基于多视图框架的概念建模结构化描述方法研究

基于多视图框架的概念建模结构化描述方法研究

易星,杨树晨

身份证号：321084198506180010

身份证号:321023199805162834

摘要：本文旨在针对军事概念建模需求，在分析借鉴现有主流概念建模方法的基础上，探索一套基于多层概念视图框架的概念建模结构化描述方法，为实现更加敏捷灵活方便地进行概念建模提供一种可用的思路。

关键词：概念建模 结构化描述 多层概念视图

一、军事概念建模的主要步骤

概念模型是对现实问题的第一次抽象，是为模拟真实系统而提供的在模型方面的规范表达，是建立规范化、一体化模拟系统的重要基础，也是建立在领域专家和技术专家之间的一座桥梁。因此，概念模型是做了简化与抽象的，是对从现实世界抽取的信息的相对通用规范的描述，是具有明确的使用目的和适用范畴的，包含了建模活动的需求获取和设计。

图1 军事概念建模过程

如图1所示，军事概念建模的主要步骤可大致分为需求分析、概念建模和验证这几大步骤来施行。图中步骤仅是一个不断进行反复迭代和灵活交叉使用的参考依据，一个自上而下，逐步求精，层层深入，循环嵌套的过程，一个参与到模型产品交付后全寿命周期维护管理的更新模式。

二、结构化描述的主要形式

军事概念建模总体上主要进行两方面的活动，一是对军事需求（使命空间）进行概念分析，二是对分析所得信息进行规范描述。为了定义仿真需要支持的使命空间，根据抽取和分析的需求信息核心要素，需要经过系统地整理，采用适用的抽象方法，形成以图形、文本、表格等一系列标准化、规范化的描述方法对现实世界的军事作战概念的结构化表达。这个过程就是概念模型的结构化描述，主要用来将军事作战活动描述成建模技术人员便于理解的、完备的格式化信息，解决领域知识的规范表示问题。

模型使用目的的不同，需求的不同，采用的描述形式当然也不尽相同。一般来说，主要的描述形式有自然语言、结构化（格式化）、半结构化、层次化、形式化、半形式化等多种形式。结构化（格式化）描述作为一种原始的建模技术文档，应是一种书面语言，可以综合采用图、文、表等形式相结合，面向实体和任务分别描述事物的静态关系结构和动态行为过程。这种形式，通常体现为图文并茂，并附有表格（矩阵）的文档形式。

三、基于多层概念视图的结构化描述方法

反映未来战争的军事概念模型应用已经越来越注重体现对网信作战体系的功能、构成、要素及相互作用关系进行完备准确地体现，这也就要求对作战体系的概念建模要能过完备准确地对以上问题进行描述。

（一）建模描述思路

站在不同的层次，由不同的角度观察，会得到不同的体系特征及其关系，从不同的视角进行研究建模也会形成表现某个特定方面的不同的视图。每个视图都有各自不同的概念构件和信息表达，只有将这些视图结合起来，才能产生一个综合、全面的概念分析模型。作战体系具有多层次和多面性的特点决定了对其进行概念建模需要从多个层次和视角来剖析。目前，主流的多视图描述方法仍然以UML、IDEF和DoDAF等为主。其中，UML虽然是一种通用标准建模语言，但是其分析设计模型时缺乏对体系中各组分互连互通的考虑，且语义不够精确，不能很好地描述体系架构层次和复杂系统性为；基于计算机系统设计制造而提出的IDEF也同样在反映体系结构上存在不足；DoDAF虽然在各大国防工业部门的建模设计中得到广泛使用，但是基于结构和技术体系建模的设计和管理目的，没有考虑不同的建模规模和用途需要差异化的描述产品，且方法框架过于复杂笨重，很难适应敏捷灵活的迭代更新和零碎多样的指技沟通。

本文借鉴多视图建模方法和体系结构框架建模方法，在对DoDAF体系结构框架的作战视图进行裁剪和扩展的基础上，结合UML和IDEF等通用构图方法，提出一种基于多层概念视图框架的概念建模结构化描述方法。

（二）建模描述框架

为了客观体现网信体系对作战行动的重大影响，这里以广泛应用的EBI方法为基础，借鉴突出网信体系建模的EBNI方法思路，将物理域的实体E和赛博域的网络N充分结合起来，按照“体系S、行为B、交互I”分析描述框架，根据需求分析的相关要素和信息，结合描述内容特点，采取逐层逐步细化的方式，自顶向下得到多层概念视图描述的建模产品，由全景（A）、体系（S）、行为（B）、交互（I）共4层8个视图、2个文本和4个表格共同构成。如表1所示，框架由描述整体场景的全景层开始入手，通过不断逐层细化的方式完善各项描述信息，并分别建立描述体系对象静态信息的体系层、描述体系对象动态信息的行为层和描述体系内外交互信息的交互层。

表1  多层概念视图结构化描述建模产品框架

四、总结

概念建模是仿真开发过程的有机组成部分。为了避免各种自由随意、烟囱林立、参差不齐的重复性建模开发，应当遵循科学合理的概念建模原则，采用适当的概念建模方法，规范概念建模活动，才能提高建模活动效率，获取高质量的模型产品，为后续仿真开发打下良好的基础。

参考文献

[1]孙王虎，柏彦奇，张学民. 军事概念模型的格式化描述方法研究[J]. 计算机仿真, 2013, 30(9): 18-21,40.

[2]梁振兴, 沈艳丽等. 体系结构设计方法的发展及应用[M]. 北京: 国防工业出版社, 2012.