摘 要:笔者指出指挥信息系统是打赢现代高技术条件下局部战争必备的重要信息装备,其健康状态影响到系统的作战效能,针对指挥信息系统的健康状态评估问题,以指挥信息系统为健康状态评估对象,建立了指挥信息系统结构树模型,根据指挥信息系统的结构分解和功能划分,对该系统划分的系统层、分系统层、组件层、部件层四级层次进行了说明,提出了指挥信息系统健康状态评估的一般流程,基于多元状态估计技术以及改进的层次分析法进行系统的健康状态评估,以美军C4ISR系统为例进行仿真实验与分析,结果表明,笔者提出的评估方法具有合理性和适 用性。
关键词:指挥信息系统;C4ISR;健康状态评估;故障预测与健康管理系统;PHM;多元状态估计技术;MSET
信息化战争条件下,体系与体系的对抗是战争胜利的重要环节和关键焦点,作为支撑作战双方信息化能力的指挥信息系统,其地位和作用尤为突出。海军指挥信息系统是以计算机为核心,具备指挥控制、情报侦察、预警探测、通信、电子对抗和其他作战保障功能的军事信息系统,其健康状态影响到系统的作战效能。故障预测与健康管理(Pro-
gnostics and system Health Management,PHM)技术是近年来国内外在可靠性领域提出的针对复杂系统进行维修保障的综合性技术,健康状态评估作为其核心技术,成为军事领域关注的焦点。海军指挥信息系统作为打赢现代高技术条件下局部战争必备的重要信息装备,该系统的故障诊断、维修保障和可靠性越来越受到高度关注,对海军指挥信息系统健康状态的评估具有重要的理论和现实意义。
1 指挥信息系统结构树模型
按照功能划分,海军指挥信息系统一般由信息收集分系统、信息传输分系统、信息处理分系统、信息显示分系统、决策监控分系统以及执行分系统构成[1-2]。系统的健康状态是完成其功能的能力度量,取决于其分系统的健康状态,即分系统完成各自功能的能力度量。按照功能划分的系统解构方式,可以将各子系统的组成按照功能进一步划分,直到不可再分为止。功能划分的粒度取决于健康状态评估的精度,笔者为了着重论述评估流程,仅划分到部件层为底层的粒度。基于以上功能划分和结构分解的过程,建立指挥信息系统结构树模型[3],见图1。其中,系统结构树模型底层元素的健康状态通过构建健康状态指标并基于多元状态估计技术(Multivariate State Estimation Technique,MSET)进行评估,从底层元素到顶层元素的健康状态评估基于改进的层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)[4-5]进行逐层评估。