使命任 务的支持程度。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种突破传统、且能有效规范 和方便复杂系统信息支持能力评估的分析方法。本专利技术是通过以下技术方案来实现的1、一种复杂系统的信息优势支持能力评估分析方法，包括以下步骤(1)建立能力需求模型能力是指主体为完成使命或任务所应具备基本素质和条件，能力需求分析的步骤 包括使命任务分析、活动分析、节点/实体分析和能力分析，最终得到作战节点关系模型、 作战信息模型和作战活动模型，即能力需求模型；(2)建立信息优势支持能力评估模型首先通过信息域中的信息收集利用各类传感器收集物理域中的战场事实的相关 表现数据和特性；然后信息域中的信息处理对收集到的各类传感器信息进行融合，根据融 合的结果生成战场态势，即公共作战画面CROP ；然后利用信息域中的信息分发将融合生成 的公共作战画面向各个作战单元发送，使全部的作战单元能够共享感知到的战场态势，生 成信息优势支持能力评估模型；(3)评估信息优势支持能力围绕信息质量，从信息的完整性、正确性、更新性、重要性、真实性和可靠性多个角 度对系统收集、处理和分发的作战信息进行分析与评估，即评估信息优势支持能力；(4)基于信息优势的关键节点搜索算法由给定的能力需求模型的结构画出系统的作战节点连接网络图G ；由作战节点连 接网络图导出节点网络的连通性矩阵R ；分别求解网络中各节点的入度和出度，并计算出 各个节点的连通度；按照节点的入度和出度，从大到小对节点分别进行排序，形成两个节点 队列Ql和Q2 ；按照节点在两个队列中的序号确定节点的相对重要性；按照先后次序从相对 重要性队列中节选前若干个节点的队列作为目标队列；基于信息优势确定局部最优关键节 点集；确定全局最优关键节点集N。w及其对应的I。W，N。W即为要重点保护的作战节点集合。步骤(1)所述的使命任务分析关键在于分析目标，对目标进行分解细化，得到目 标分析树，并找出目标之间的冲突关系。活动分析为在明确目标以后，对完成目标的活动流程和状态变化进行深入分析， 描述节点的资源约束以及节点之间信息交换对活动开展的影响。节点/实体分析为描述参与任务的节点，分析节点之间的交互关系，确定节点间 的信息交换，分析实体中包含的角色、组织资源和物理资源，建立较为完整的实体概念模 型，同时建立目标到节点的目标分配模型。能力分析为基于以上的分析和模型，识别能力、能力间的相互关系，建立完善能力 模型，步骤(2)所述的物理域中的战场事实包括交战双方所有的作战单元的属性、类 型、数量，双方拥有的各种传感器材，双方的作战意图、计划。本专利技术的有益效果是本专利技术所述的方法有效规范和方便了复杂系统信息支持能 力的评估，在理论方法体系上，突破了传统的单指标评价的概念，是新一代复杂系统集成分 析与设计的重要支撑手段。附图说明图1为本专利技术一实施例的流程图；图2为本专利技术所述的能力需求分析框架示意图；图3为本专利技术所述的信息优势支持能力评估模型；图4为本专利技术所述的信息优势评估指标体系示意图；图5为本专利技术所述的信息支持能力综合评估结果示意图；图6为本专利技术所述的作战节点连接网络示意图。具体实施例方式下面将结合附图，详细说明本专利技术的具体实施例方式1、总体实现方案本专利技术提出了一种新的复杂系统信息支持能力评估分析方法，实现以能力需求模 型为驱动，综合信息支持能力评估模型和关键节点启发式搜索算法，评估分析复杂系统的 信息优势与信息支持能力。图1为本专利技术实施的流程图。4如图1所示，上述过程由建立能力需求模型、生成信息分发网络模型、建立信息支 持能力评估模型和信息优势、信息支持能力的评估组成。2、具体实现步骤(1)建立能力需求模型能力是指系统(信息系统、武器装备系统与部队)集成化的功能及效能表现，是部 队作战能力的重要体现。构成能力概念的基本要素包括能力本身、使命任务、活动、节点以 及由实体构成的能力配置等。基于能力的系统需求分析思路是从作战使命和任务入手，分析作战目标，围绕目 标构建作战用例和活动模型，进而得到能力需求。能力需求分析与获取是一个自顶向下、环 环相扣的过程模型，包括使命任务分析、活动分析、节点/实体分析和能力分析。如图2所 示的能力需求分析框架示意图。第一步使命任务分析，是作战需求分析的根本点和出发点。使命任务分析关键在 于分析目标，对目标进行分解细化，得到目标分析树，并找出目标之间的冲突关系。第二步活动分析，在明确目标以后，对完成目标的活动流程和状态变化进行深入 分析，描述节点的资源约束以及节点之间信息交换对活动开展的影响，获取的能力需求的 细致程度和准确程度关键取决于本步骤。第三步节点/实体分析，描述参与任务的节点，分析节点之间的交互关系，确定 节点间的信息交换，分析实体中包含的角色、组织资源和物理资源，建立较为完整的实体概 念模型。同时可以建立目标到节点的目标分配模型。第四步能力分析，基于以上的分析和模型，识别能力、能力间的相互关系，建立完 善能力模型。能力需求分析的整个过程是一个复杂的迭代过程，最终以能力需求模型的形式给 出信息系统体系结构设计，包括节点关系模型、信息模型和活动模型等。作战节点关系模型作战节点是完成作战使命和任务的基本单元，是逻辑节点。如 果作战节点之间构成协同关系，则存在信息交换，用需求线表示。作战节点关系模型描述了 系统中的所有作战节点、节点之间的信息交换，以及组成节点的作战实体。作战信息模型作战节点关系模型中描述了作战节点之间的信息交换，而作战信 息模型则是对交换信息的详细描述。作战信息的属性主要包括信息标号、信息元素、信息内 容、发送节点、发送活动、接收节点、接收活动、紧急程度、重要性以及权重等。作战活动模型作战活动模型描述了作战节点为完成作战任务而执行的作战活 动，以及作战活动之间交换的输入输出信息流。作战活动模型描述了作战能力，并且在能力 与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂系统的信息优势支持能力评估分析方法，包括以下步骤：（１）建立能力需求模型能力是指主体为完成使命或任务所应具备基本素质和条件，能力需求分析的步骤包括：使命任务分析、活动分析、节点／实体分析和能力分析，最终得到作战节点关系模型、作战信息模型和作战活动模型，即能力需求模型；（２）建立信息优势支持能力评估模型首先通过信息域中的信息收集利用各类传感器收集物理域中的战场事实的相关表现数据和特性；然后信息域中的信息处理对收集到的各类传感器信息进行融合，根据融合的结果生成战场态势，即公共作战画面ＣＲＯＰ；然后利用信息域中的信息分发将融合生成的公共作战画面向各个作战单元发送，使全部的作战单元能够共享感知到的战场态势，生成信息优势支持能力评估模型；（３）评估信息优势支持能力围绕信息质量，从信息的完整性、正确性、更新性、重要性、真实性和可靠性多个角度对系统收集、处理和分发的作战信息进行分析与评估，即评估信息优势支持能力；（４）基于信息优势的关键节点搜索算法由给定的能力需求模型的结构画出系统的作战节点连接网络图Ｇ；由作战节点连接网络图导出节点网络的连通性矩阵Ｒ；分别求解网络中各节点的入度和出度，并计算出各个节点的连通度；按照节点的入度和出度，从大到小对节点分别进行排序，形成两个节点队列Ｑ１和Ｑ２；按照节点在两个队列中的序号确定节点的相对重要性；按照先后次序从相对重要性队列中节选前若干个节点的队列作为目标队列；基于信息优势确定局部最优关键节点集；确定全局最优关键节点集Ｎ↓［ｏｂｊ］及其对应的Ｉ↓［ｏｂｊ］，Ｎ↓［ｏｂｊ］即为要重点保护的作战节点集合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓明，裘杭萍，权翼川，陈彬，董庆超，鲍广宇，刘勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]