基于本体的战场态势一致性关键技术研究

发布时间：2020-04-12 10:41

【摘要】：随着当前科学技术的不断发展与进步，人类进入信息化时代，战场作战模式也从传统的以“平台”为中心向以“网络”为中心转变，信息化条件下的各军兵种联合作战成为当前作战的主要方式。然而，目前我国各军兵种的信息系统各自独立，造成了协同作战的各作战单元之间、系统之间以及系统与装备之间无法实现高效的信息交换、知识共享和互操作。为解决这一问题，引入本体的概念到战场态势分析中，利用本体知识表示的优势给联合作战的各级指挥官提供共同认可的知识库。本文主要研究基于本体的战场态势一致性的关键技术，将各军兵种的态势信息转换成具有统一格式的、共同认可的本体知识库，为联合作战的各级指挥官提供对共同关注的作战领域态势的一致性理解，主要研究工作和取得的成果如下： 1、对语义网、本体相关技术进行了综述。包括语义网的提出、体系架构以及本体的概念、组成要素、描述语言、OWL本体基本框架等，并具体分析了本体应用到态势估计中的可行性。 2、提出基于本体的战场态势一致性总体框架。首先，介绍了态势估计基础理论；然后，给出战场态势一致性的概念及内涵；最后，结合本体对于共享概念模型具有形式化规范说明的特性，提出一种基于本体的战场态势一致性总体框架，实现对战场态势信息的共享和互操作，确保不同层次的态势应用都基于战场态势的一致性理解。 3、提出并构建态势估计领域本体模型。态势估计领域本体模型的构建是实现战场态势一致性的基础。首先，简述了态势估计领域本体模型构建方法及步骤；然后，提出了态势估计领域本体模型，给出了具体UML设计方案并使用OWL语言进行描述。 4、提出了一种基于关系数据库的态势估计领域本体的构建方法。针对战场态势信息一般以关系数据库形式存在的实际情况，本方法可以把源自不同军兵种的异构态势信息转换为具有形式化规范说明特征的态势估计领域本体，该方法是实现战场态势一致性的关键技术之一。首先，对态势信息关系数据库进行反求，得到EER概念模型；然后，结合态势估计领域本体模型进行语义映射，实现EER概念模型到态势估计领域本体模式信息的转换；最后，进行态势估计领域本体的实例化，得到完整态势估计领域本体，即实现战场态势信息从关系数据库到态势估计领域本体的转换。 5、开发了基于本体的态势估计领域本体构建原型系统。该原型系统基于Eclipse集成开发环境和MySQL数据库进行开发，实验结果表明：本文提出和设计的态势估计领域的本体模型、基于关系数据库的态势估计领域本体的构建方法，用于解决战场态势一致性是一种可行并且有效的解决方法。
【图文】：

体系结构图,语义网,体系结构

为了克服当前网络中存在的这些不足，一个新兴的领域研究-语义网，们的视野中。语义，简单来说就是意思、含义，人类可以对数据的语解，从而有效的利用底层数据，因而语义网[48]的概念是使用一种“机”的方式将因特网上数据进行定义和联系，让计算机拥有人类理解数，从而实现更多的智能应用。语义网的出现不仅仅是为了共享资源，而且希望人们共享知识，这种享能够发挥比个人拥有知识更大的作用。它的最终目标是将人类知识个巨大的网络，这一网络中的信息不仅是人可以理解的而且是机器可式，这样的话更加有利于计算机的处理以及信息的集成。语义网的架构根据 Berners-Lee[49]对语义网的设想，将语义网看作是一种由分层的体成的网络。语义网的架构共分为七层，各层之间相互联系，并且功能，提供了实现语义网构想的基本思路和方法。语义网的分层体系结构示：

态势估计,功能结构模型

图 3.1 态势估计功能结构模型态势估计功能模型的另一个主要部分是影响态势估计的多种因素的研究，多种因素包括了外部系统的因素、个体的因素以及气候、地理等的环境因素。其中，外部系统因素主要是指各种自动化系统的信息处理机制，例如自动化系统自动化程度和复杂度以及系统中存储的长期记录的数量和质量等；个体因素主要指人的能力、经验以及训练水平，不同的人是具有不同能力的，这就使得他们在感知态势、理解态势以及信息处理的机制等方面存在着差异；环境因素则主要考虑的是在作战过程中，作战的地理位置，作战当前的天气变化，作战区域内的政治、经济、文化的差异，，这也是影响态势估计形成的重要因素。3.3 战场态势一致性研究当代信息化联合作战条件下，对于战场目标的监测，海、陆、空、二炮各有自己的一套规范和标准，出现信息“烟囱”现象，即各军兵种之间无法实现及时的数据传输以及战场信息的共享和互操作，严重阻碍了兵种间的联合作战。要想实现对战场态势的高效评估及预测，需要得到各作战单元共同理解的具有
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：E91;TP391.1

【参考文献】