网络中心战条件下C2组织的知识服务建模方法研究

论文摘要

知识正在成为现代组织中最有价值的资源之一,知识的有效使用和共享能够支持人们更好地制定决策、求解问题或产生新的信息和知识。未来的网络中心战条件下,获取和利用知识优势从而实现决策和行动优势将成为战争制胜的关键,C2(指挥控制)组织越来越强调知识的交互、共享和协作,需要高效、通用、集成、灵活和协调的知识服务机制。建立良好的知识服务模型是知识服务研究的首要问题之一。本文以网络中心战条件下C2组织的知识应用需求为背景,提出了网络中心战条件下C2组织的知识服务建模方法(KEMMON)并对其进行了深入研究。重点对网络中心战条件下的知识需求和知识作用原理、知识服务描述模型、基于进程代数的任务知识形式化建模方法、知识服务可执行模型和知识服务流的生成方法进行了深入研究,并通过防空导弹网络化作战的具体案例对以上理论和方法的应用进行了研究。本文的主要工作和创新之处体现在以下几个方面:本文提出了网络中心战条件下C2组织的知识需求、知识流模型和知识作用原理,设计了KEMMON方法的总体框架。从网络中心战的C2组织结构和作战域等方面分析了网络中心战条件下的指挥控制对高质量知识共享的需求;建立了网络中心战条件下C2组织的知识流向量空间模型以及知识转化模型,说明了知识在组织中的动态流动和演化过程;在此基础上提出了网络中心战中的知识作用模型,说明了知识在网络中心战各作战域中的作用机理及其对作战决策和作战行动的影响;分析了网络中心战条件下的知识类型和概念;并在这些研究的基础上提出了KEMMON方法的总体框架。这些工作为详细深入的知识服务建模研究以及其他知识服务关键技术的研究提供了背景和基础支持。在KEMMON方法的框架下,本文提出了知识服务描述模型(KSDM)及基于进程代数的任务知识形式化建模方法,体现了以任务为中心的知识服务建模思想。定义了KSDM,包括其高层描述模型与多维知识服务内容模型(MDKSCM),MDKSCM包括语境知识模型、领域知识模型、推理知识模型以及任务知识模型;基于进程代数、LOTOS语言等理论方法,提出了任务知识的形式化建模方法,包括元模型、图示化建模符号、任务知识描述语言(TKDL)以及形式化描述规范。KSDM模型以任务为中心集成了知识的多角度描述,包括静态语义、动态语义以及语境因素等,全面地表达了知识服务的内容;并可与Web服务系列标准兼容,便于对底层模型的进一步描述,满足分布式异构环境中服务发布、发现等要求;以任务为中心的建模思想也符合网络中心战C2组织面向任务的灵活指控、协同决策等需要。在形式化建模的基础上,本文提出了基于任务知识的知识服务可执行模型生成方法,并基于可执行模型提出了面向协作任务的知识服务流建模方法。基于对象Petri网建模语言(OPDL),提出了将基于进程代数的任务知识形式化模型(TKDL模型)转换为基于对象Petri网的可执行模型(OPN模型)的方法,研究了其基本转换原理、模型转换规则和模型转换算法等;在此基础上,根据网络中心战条件下C2组织过程对面向协作任务的知识服务流的需求,研究了基于对象Petri网的网络化C2组织决策过程模型,提出了基于OPN模型的知识服务组合建模方法,以及知识服务组合模型的验证指标和验证方法。可执行模型的生成使得知识服务模型更易于理解和维护,便于对知识服务进行仿真、测试、验证和评价;知识服务组合建模的研究使知识服务更适应网络中心战条件下C2组织的复杂任务要求,为C2组织成员进行任务协作提供集成化的知识服务保障。本文以体现网络中心作战思想的防空导弹网络化作战为背景,通过防空反导知识服务的建模实例研究了以上知识服务建模方法的应用。通过对识别跟踪知识服务的形式化建模过程和可执行模型的生成过程的分析描述,以及识别跟踪服务与拦截制导服务、结果评价服务的服务组合和验证过程的分析描述,说明和验证了本文提出的KEMMON建模方法的建模过程和有效性,总结了其特点,并与相关方法进行了比较。本文的研究工作对于深入研究知识服务技术、实现网络中心战条件下C2组织的知识共享和应用以及现代企业组织的知识共享和应用提供了一定的研究基础,具有理论和实践意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 知识经济与知识军事
• 1.1.2 网络中心战与知识优势
• 1.1.3 研究问题的提出
• 1.2 知识的概念及基本理论
• 1.2.1 知识的基本概念
• 1.2.2 信息价值链
• 1.2.3 知识的分类
• 1.2.4 知识的表示方法
• 1.3 相关领域及研究现状
• 1.3.1 网络中心战的相关研究
• 1.3.2 知识管理与知识建模
• 1.3.3 Web 服务与网格技术
• 1.3.4 知识服务技术
• 1.4 本文的研究内容和组织结构
• 1.4.1 本文的研究内容
• 1.4.2 论文的主要工作
• 1.4.3 论文的组织结构
• 第二章 KEMMON 基础及框架
• 2.1 网络中心战的知识需求分析
• 2.1.1 网络中心战组织结构的变化
• 2.1.2 网络中心战指挥控制的特点
• 2.1.3 网络中心战对知识服务的需求
• 2.2 KEMMON基础
• 2.2.1 知识流模型
• 2.2.2 知识作用原理
• 2.2.3 知识概念分析
• 2.3 KEMMON框架
• 2.3.1 KEMMON 的出发点和定位
• 2.3.2 知识服务的特点和建模原则
• 2.3.3 KEMMON 方法基本过程
• 2.4 本章小结
• 第三章 知识服务描述模型及基于进程代数的任务知识建模
• 3.1 知识服务描述模型（KSDM）定义
• 3.2 多维知识服务内容模型（MDKSCM）定义
• 3.2.1 语境知识模型（CKM）定义
• 3.2.2 领域知识模型（DKM）定义
• 3.2.3 推理知识模型（IKM）定义
• 3.2.4 任务知识模型（TKM）定义
• 3.2.5 小结
• 3.3 基于进程代数的任务知识建模思想
• 3.3.1 任务知识形式化建模的理论基础
• 3.3.2 任务知识形式化建模的元模型
• 3.3.3 任务知识形式化建模的原则和步骤
• 3.4 任务知识形式化建模方法
• 3.4.1 图示化辅助建模
• 3.4.2 任务知识描述语言TKDL
• 3.4.3 形式化描述规范
• 3.4.4 建模示例
• 3.5 本章小结
• 第四章 知识服务可执行模型及知识服务流建模
• 4.1 知识服务可执行模型生成的理论基础
• 4.1.1 Petri 网
• 4.1.2 对象Petri 网描述语言（OPDL）及模型
• 4.2 任务知识的形式化描述向可执行模型的转换方法
• 4.2.1 模型转换关系
• 4.2.2 模型转换算法
• 4.2.3 模型转换示例
• 4.3 面向协作任务的知识服务流建模
• 4.3.1 面向协作的网络化C2组织分析
• 4.3.2 基于可执行模型的知识服务组合
• 4.3.3 知识服务组合模型的验证
• 4.4 本章小结
• 第五章 防空反导知识服务建模案例研究
• 5.1 背景概述
• 5.2 语境分析
• 5.2.1 防空导弹网络化作战实例的语境概述
• 5.2.2 识别跟踪知识服务的语境知识模型
• 5.3 任务知识形式化建模
• 5.3.1 防空导弹系统反导作战过程
• 5.3.2 识别跟踪知识服务的任务知识建模
• 5.4 任务知识可执行模型及知识服务流
• 5.4.1 OPMSE建模仿真环境
• 5.4.2 识别跟踪知识服务的任务知识OPN模型
• 5.4.3 知识服务组合及验证
• 5.5 KEMMON方法的特点与比较
• 5.6 本章小结
• 结束语
• （一） 本文的主要贡献
• （二） 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果