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本文目录一览:
五层物联网军事应用的系统参考架构是什么样呢?
1.从各种物联网军事应用中总结出的元件、组件、模块和功能的共性及区别;
2.构建出的分层结构、接口、数据类型、连接关系等;
3.在物联网军事应用领域中己经存在的以及需要重新统一的标准;
4.物联网军事应用的共性要求和管理理念;
5.不同军事应用的共同点;
6.现在通用物联网军事应用架构和未来通用物联网军事应用架构;
7.根据开发者的兴趣提供设计、分析和剪裁物联网设计的扩展。
通过分析物联网军事应用的特点,参考民用物联网系统相关技术理论,我们提出了由感知层、接入层、网络层、服务层、应用层组成的五层物联网军事应用的系统参考架构。 感知层
感知层主要组成包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器(如温度传感器、声音传感器、振动传感器、压力传感器、磁敏传感器、阻力传感器、压电传感器等)。物联网感知层的主要功能是信息感知和原始数据采集,必要时辅助完成下行的末端物体控制。
感知层是物联网军事应用的基础,是物理世界和信息世界的衔接层,主要通过各类信息采集、执行和识别设备,采用射频识别技术、条形码技术、传感器技术、定位技术等,实现物理空间和信息空间的感知互动。根据用户具体需求,确定需要感知有限元培训公司的对象和采用的信息处理技术,同时实 接入层主要由基站节点或会聚节点和物联网接入网关等组成,完成末端各节点的组网控制和数据融合、会聚,或完成末梢节点下发信息的转发等功能。当末梢节点之间完成组网后,如果末梢节点需要上传数据,则将数据发送给基站节点,基站节点收到数据后,通过接入网关完成与承载网络的连接;当应用层和服务层需要下传数据时,接入网路由收到承载网络的数据后,由基站节点将数据发送给末梢节点,从而完成末梢节点与承接网络之间的信息转发与交互。
接入层接入层目前的接入手段主要有短距离无线接入、长距离卫星接入、有线接入等手段,其中无线入的功能主要由传感网(指由大量各类感器节点组成的自治网络)来承担。美军在通信骨干网的基础上,尤其强调对“最后一英里”接入网的建设,由此可见接入层的重要地位和作用。
网络层网络层是核心承载网络,承担物联网接入层与应用层之间的数据通信任务。网络层主要用于实现信息的传输和交换,提供广域范围内的应用和服务所需的基础承载传输网络,包括卫星通信网、移动通信网、骨干光纤通信网络及局部独立应用网络等。
不同网系、通信手段之间的随遇接入和无缝融合,形成端到端、对用户透明的传输与交换能力是网络层需要重点解决的问题。
军事指挥控制系统的构成有哪些?
1、信息收集分系统 由配置在地面、海上、空中、外层空间军事系统接口设计的各种侦察设备,如侦察卫星、侦察飞机、雷达、声纳、遥感器等组成。它能及时地收集敌军事系统接口设计我双方军事系统接口设计的兵力部署、作战行动及战场地形、气象等情况,为指挥员定下决心提供实时、准确的情报。
2、信息传输分系统
主要由传递信息的各种信道、交换设备和通信终端等组成。这几部分构成具有多种功能的通信网,迅速、准确、保密、不间断地传输各种信息。可以说通信自动化是作战指挥自动化的基础,没有发达的通信网,就不可能实现作战指挥自动化。
3、决策监控分系统
主要用于辅助指挥人员作出决策、下达命令、实施指挥。在作战过程中,指挥员可随时针对不同的情况,通过决策监控分系统输入指令。此外,决策监控分系统还可用来改变指挥信息系统的工作状态并监视其运行情况。
4、执行分系统
既可以是执行命令的部队的指挥信息系统,也可以是自动执行指令的装置,如导弹的制导装置、火炮的火控装置等。
扩展资料
美军战区指挥控制系统(GCCS-J)
GCCS-J是美军战区指挥控制系统,其是美全球指挥控制系统(GCCS)的核心,是实施联合作战的基础,是战区进行作战计划、辅助分析、联合作战指挥和筹划的基本工具。
海湾战争中,美军发现其全球军事指挥系统存在纵向层极过多、横向互联互通不足、敌我识别能力较差等问题。1995年,美国防部将这个发展了近40年的系统进行大规模更新,并更名为全球指挥控制系统(GCCS)。
GCCS-J包括软件、硬件、程序、标准和接口,该系统为参联会(CINC)、国防部长(SECDEF)、国家军事指挥中心(NMCC)、战场指挥官(CDR)、联合部队指挥官和军种部队指挥官提供强大、无缝连接的指挥控制功能。
军用计算机的场景应用有哪几种
第一台计算机就是因为需要计算炮弹飞行轨迹才研发出来的。
1 计算机在军事方面的应用 摘要伴随着冷战柏林墙的坍塌和海湾战争的炮声一场波澜壮阔的新军事革命席卷寰宇这场军事革命以军事信息化为首要特征。 而军用计算机的应用无疑在其中占据很大的比重同时军用计算机的生产和应用水平也日益成为衡量一个国家国防现代化和军事实力的重要尺度。 关键词军事信息化 军用计算机 国防 引言 军用计算机及其技术的发展和应用不仅成为现代国防科技、各种军事系统和武器系统研制开发的重要物质基础和技术支柱而且是现代战争作战指挥、通信联络、后勤保障等诸多决定战争胜负关键因素的依靠和保证并业已或正在对传统的军事理论和军事观念产生着巨大而深远的影响。 一、 军用计算机的特点 1、 抗恶劣环境。 各类战场上使用的计算机有一个共同的特点就是使用的环境及其恶劣仅以温度为例计算机应用的温差可达数十摄氏度。并且计算机要经受严寒、酷暑、高温、 2 雨林、湿热的考验以及霉菌、生物蛀虫的侵蚀带来的影响等。 2、高可靠性。导弹、战机、舰艇、战车以及军事综合电子信息系统等装备均是复杂、昂贵的大系统它的可靠性对军事、政治、经济等具有重大意义而作为这些系统的核心对计算机的高可靠性要求是显而易见的。 3、强时效性。武器装备系统中的计算机主要功能就是完成实时处理要求中断响应时间短、运算速度快并具备高速数据传输率等。以防空导弹指挥系统为实例整个防空导弹系统对其指挥系统的要求是反应时间短实现多个火力单元多种武器协同作战有效的大规模战场管理等。这就要求指挥系统的计算机有非常强的实时响应能力。 4、高安全性。长期以来计算机设计目标追求的是提高信息处理的能力而对安全的问题重视不够将留下很多隐患随着计算机及其网络的普及及其应用病毒、黑客、电磁泄漏事件层出不穷。尤其在信息化作战中以计算机为核心的信息系统是敌人攻击的重点目标因此高安全性也是军用计算机必须具备的性能。 5、嵌入式。军用计算机是整个武器系统的组成部分对硬件、软件和输入输出接口均有特殊要求。硬件除功能性能需满足要求外还必需在体积功耗重量形状等方面满足要求。 3 二、 军用计算机在武器装备中的应用 1、对原有主战装备进行信息化改造。20 世纪 90 年代冷战结束后美军的机械化建设已经达到一个很高的水平其武器装备的性能已经接近物理极限。为进一步提高武器装备的作战能力美军走上了武器装备信息化的道路抛弃旧的的过时而昂贵的军标产品 代之以先进的信息化的产品。 在2003年美英联军的对伊拉克作战中美国的优势并不在于个别的先进武器 他们在伊拉克赖以取胜的武器装备几乎都是 20 年前的东西例如新华社记者登上的小鹰号航母以服役近半个世纪关键是这些装备都进行了信息化改造使美军不同的武器装备形成了陆、海、空一体化将其他国家的军队远远的抛在身后。 2、武器装备的精导智能化。在 1991 年的海湾战争中美军使用的精确制导的弹药不足整个用量的 20% 但在 2003 年的伊拉克战争中带有精确制导的导弹已占 80%。美军的防空主战装备在不断的进行着更新换代。利用信息处理技术计算机技术微处理技术使导弹的性能不断提升使它们能够区分外形尺寸相同但类型不同的敌我战机并通过电脑的精确制导将目标击落。 3、武器装备中计算硬软件的升级。武器系统无论是导弹、坦克、 飞机还是舰船 从设计、 研制到生产定型 至少要 5~10 4 年的时间而服役期更长至少要 10~20 年。而计算机的发展是十分迅速的按摩尔定律CPU 每 18 个月就换一代性能提高一倍价格降低一半。这是个非常突出的矛盾。等武器系统生产出来以后其核心部件计算机却以非常落后其部件甚至早已停产也没有备件即使有其价格非常昂贵。近年来武器系统制造商包括军用计算机制造商都在大力解决这个问题。而更新的成本主要在软件既能升级又要兼容。 2003 年 4 月洛克希德.马丁公司成功完成了美海军潜艇声纳系统的新型计算机应用成功用“致强”处理器替换了原有的奔腾处理器为软件升级提供更好的平台。该公司每 4 年更新和升级所有硬件并隔年进行软件升级。 4、单兵数字化装备。主要是提供一体化头盔分系统包括增强型视频放大装置、周围 听力装置、高分辨率头盔显示器、无线电头盔控制装置和电源等提供计算机分系统也称为单兵 C3I 分系统包括储存有文字、图像、数据、战场态势等信息的单兵计算机夜间枪具瞄准专用的视频强化图像增强器、平板显示器全球定位系统以及可在 500~2000m 距离内与战车、火炮、直升机等进行通信的电台等。 5、全球信息网格的建设。为满足网络中心的要求军事发达国家特别是美国强调信息和优势和决策的优势的作用在原有电子信息网络的基础上建设全球信息网络以增强电子信息系统之间、 电子信息系统与武器系统之间的相互操作能力 5 并将各种传感器、信息系统、指挥和控制能力、武器系统和弹药等资源网络化并推向网络化发展。 三、 军用计算机发展的特点 1、专用系统向开放式系统转变。开放式系统的基本思想是采用现成的标准微处理器标准的实时操作系统、通信规程和总线接口。它的优点是是软件可移植性好系统研制周期短改进、升级较容易使用和维护方便。 2、向高性能、高可靠方向发展。比如为提高武器系统探测、预警、对抗的实时性和精确打击能力高端武器系统对军用嵌入式计算机的处理能力提出了新的挑战对传输带宽、可靠性、抗干扰、信息融合能力等都提出更高的要求。 3、向网络化方向发展。未来战争将会是网络化的战争任何武器、作战人员都可能是网络中节因此嵌入式计算机在未来战场上是无处不在的。无论是外层空间还是天地一体化联网最终都是通过信息手段实现嵌入式计算机联网。分布式的嵌入计算机联网后将发挥战斗力“倍增器”的作用在战场侦察、环境监控、人员与装备定位、人员健康状况监控、战场人员访问信息及部队防护等综合能力都将比独立运行的嵌入式计算机系统有质的提高。 4、计算机及其网络的安全性将大大加强信息安全是军用信息系统的关键。目前计算机病毒对信息系统的破坏作用已 6 经引起各国军方的高度重视。军事发达国家正在大力发展信息战进攻与防御装备与手段主要有计算机病毒武器、高能电磁脉冲武器、微米/纳米机器人、网络嗅探和信息攻击技术及信息战黑客组织等。研究的内容主要包括病毒的运行机理和破坏机理病毒渗入系统和网络的方法无线电发送病毒的方法等等。为此包括中国在内的各国军队中也已相应的增加了“网军”这个专门的部队军种。 四、 军用计算机对武器装备的重要意义和现实体现 1、计算机在武器装备研发过程中的地位日趋显著计算机仿真技术以及计算机辅助设计CAD技术等已经成为武器装备研制和开发不可缺少重要工具。例如在美国 B-2 隐形轰炸机的研制、定型生产过程中90%以上的工作由计算机直接或间接辅助完成。 2、计算机可直接用于装备和作战指挥各种嵌入式计算机系统极大地提高了武器装备的效能。同时它也是实施“网络中心站”的核心工具。美军 F-15 战斗机上装有 60 多台微处理器一架作战飞机一般装备约 20 套计算机系统综合处理能力九百万次/秒以上。 “M1A1”坦克上装备了 30 多台微处理器。一般航母装备 200 多套计算机系统。 3、计算机不仅能嵌入武器装备中而且还能直接作为武器。 计算机网络战武器特别是计算机网络攻击武器由于其投 7 入相对较小但是其发挥的威力却非常大。美军在这方面的研究已经先人一步美国正在研制计算机穿透技术、通信干扰等手段和武器研发无线和有线远距离注入计算机病毒开发影响正确决策的 “攻心武器” 。 网络战武器还包括逻辑炸弹、蠕虫病毒、网络窃听器、信息渗透和欺骗设备等。
信息系统顶层设计技术
军事信息系统的趋势:军事信息系统之间不能互通,更不能互操作,通过美国国防部举例,从拆除“烟囱”工作,信息系统大合并,目标在2030年才能实现互联、互通及互操作的全军性综合信息网络系统。让我想到曾经接触到的一个客户,为了满足工作的需要,从6个系统获取信息。
顶层设计作用:建立统一业务架构、信息架构、系统架构和技术架构,推动军事信息系统一体化建设和发展
顶层设计的主要内容:业务架构,不仅包括军事信息系统的作战应用模式、功能和流程,还包括所担负的作战概念、样式、活动、任务和相关指挥体制,对应用途径和应用效果等外部表现进行规划和设计。
技术体系组成:需求开发(提供需求分析、描述的相关方法和工具)、体系结构设计(体系结构描述、设计的相关方法和工具)、信息资源规划(信息资源分析、建模和相关方法和工具)、技术体制论证(技术体制描述和论证)及顶层设计验证(需求、体系结构的验证评估方法和工具)等技术
需求开发的过程由需求获取、需求描述、需求分析和需求验证。其中需求描述技术,需求工程的主要结果就是文档化的描述,也就是需求规格;需求分析技术,所有需求被确定下来后,要对它们进行反复的论证和分析,最终确认的需求必须具有充要性,既是必须需要的,又是充分需要的;需求验证技术,需要结合系统需求建模方法和动态可执行模型,利用建模仿真技术,对需求指标的可行性、合理性因素进行分析验证。
我比较关心体系结构验证评估技术这部分内容。体系结构验证评估技术用于评价体系结构的设计成果是否符合需求及设计的优劣程度如何,确定体系结构描述是否符合功能需求和非功能需求。其重点和难点在于评价体系结构不同层次的质量属性的验证和评估,如逻辑合理性、数据完备性和一致性的静态属性,效能的动态属性。静态验证就是语法和语义层的验证,动态属性验证就是语用层的验证。
语法层验证主要采用基于体系结构元模型的方法。首先建立数据完备性和一致性验证原则;其次提取相关数据;最后依据相关约束和原则,构建关系矩阵,完成验证。
语义层验证方法采用可执行模型验证方法,有一种熟悉的思路就是利用UML的类图、活动图等构建可执行模型。
语用层验证方法,对顶层设计成果的整体性能和效能进行分析。有研究提出基于仿真建模的验证方法,基本原理是通过体系结构作战图产品和系统视图产品映射到仿真模型,构建系统原型,在典型应用场景的驱动下,对系统的功能性能进行综合验证评估。
启示:
1、软件设计时考虑如何融入企业其它系统(比如OA、ERP、PDM),提供接口;如果可以的话,从顶层设计思路考虑,将IDS作为企业主要的研发工作门户;向用户宣贯系统合并的益处。
2、仿真模型还有待研究。
什么是仿真系统?
系统仿真(system simulation)就是根据系统分析军事系统接口设计的目的,在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上,建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型,据此进行试验或定量分析,以获得正确决策所需的各种信息。
计算机试验常被用来研究仿真模型(simulation model)。仿真也被用于对自然系统或人造系统的科学建模以获取深入理解。仿真可以用来展示可选条件或动作过程的最终结果。
仿真也可用在真实系统不能做到的情景,这是由于不可访问(accessible)、太过于危险、不可接受的后果、或者设计了但还未实现、或者压根没有被实现等。
仿真的主要论题是获取相关选定的关键特性与行为的有效信息源,仿真时使用简化的近似或者假定,仿真结果的保真度(fidelity)与有效性。模型验证(verification)与有效性(validation)的过程、协议是学术学习、改进、研究、开发仿真技术的热点,特别是对计算机仿真。
扩展资料
仿真科学与技术在控制科学、系统科学、计算机科学等学科中孕育发展,并在各行各业的实际应用中成长,已经成为人类认识与改造客观世界的重要方法手段,在一些关系国家实力和安全的国防及国民经济等关键领域。
如航空航天、信息、生物、材料、能源、先进制造、农业、教育、军事、交通、医学等领域,发挥着不可或缺的作用。经过近一个世纪的发展,“仿真科学与技术”已形成独立的知识体系,包括由仿真建模理论、仿真系统理论和仿真应用理论构成的理论体系。
由系统、模型、计算机和应用领域专业知识综合而成的知识基础;由基于相似原理的仿真建模,基于整体论的网络化、智能化、协同化、普适化的仿真。
近年来,结合计算机、通信和人工智能技术的发展,仿真科学与技术呈现出许多新的趋势。如系统仿真可视化得到快速发展并广泛应用,系统仿真可视化应包括军事系统接口设计:科学可视化、数据可视化、信息可视化以及知识可视化,是系统仿真的结果展示与人机交口的重要内容。
在国防和军工领域仿真科学与技术的助推作用更为明显,已广泛用于武器研究、作战指挥、军事训练等,尤其在我国飞行器设计相关领域的发展取得了令世界瞩目的成就。
和平年代部队的多兵种的协同作战、作战指挥等能力的提升仿真系统是其重要的平台支撑,作战指挥仿真服务于作战指挥分析或作战指挥训练的虚拟环境,通过满足作战指挥分析和训练需求来实现价值。
量子信息、量子计算、量子通信发展迅速,复杂量子动力学系统的建模与仿真是量子力学系统行为描述的基础,可以更好地探索和掌握量子系统的内部特性。
建模、行为描述和知识表达是仿真科学与技术的基础,随着智能化及智慧化发展的需要,针对模拟对象的过程建模、行为描述和属性表达的全方位的知识获取,已成必须。
参考资料来源军事系统接口设计:百度百科-仿真系统
关于军事系统接口设计和的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。
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