一種作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其特包括作戰(zhàn)指揮控制概念分析，作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析和作戰(zhàn)指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建三個主要建模過程。本發(fā)明針對作戰(zhàn)指揮控制流程建模的實際需求，提出了一種作戰(zhàn)指揮控制流程的建模方法，從作戰(zhàn)指揮概念分析入手，規(guī)范了從概念分析到要素與層次分析，再到模型構(gòu)建的完整建模過程，針對不同作戰(zhàn)指揮流程問題層次，采用形式化、圖形化和模板化的模型描述方式對模型進行構(gòu)建，使得建立的指揮控制流程模型操作性更強、更加具體化、微觀化，可以直接服務于作戰(zhàn)指揮控制流程仿真需要。
【專利說明】一種作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建模方法，具體涉及一種作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，屬于計算 機作戰(zhàn)仿真技術(shù)領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 在數(shù)字化條件下的作戰(zhàn)活動，戰(zhàn)場的透明度越來越高，作用域的情況更加復雜，參 戰(zhàn)的各軍兵種數(shù)量增多，而且都是以協(xié)同作戰(zhàn)形式參與作戰(zhàn)活動，從而使得部隊的指揮控 制日趨復雜，對部隊指揮控制機構(gòu)的信息獲取能力、運籌決策能力、計劃組織能力、并對作 戰(zhàn)部隊、武器系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)能力，提出了更高的要求。
[0003] 作戰(zhàn)指揮控制是指揮控制機構(gòu)依據(jù)獲取的情報信息、根據(jù)作戰(zhàn)規(guī)則等形成作戰(zhàn)決 心方案，利用信息流對作戰(zhàn)人員和武器裝備系統(tǒng)所產(chǎn)生的物質(zhì)流和能量流實施有效的組織 和調(diào)控活動，以達到作戰(zhàn)目的。
[0004] 作戰(zhàn)指揮控制流程，是指揮控制活動的操作流程，是指揮人員和指控機構(gòu)，依托于 一體化指揮信息系統(tǒng)，為取得和保持指揮決策優(yōu)勢，以快速高效的獲取、處理、運用和共享 戰(zhàn)場信息為核心，進行情報、決策、控制、評估等基本指揮控制活動的邏輯順序和基本步驟。
[0005] 隨著軍隊數(shù)字化建設(shè)的不斷深入，作戰(zhàn)指揮控制呈現(xiàn)出一定的智能性、自主性和 靈活性，部隊在未來戰(zhàn)場上是否能夠運用的合理，指揮控制機構(gòu)是否能夠充分的發(fā)揮效能， 指揮控制流程是否能夠合理的運行，將直接關(guān)系到部隊作戰(zhàn)的勝敗。因此，開展指揮控制流 程的建模研究，解決部隊建設(shè)和作戰(zhàn)實踐中缺乏微觀、工程化指揮控制流程分析及建模的 問題，對于提高作戰(zhàn)指揮效能具有重要的意義。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其使得 建立的指揮控制流程模型操作性更強、更加具體化、微觀化，為進行作戰(zhàn)指揮控制仿真提供 了可靠的模型支撐。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其 包括作戰(zhàn)指揮控制概念分析，作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析和作戰(zhàn)指揮控制流程模型 及其描述模板構(gòu)建三個主要建模過程;其中：
[0008] 作戰(zhàn)指揮控制概念分析:包括作戰(zhàn)指揮控制環(huán)節(jié)劃分和作戰(zhàn)指揮控制流程概念框 架構(gòu)建兩個具體步驟，所建立的作戰(zhàn)指揮控制基本環(huán)節(jié)模板和作戰(zhàn)指揮控制流程概念框 架，為進行作戰(zhàn)指揮概念分析提供了方法和手段，為進行作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分 析提供了基礎(chǔ)；
[0009] 作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析:包括作戰(zhàn)指揮控制流程要素分析和層次分析 兩個具體步驟，以概念框架為輸入，分析在完成具體任務時所需的指揮控制流程實體所需 具備的功能及其完成具體任務時所需的活動，并進一步劃分指揮控制流程的基本流程和擴 展流程，更加詳細的描述出指揮控制流程實體的活動；
[0010] 作戰(zhàn)指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建:包括作戰(zhàn)指揮控制流程的形式化描 述、圖形化描述和模板描述三個模型描述層次，以完成指揮控制任務序列的實體為輸入，運 用形式化多元組語言、統(tǒng)一建模語言（UML)的用例圖、類圖、狀態(tài)圖、序列圖和活動圖等形 式，更加深入具體的描述指揮控制流程中的實體、實體組織、實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移以及實體交互活 動，并建立相應的描述模板，使得建立的指揮控制流程模型操作性更強、更加具體化、微觀 化。
[0011] 本發(fā)明的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法進一步為:所述作戰(zhàn)指揮控制環(huán)節(jié)劃分為謀 劃決策環(huán)節(jié)、組織計劃環(huán)節(jié)、部署調(diào)整環(huán)節(jié)、組織協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)和監(jiān)督控制環(huán)節(jié)。
[0012] 本發(fā)明的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法進一步為:所述作戰(zhàn)指揮控制流程要素分析 主要包括指揮控制流程任務序列分析、指揮控制流程實體功能分析，以及指揮控制流程實 體活動分析。
[0013] 本發(fā)明的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法進一步為:所述作戰(zhàn)指揮控制流程的圖形化 描述包括流程執(zhí)行實體及實體交互的圖形化描述、流程執(zhí)行實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的圖形化描述， 以及流程執(zhí)行實體交互時序的圖形化描述。
[0014] 本發(fā)明的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法還為:所述作戰(zhàn)指揮控制流程的模板描述包 括流程執(zhí)行實體、實體交互以及實體組織的描述模板，流程執(zhí)行實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的描述模板， 以及流程執(zhí)行實體交互活動時序模板構(gòu)建。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方 法對作戰(zhàn)指揮控制流程建模的實際需求，提出了一種作戰(zhàn)指揮控制流程的建模方法，從作 戰(zhàn)指揮概念分析入手，規(guī)范了從概念分析到要素與層次分析，再到模型構(gòu)建的完整建模過 程，針對不同作戰(zhàn)指揮流程問題層次，采用形式化、圖形化和模板化的模型描述方式對模型 進行構(gòu)建，使得建立的指揮控制流程模型操作性更強、更加具體化、微觀化，可以直接服務 于作戰(zhàn)指揮控制流程仿真需要。 【【附圖說明】】
[0016] 圖1是本發(fā)明的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法的流程圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制基本環(huán)節(jié)模板圖。
[0018] 圖3是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程概念框架圖。
[0019] 圖4是本發(fā)明指揮控制流程要素及層次關(guān)系分析方法流程圖
[0020] 圖5是本發(fā)明指揮控制流程任務序列框圖。
[0021]圖6是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程的實體圖。
[0022]圖7是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程的實體功能圖。
[0023]圖8是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程實體活動圖。
[0024] 圖9是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制基本流程例圖。
[0025] 圖10是本發(fā)明分析判斷情況的擴展流程例圖。
[0026] 圖11是本發(fā)明指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建方法流程圖。
[0027] 圖12是本發(fā)明模型及模板的方法論示意圖。
[0028] 圖13是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程的用例圖。
[0029] 圖14a、圖14b和圖14c是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程實體組織類圖。
[0030] 圖15是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮實體的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型圖。
[0031] 圖16是本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程實體交互活動時序模型圖。 【【具體實施方式】】
[0032] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細地描述。
[0033] 如圖1所示為本發(fā)明作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法流程圖，包括作戰(zhàn)指揮控制概念 分析，作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析和作戰(zhàn)指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建三個 主要建模過程。
[0034] 一、作戰(zhàn)指揮控制概念分析 [0035](一)作戰(zhàn)指揮控制環(huán)節(jié)劃分
[0036]基本環(huán)節(jié)是指揮方式、指揮技術(shù)在指揮過程層面的反映，依據(jù)指揮控制流程基本 環(huán)節(jié)劃分的分析，將作戰(zhàn)指揮控制流程的基本環(huán)節(jié)劃分為謀劃決策環(huán)節(jié)、組織計劃環(huán)節(jié)、部 署調(diào)整環(huán)節(jié)、組織協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)和監(jiān)督控制環(huán)節(jié)，如圖2所示。
[0037](二)作戰(zhàn)指揮控制流程概念框架構(gòu)建
[0038] "流程"是對"基本環(huán)節(jié)"的細化，是微觀層面的環(huán)節(jié)，是更具操作層面的描述，依據(jù) 作戰(zhàn)指揮方式、影響指揮控制流程的指揮技術(shù)以及指揮控制流程的環(huán)節(jié)，建立指揮控制流 程的概念框架，如圖3所示。
[0039] 二、作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析
[0040] 本過程以作戰(zhàn)指揮控制流程的概念框架為輸入，具體分析支撐部隊完成高效、合 理的指揮控制流程而所需完成的具體任務，進而分析在完成具體任務時所需的指揮控制流 程實體所需具備的功能及其完成具體任務時所需的活動，并進一步劃分為作戰(zhàn)指揮控制流 程的基本流程和擴展流程，更加詳細的描述出指揮控制流程實體的活動。其方法過程如圖4 所示。
[0041 ]( - )作戰(zhàn)指揮控制流程要素分析
[0042]在得到了作戰(zhàn)指揮控制流程概念框架的基礎(chǔ)上，為使得流程運行的科學、合理、高 效，需要對流程中的每個環(huán)節(jié)、步驟進行深入分析，從而分析出完成每個環(huán)節(jié)而所需完成的 相應的任務。指揮控制流程中的任務的完成，需要作戰(zhàn)指揮控制流程中的實體根據(jù)各自的 業(yè)務職責即實體所具備的功能，通過一定的活動才能完成。
[0043]運用基于作戰(zhàn)實體的指揮控制流程的區(qū)分方法，合理定義指揮控制任務序列、作 戰(zhàn)實體功能與作戰(zhàn)實體活動等指揮控制流程要素，正確區(qū)分指揮控制任務序列、實體功能 與實體活動間的關(guān)系。
[0044] 1.指揮控制流程任務序列分析
[0045] 作戰(zhàn)指揮控制流程的基本環(huán)節(jié)由一系列任務組成，而對基本環(huán)節(jié)的細化又構(gòu)成了 指揮控制流程的結(jié)構(gòu)框架。指揮控制流程的基本環(huán)節(jié)及其結(jié)構(gòu)框架決定了部隊為完成其指 揮控制流程所需完成的任務。指揮控制流程的任務序列，是指揮控制機構(gòu)對作戰(zhàn)部隊實施 指揮控制過程中的任務，其任務主要包括:對上級作戰(zhàn)命令的分析、理解，戰(zhàn)場態(tài)勢的評估， 作戰(zhàn)計劃的擬制，計劃的優(yōu)化和選擇，作戰(zhàn)指令的下達?？刂频娜蝿罩饕腔趹?zhàn)場態(tài)勢的 糾偏調(diào)控，根據(jù)情報偵察系統(tǒng)收集的戰(zhàn)場信息以及部隊反饋的作戰(zhàn)信息，對作戰(zhàn)部隊進行 實時的糾偏調(diào)控。建立如圖5所示的作戰(zhàn)指揮控制流程的任務序列框圖是進行指揮控制流 程任務序列分析的主要方法和工作。
[0046] 2.指揮控制流程實體功能分析
[0047] 實體是對具備指揮、控制行為能力的單元的描述，指揮控制流程的任務需要相應 的作戰(zhàn)實體完成，而作戰(zhàn)實體需要相應的功能才具備了完成任務的能力。在指揮控制流程 實體功能分析中，首先建立如圖6所示的作戰(zhàn)指揮控制流程中的實體圖，在建立實體圖的基 礎(chǔ)上，建立如圖7所示的作戰(zhàn)指揮控制流程實體功能圖，完成作戰(zhàn)指揮控制流程實體功能分 析的主要工作。
[0048] 3.指揮控制流程實體活動分析
[0049] 實體的功能決定了實體所進行的活動，而實體只有通過一定的實體活動才能完成 指揮控制流程的任務。在進行指揮控制流程實體活動分析中，建立如圖8所示的指揮控制流 程實體活動圖，完成本步驟的主要工作。
[0050] (二)作戰(zhàn)指揮控制流程層次分析
[0051] 指揮控制流程中的任務都是在指揮人員的統(tǒng)一領(lǐng)導下，由多個業(yè)務部門的參謀、 輔助決策系統(tǒng)和作戰(zhàn)部隊等完成的，每個任務都有相應的流程，流程通過相應的活動來完 成。根據(jù)指揮控制流程的任務序列，要把指揮控制流程區(qū)分為基本流程和擴展流程。
[0052] 1.基本流程分析
[0053]對于指揮控制流程的基本流程的分析，需要分析其中每個活動的具體內(nèi)容以及彼 此之間的相互關(guān)系，明確可以同時開展的活動和需要先后次序才能開展的活動，進行基本 流程的設(shè)計。首先將活動執(zhí)行者用角色分別表示出來，然后將活動進行分解調(diào)整，最后按先 后順序劃分到各角色。建立如圖9所示的指揮控制流程的基本流程圖。
[0054] 2.擴展流程分析
[0055]以分析判斷戰(zhàn)場情況活動的擴展流程分析為例，將基本流程中的分析判斷戰(zhàn)場情 況活動進一步分解為幾個子活動，其中收集信息又可以分為指控機構(gòu)根據(jù)作戰(zhàn)任務而需要 了解的戰(zhàn)場中相關(guān)作用域的各類信息情況，確定收集這些所使用的主要偵察手段，如了解 作戰(zhàn)部隊的彈藥物資使用情況，則主要根據(jù)部隊的反饋情況得知。處理信息活動首先要明 確為了更加高效完成作戰(zhàn)任務而所需的信息，從而增加了處理信息活動的針對性，減少了 工作量，之后綜合運用人工判讀和計算機處理等技術(shù)手段對信息進行處理，以便于進行戰(zhàn) 場態(tài)勢的分析、評估，為擬制作戰(zhàn)計劃打下堅實的基礎(chǔ)。分析判斷情況的擴展流程如圖10所 不。
[0056]三、作戰(zhàn)指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建
[0057]以完成指揮控制任務序列的實體為輸入，運用形式化多元組語言、統(tǒng)一建模語言 (UML)的用例圖、類圖、狀態(tài)圖、序列圖和活動圖等形式，更加深入具體的描述指揮控制流程 中的實體、實體組織、實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移以及實體交互活動，并建立相應的描述模板，使得建立 的指揮控制流程模型操作性更強、更加具體化、微觀化。本過程的思路結(jié)構(gòu)圖如圖11所示。 [0058]流程執(zhí)行實體、實體交互、實體組織模型及其描述模板構(gòu)建的方法論示意圖，如圖 12所示。構(gòu)建流程執(zhí)行實體、實體交互、實體組織模型及其描述模板，首先對實體、實體交互 以及實體組織進行形式化多元組的描述，對描述模板建立頂層的宏觀描述，明確指揮控制 流程中實體的隸屬關(guān)系、基本屬性等基本參數(shù)，確定其組成要素，對其內(nèi)部構(gòu)成有了直觀的 了解;之后構(gòu)建圖形化描述的中間層，通過UML的用例圖、類圖、狀態(tài)圖以及順序圖，構(gòu)建指 揮控制流程實體的交互關(guān)系、組織關(guān)系等關(guān)系，對其狀態(tài)如何轉(zhuǎn)移、實體之間如何交互運用 相應的圖形進行表示，是對頂層實體的形式化多元組描述的細化描述。最后建立底層的具 體操作層，即描述模板，構(gòu)建適用于作戰(zhàn)指揮控制流程的實體、實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移以及實體交互 時序的描述模板，使得描述更加細化、微觀化，操作性更強。
[0059] ( - )作戰(zhàn)指揮控制流程的形式化描述
[0060] 作戰(zhàn)指揮控制流程的實體，是完成流程中各個步驟、任務的主要載體，其形式化多 元組描述表述為：
[0061] E = <name ； ID；basic attribute ；space attribute ；action；task；efficiency)
[0062] E代表實體，它包括實體的名稱、實體標識、實體所具備的基本屬性、空間屬性以及 效能屬性。
[0063]其中基本屬性(Basic Attribute)是實體的級別、隸屬、分類等信息，這是作戰(zhàn)指 揮控制流程中每個實體都必須標注出來的內(nèi)容;空間屬性主要標識出實體存在的空間位置 等信息;如執(zhí)行實體主要存在的空間為數(shù)字化戰(zhàn)場;行為主要標識出實體執(zhí)行的行為，如指 揮員實體主要的行為就是指揮與決策行為;任務主要標識出實體所要完成的各項任務，如 傳感器實體完成的主要任務即收集指揮員所需的戰(zhàn)場上的各類信息；效能即標識了各類實 體的行為及其任務完成的效能，如指揮實體下達的作戰(zhàn)指令是否科學、合理，更有利于作戰(zhàn) 部隊完成作戰(zhàn)任務。
[0064] 作戰(zhàn)指揮控制流程的實體交互活動是流程能夠順利進行的主要條件，沒有實體之 間的交互，就無法實施指揮控制。作戰(zhàn)指揮控制流程的實體交互活動的形式化多元組描述 可以表示為：
[0065] Interaction = <name ； ID； interactive entity ；task； influence attribute)
[0066] Interaction代表實體交互活動，它包括實體交互名稱、實體交互的標識，發(fā)生交 互的源實體和交互的參與實體、發(fā)生交互的任務以及源實體和參與實體交互的影響屬性。 [0067]其中交互的標識是實體交互的級別、隸屬關(guān)系等信息；源實體即主動要求與其他 實體產(chǎn)生交互的實體，參與實體即與源實體進行交互的實體;如作戰(zhàn)指揮控制流程中下達 指令時源實體即指揮實體，參與實體即執(zhí)行實體。任務即實體發(fā)生交互時的任務;影響屬性 即包括源實體對交互行為影響的能力和參與實體影響交互行為的能力，如下達指令時指揮 實體的指令對作戰(zhàn)部隊執(zhí)行任務的影響力，以及作戰(zhàn)部隊執(zhí)行任務時是否完全按照作戰(zhàn)指 令的要求而執(zhí)行的。
[0068]作戰(zhàn)指揮控制流程中包含實體交互關(guān)系的組織由一系列實體在其組織中擔任的 角色交互構(gòu)成，只有同一組織內(nèi)的實體才能發(fā)生交互關(guān)系。作戰(zhàn)指揮控制流程中實體組織 的形式化多元組可以描述為：
[0069] Organization:〈name;ID;basic attribute；interaction relationship；task； influence attribute〉......................................................... ..............................(3)
[0070] Organization代表實體組織，它包括組織名稱、組織標識、實體的交互關(guān)系、任務 和影響屬性組成
[0071] 其中，組織標識是表示出組織隸屬于某個團隊，如我們可以定義一個決策組織，其 中包括負責輔助決策的輔助決策系統(tǒng)，負責擬制計劃的指揮員實體，彼此之間發(fā)生交互，而 決策組織隸屬于指揮實體這個團隊中；指揮員和輔助決策系統(tǒng)之間的交互構(gòu)成了一種輔助 決策關(guān)系；而彼此的影響屬性決定了擬制作戰(zhàn)計劃是否更能適應戰(zhàn)場態(tài)勢的發(fā)展，決策是 否更加科學、合理、可行。
[0072] (二)作戰(zhàn)指揮控制流程的圖形化描述
[0073] 統(tǒng)一建模語言UML(Unified Modeling Language)是一種定義良好、易于表達、功 能強大且普遍適用的可視化標準建模語言，最早主要源于Rational Software公司和Grady Booch、JimRumbaugh和Ivar Jacobson三位方法學家的構(gòu)思，并凝聚了面向?qū)ο蠼绾诵慕?概念的共識，可用于不同類型的系統(tǒng)(軟件或非軟件）、域(業(yè)務與軟件)及方法或過程，它可 以對任何具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為的系統(tǒng)進行建模。UML既非專用的語言，也非閉合的語 言，而是一種開放的、可充分擴展的行業(yè)認知語言。它由兩部分組成，一部分是語義，用于描 述元模型定義;另一部分是表示符，用于定義符號的表示法。
[0074] UML的用例圖、類圖（包括包圖）、對象圖、構(gòu)件圖和配置圖等六種圖來描述系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)，這些圖構(gòu)成了UML的靜態(tài)建模機制。而狀態(tài)圖、活動圖、序列圖和合作圖等四種圖則用 于描述可以執(zhí)行的或者表示執(zhí)行時的時序狀態(tài)或交互關(guān)系，構(gòu)成了 UML的動態(tài)建模機制。使 用UML對系統(tǒng)建模是一個反復漸進的過程，發(fā)現(xiàn)需求、靜態(tài)建模和動態(tài)建模都是相互影響， 相互作用的。
[0075] 1.流程執(zhí)行實體及實體交互的圖形化描述
[0076] 指揮控制流程中的實體包括指揮實體、執(zhí)行實體和通信網(wǎng)絡實體三個部分。運用 UML的用例圖、類圖構(gòu)建指揮控制流程實體-實體交互活動-組織模型。
[0077] 如圖13所示為指揮控制流程的用例模型，從圖中可以看出，指揮控制流程主要參 與的實體包括指揮實體、執(zhí)行實體，通信網(wǎng)絡實體主要的職責是負責各類信息的傳輸，故在 圖中沒有顯示出來，但并不表示指揮控制流程并沒有通信網(wǎng)絡實體的參與。指揮控制流程 提供了信息信息處理、形成作戰(zhàn)計劃、監(jiān)督戰(zhàn)場等幾個用例，通過運用執(zhí)行實體提供的各類 信息使得指揮實體、執(zhí)行實體與指揮控制流程提供的用例發(fā)生交互。
[0078] 如圖14所示為指揮控制流程實體組織類圖模型，從圖中可以看出，作戰(zhàn)參謀實體、 指揮員實體以及輔助決策系統(tǒng)為指揮實體的子類。以指揮員實體為例，其屬性主要是指揮 能力和決策能力（同樣包括指揮人員的職務、類別等），所進行的主要活動主要是指揮決策 活動。執(zhí)行實體主要由傳感器實體和作戰(zhàn)部隊兩個子類組成;通信網(wǎng)絡實體主要是數(shù)字化 戰(zhàn)術(shù)通?目系統(tǒng)。
[0079] 2.流程執(zhí)行實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的圖形化描述
[0080] 作戰(zhàn)指揮控制流程中的實體隨著流程的推進而產(chǎn)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。這種轉(zhuǎn)移主要包 括對實體自身狀態(tài)產(chǎn)生直接或間接影響的行為，這種轉(zhuǎn)移取決于目前的狀態(tài)、應用規(guī)則和 環(huán)境條件等。實體行為只表示實體狀態(tài)的變化，不反映實體間的相互作用。實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移模 型采用UML中的狀態(tài)圖進行描述。狀態(tài)圖可以描述一個實體的狀態(tài)、引起狀態(tài)變化的時間和 每個狀態(tài)改變時所發(fā)生的動作等三類消息。
[0081] 首先，根據(jù)指揮控制流程的任務序列以及完成任務過程中所涉及到的指揮實體、 執(zhí)行實體和通信實體，分別列出各類實體在指揮控制流程中所要完成的主要事件如表1、2、 3所示。
[0082]表1指揮實體的主要事件表
[0083]
[0084] 表2執(zhí)行實體的主要事件表
[0085]
[0086]表3通信網(wǎng)絡實體的主要事件表 [0087]
[0088]在建立各主體事件表的基礎(chǔ)上，運用UML的狀態(tài)圖，建立實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，如圖 15所示。
[0089] 3.流程執(zhí)行實體交互時序的圖形化描述
[0090] 作戰(zhàn)指揮控制流程中的實體交互是其實體之間相互作用的一種描述，在作戰(zhàn)指揮 控制流程中，每個實體都具有其具體職責和要完成的具體的任務，而各個實體只有通過彼 此之間的交互活動才能完成指揮控制流程。
[0091] UML的順序圖能夠很好的描述指揮控制流程中實體的交互活動時序。它描述了系 統(tǒng)運行時各個實體對象之間如何進行交互以及系統(tǒng)各組成部分之間的交互次序，是強調(diào)消 息時間順序的交互圖，是發(fā)生在某個時間點的對象之間的特定交互。順序圖將交互關(guān)系表 示為一個二維圖。其中縱向代表時間軸，橫向代表了各個獨立的進行交互的實體對象。當對 象存在時，實體用一條虛線表示，當對象的過程處于激活狀態(tài)時，生命線是一個雙道線。
[0092] 運用UML順序圖對數(shù)字化指揮控制流程的實體交互活動時序建立模型，如圖16所 不。
[0093] 在圖16中，指揮實體和執(zhí)行實體作為指揮控制流程的參與者而與指揮控制流程的 各個對象進行交互。從圖中可以看出，指揮實體首先處理情報信息和上級命令，之后根據(jù)處 理的結(jié)果從而生成了決策支持信息，這里的決策支持信息是由于信息處理的結(jié)果而出現(xiàn) 的，故決策支持信息是在指揮控制執(zhí)行的過程中出現(xiàn)的，即是由指揮實體創(chuàng)建的，故在圖的 中間部分。指揮實體運用決策支持信息以及指揮員的能力素質(zhì)、作戰(zhàn)規(guī)則等擬制出初步的 作戰(zhàn)計劃，通過對作戰(zhàn)計劃的評估、優(yōu)化，從而生成了最后的作戰(zhàn)決心方案，以作戰(zhàn)指令的 形式下達給執(zhí)行單元。執(zhí)行單元受領(lǐng)任務后，指揮實體即開始對戰(zhàn)場情況進行不間斷的監(jiān) 督。執(zhí)行實體根據(jù)指揮實體的關(guān)心區(qū)域和問題，對戰(zhàn)場的各類情況和作戰(zhàn)部隊自身的情況 進行收集，并將信息反饋到指揮實體，指揮實體根據(jù)反饋的信息以及自己監(jiān)督得到的信息， 對戰(zhàn)場態(tài)勢進行綜合的評估，根據(jù)執(zhí)行實體的任務執(zhí)行情況，決定是否下達調(diào)控指令，以調(diào) 整執(zhí)行實體下步的作戰(zhàn)活動。從圖中可以看出，只要作戰(zhàn)行動不停止，監(jiān)督戰(zhàn)場、態(tài)勢評估、 糾偏調(diào)控等活動就不停止。
[0094](三)作戰(zhàn)指揮控制流程的模板描述
[0095] 1.流程執(zhí)行實體、實體交互以及實體組織的描述模板
[0096] 根據(jù)作戰(zhàn)指揮控制流程實體、實體交互以及實體組織結(jié)構(gòu)的形式化多元組描述和 運用UML用例圖、類圖的圖形化描述，對指揮控制流程實體、實體交互、實體組織建立相應的 描述模板，如表4、表5、表6所不。
[0097] 表4指揮控制流程實體描述模板
[0098]
[0099]
[0100]如表4所示為指揮控制流程實體的描述模板，其中，名稱即指揮控制流程實體的名 稱;基本屬性包括實體的具體級別和所擔負的職務、隸屬關(guān)系表示實體具體屬于哪個組織 機構(gòu)、實體的具體類別表示實體根據(jù)其職能屬于哪一類，任務列表為實體在指揮控制流程 中所擔負的具體任務;功能列表為實體在完成具體任務過程中所需的相應的功能，如指揮 員實體在擬制作戰(zhàn)計劃中，需要具備一定的分析判斷能力；行為列表為實體在完成任務過 程中需要進行的一系列行為，如輔助決策系統(tǒng)在進行輔助決策過程中，需要完成仿真推演、 評估優(yōu)化等行為。信息列表即實體在執(zhí)行任務或者行為過程中，為完成任務或行為而所需 要得相關(guān)信息，以及完成任務或行為后輸出給其他實體的信息。約束條件為實體在完成任 務時的約束，如作戰(zhàn)實體在執(zhí)行任務過程中，將會受到諸如天氣、地形等外界條件的約束， 從而影響其執(zhí)行任務的效率。
[0101 ]表5指揮控制流程實體交互描述模板
[0102]
[0103]如表5所示為指揮控制流程實體交互的描述模板，其中，名稱即實體交互的名稱， 如指揮實體需了解戰(zhàn)場的電磁空間信息，即向戰(zhàn)場傳感器下達收集電磁空間信息的指令， 此時實體即發(fā)生交互;任務，即以某項任務為驅(qū)動，而發(fā)生的實體交互，如指揮實體為擬制 計劃需了解戰(zhàn)場電磁信息，故向戰(zhàn)場傳感器下達收集電磁空間信息的任務;源實體即發(fā)起 交互的實體，如傳感器收集電磁空間信息的任務，指揮實體為發(fā)起實體，戰(zhàn)場傳感器即為參 與實體;信息列表即實體交互過程中所需的信息、交互過程中產(chǎn)生的信息以及交互后輸出 的信息；功能列表即為完成任務實體所具備的相關(guān)功能，如戰(zhàn)場傳感器收集戰(zhàn)場電磁空間 信息，需具備相應的收集能力;行為列表即實體為完成任務而需采取的具體行為，如戰(zhàn)場傳 感器收集信息行為;影響屬性即實體交互完成任務的能力大小，交互完后是否能夠高效率 的完成交互任務;約束條件即在完成任務過程中的一系列約束條件。
[0104]表6指揮控制流程實體組織描述模板
[0105]
[0106] 如表6所示為指揮控制流程實體組織的描述模板，其中，名稱即實體組織的名稱， 如在信息處理任務由作戰(zhàn)參謀和輔助決策系統(tǒng)共同完成，即二者組成了處理信息的組織； 在信息處理過程中，二者必然發(fā)生交互，故二者存在一種交互關(guān)系，或者是作戰(zhàn)參謀運用輔 助決策系統(tǒng)進行信息處理，或者是輔助決策系統(tǒng)通過收集的信息為作戰(zhàn)參謀提供更多的信 息處理依據(jù);實體功能和實體行為即實體交互時序具備的功能和采取的行為;組織功能即 組織為完成某項任務而具備的功能，如由作戰(zhàn)參謀和輔助決策系統(tǒng)組成的組織需具備處理 情報信息的功能，二者所進行的活動即構(gòu)成了組織的行為;信息列表即要求組織完成任務 時的輸入信息和在完成過程中組織內(nèi)部的交互信息以及完成任務后的輸出信息;影響屬性 即組織完成任務的影響能力;約束條件即實體完成交互和任務以及組織完成任務時的約束 條件。
[0107] 2.流程執(zhí)行實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的描述模板
[0108] 實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移是由于作戰(zhàn)指揮控制流程中的實體根據(jù)自身職責以及所要完成的 任務通過運用通信網(wǎng)絡實體而發(fā)生的狀態(tài)轉(zhuǎn)移行為。這種轉(zhuǎn)移取決于實體當前的狀態(tài)、所 處環(huán)境條件以及應用規(guī)則等。實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的描述就是對指揮控制流程中實體的狀態(tài)與所 發(fā)生的活動和事件之間的關(guān)系進行分析，給出指揮控制流程中各個實體之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān) 系。
[0109] 本發(fā)明通過運用UML狀態(tài)圖對實體狀態(tài)的轉(zhuǎn)移行為進行了圖形化的描述。通過狀 態(tài)圖可以描述指揮控制流程中實體的狀態(tài)、引起狀態(tài)變化的事件和每個實體狀態(tài)改變時需 要發(fā)生的動作等三類消息。如表7所示為作戰(zhàn)指揮控制流程中實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述模板。
[0110]表7作戰(zhàn)指揮控制流程實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述模板
[0111]
[0112] 如表7所示為指揮控制流程實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的描述模板，其中，名稱即實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移 的名稱，如指揮實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述模板;任務即以某項任務為驅(qū)動而發(fā)生的實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移； 基本屬性即實體隸屬于哪個組織，實體的級別以及實體的類別;事件即引起實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移 的事件;條件即實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移所需的相應的條件;任務即實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移所要完成的任務;功 能即實體能否完成狀態(tài)轉(zhuǎn)移所需具備的能力;狀態(tài)分為當前狀態(tài)，即實體當前所處的狀態(tài)， 轉(zhuǎn)移狀態(tài)即實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移之后所處的狀態(tài);行為列表就實體在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中的一系列行 為，如執(zhí)行實體從明確任務的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到執(zhí)行任務的狀態(tài)需要完成分析上級指令、分析本 級情況等行為；信息流分為輸入信息，即實體通過獲取某些信息，而確定實體發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn) 移，如通信網(wǎng)絡實體接收到通信任務信息之后，才開始對需要進行通信傳輸?shù)男畔⒉扇∠?應的措施，輸出信息即實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移之后向外輸出的信息，如指揮實體在對戰(zhàn)場態(tài)勢評估 之后，決定是否下達調(diào)控信息;影響能力即實體完成狀態(tài)轉(zhuǎn)移之后所產(chǎn)生的影響力；約束條 件即實體完成任務和行為時的約束。
[0113] 3.流程執(zhí)行實體交互活動時序模板構(gòu)建
[0114] 作戰(zhàn)指揮控制流程實體的交互描述了實體的輸入和輸出，體現(xiàn)了指揮控制流程中 不同實體之間的相互影響和相互作用，交互是實體之間相互交換信息的過程，指揮控制活 動實體之間的交互，引起了實體狀態(tài)的改變。表8所示為作戰(zhàn)指揮控制流程中實體交互時序 的描述模板。
[0115] 表8作戰(zhàn)指揮控制流程實體交互時序模板
[0116]
[0117] 如表8所示為指揮控制流程實體交互時序的描述模板，其中，名稱即指揮控制流程 實體交互時序的名稱;基本屬性即參與交互的實體的隸屬關(guān)系、實體的級別以及實體的類 另IJ;任務即實體進行交互的目的是完成某項任務;功能是實體為完成任務需具備的相關(guān)功 能;條件即發(fā)生交互所需的條件;參與者即參與交互的實體，如指揮實體和執(zhí)行實體為交互 時序的參與者;交互對象及與實體發(fā)生交互的對象，如情報信息對象、作戰(zhàn)計劃對象等;源 實體即發(fā)起交互的實體，接收實體即與源實體交互的實體，如指揮實體與執(zhí)行實體的交互； 交互行為即實體之間或?qū)嶓w與對象之間的交互行為，如指揮實體與作戰(zhàn)指令之間的交互行 為是下達作戰(zhàn)指令;信息流即實體交互過程中的輸入信息和輸出信息；時間列表即實體與 實體或?qū)嶓w與對象之間按照時間的順序依次發(fā)生交互，如指揮實體首先與情報信息發(fā)生交 互，在這之后才能與決策支持信息發(fā)生交互，在交互過程中以及實體與兩個對象先后交互 的時間差就構(gòu)成了一個時間序列;影響屬性即實體交互所產(chǎn)生的影響力;約束條件即實體、 實體交互時的各類約束。
[0118] 以上的【具體實施方式】僅為本創(chuàng)作的較佳實施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng) 作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創(chuàng)作的保護范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其特征在于:包括作戰(zhàn)指揮控制概念分析，作戰(zhàn)指 揮控制流程要素與層次分析和作戰(zhàn)指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建三個主要建模過 程;其中： 作戰(zhàn)指揮控制概念分析:包括作戰(zhàn)指揮控制環(huán)節(jié)劃分和作戰(zhàn)指揮控制流程概念框架構(gòu) 建兩個具體步驟，所建立的作戰(zhàn)指揮控制基本環(huán)節(jié)模板和作戰(zhàn)指揮控制流程概念框架，為 進行作戰(zhàn)指揮概念分析提供了方法和手段，為進行作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析提供 了基礎(chǔ)； 作戰(zhàn)指揮控制流程要素與層次分析:包括作戰(zhàn)指揮控制流程要素分析和層次分析兩個 具體步驟，以概念框架為輸入，分析在完成具體任務時所需的指揮控制流程實體所需具備 的功能及其完成具體任務時所需的活動，并進一步劃分指揮控制流程的基本流程和擴展流 程，更加詳細的描述出指揮控制流程實體的活動； 作戰(zhàn)指揮控制流程模型及其描述模板構(gòu)建:包括作戰(zhàn)指揮控制流程的形式化描述、圖 形化描述和模板描述三個模型描述層次，以完成指揮控制任務序列的實體為輸入，運用形 式化多元組語言、統(tǒng)一建模語言(UML)的用例圖、類圖、狀態(tài)圖、序列圖和活動圖等形式，更 加深入具體的描述指揮控制流程中的實體、實體組織、實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移以及實體交互活動，并 建立相應的描述模板，使得建立的指揮控制流程模型操作性更強、更加具體化、微觀化。2. 如權(quán)利要求1所述的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其特征在于:所述作戰(zhàn)指揮控制環(huán) 節(jié)劃分為謀劃決策環(huán)節(jié)、組織計劃環(huán)節(jié)、部署調(diào)整環(huán)節(jié)、組織協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)和監(jiān)督控制環(huán)節(jié)。3. 如權(quán)利要求1所述的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其特征在于:所述作戰(zhàn)指揮控制流 程要素分析主要包括指揮控制流程任務序列分析、指揮控制流程實體功能分析，以及指揮 控制流程實體活動分析。4. 如權(quán)利要求1所述的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其特征在于:所述作戰(zhàn)指揮控制流 程的圖形化描述包括流程執(zhí)行實體及實體交互的圖形化描述、流程執(zhí)行實體狀態(tài)轉(zhuǎn)移的圖 形化描述，以及流程執(zhí)行實體交互時序的圖形化描述。5. 如權(quán)利要求1所述的作戰(zhàn)指揮控制流程建模方法，其特征在于:所述作戰(zhàn)指揮控制流 程的模板描述包括流程執(zhí)行實體、實體交互以及實體組織的描述模板，流程執(zhí)行實體狀態(tài) 轉(zhuǎn)移的描述模板，以及流程執(zhí)行實體交互活動時序模板構(gòu)建。
【文檔編號】G06Q10/06GK105976080SQ201610172457
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】李雄, 蒲瑋, 徐豪華, 譚亞新, 湯再江, 黃俊卿, 王榮輝, 唐亞林
【申請人】中國人民解放軍裝甲兵工程學院