一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，建立各个信息子系统的互操作能力表述模型，建立互操作能力成熟度模型，评估每个信息子系统的能力效果，由互操作能力成熟度模型获得联合互操作能力等级；进行判断，联合互操作能力等级如果满足复杂巨系统的等级要求，则允许进行集成，形成复杂巨系统，否则进行回溯改进后重新评估。本发明专利技术在信息系统集成前，对信息子系统互操作能力进行评估及修正，保证了各子系统之间的融合性，保证了信息系统集成后能够正常通信、进行信息共享、交换和信息融合分析。本发明专利技术优化过程中，基于评估过程进行回溯，查找改进问题点准确且效率高，能够快速改进各个信息子系统满足集成要求。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法
本专利技术涉及系统互联
，尤其涉及一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法。
技术介绍
从系统本质出发，根据组成子系统及子系统种类的多少和它们之间的关联关系的复杂程度，可以把系统分为简单系统和巨系统两大类。如果组成系统的元素不仅数量而且种类也很多，它们之间的关系又很复杂，并有多种层次结构，这类系统称为复杂巨系统，例如人体系统和生态系统。如果系统元素之间关系不仅复杂而且带有很大的不确定性，就是迄今为止最复杂的系统。现有的大型信息系统多为复杂巨系统，各子系统之间的融合度，即系统运行时的融合水平，反映了巨系统各系统要素之间互相联系、交互、协作的紧密程度，各系统要素在运作时相互配合，发挥单个系统要素不具备的能力，形成巨系统整体能力。复杂巨系统的融合水平主要体现在系统间互操作的层面上，互操作是指多个应用系统之间的相互对话和对其信息的操作性能，具有三个本质特征：一是互操作性发生在两个或两个以上系统之间；二是系统之间能够交换信息；三是系统间能够利用所交换的信息。目前，巨系统集成时普遍存在各个子系统互操作性差的问题，导致出现系统集成后无法通信、无法信息共享、无法信息交换等问题。同时，由于系统本身的复杂性，无法或很难定位问题出现的原因。本专利技术。从巨系统的互操作能力和能力效果出发，根据互操作能力成熟度，提出一种复杂巨系统互操作能力的评估及优化方法。
技术实现思路
针对现有复杂巨系统集成时存在的问题，本专利技术提供一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，将复杂巨系统各要素的运行自主程度和要素关联程度具体化为巨系统的互操作能力，对系统能否进行集成进行评估和优化。为达到上述目的，本专利技术提供了一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，包括：(1)建立各个信息子系统的互操作能力表述模型，互操作能力由多个互操作能力属性表征，互操作能力属性由对应的若干能力效果表征；(2)建立互操作能力成熟度模型，基于互操作能力属性对应的若干能力效果的评估结果生成该互操作能力属性的等级，将需要建立连接的若干信息子系统对应的互操作能力属性进行对比，最低的互操作能力属性作为巨系统互操作能力属性，巨系统互操作能力属性的最低等级作为信息子系统联合互操作能力等级；(3)评估每个信息子系统的能力效果，由互操作能力成熟度模型获得巨系统互操作能力等级；(4)进行判断，巨系统互操作能力等级如果满足复杂巨系统的等级要求，则允许进行集成，形成复杂巨系统；如果不满足复杂巨系统的等级要求，则查找等级巨系统互操作能力等级对应的最低的互操作能力属性，查找等级最低的互操作能力属性对应的等级最低的能力效果，改进该能力效果对应的结构后提高对应互操作能力属性的等级后，返回步骤(3)重新评估。进一步地，表征巨系统互操作能力的能力属性包括体系结构、系统应用、物理连接、安全防护以及数据模型；所述表征体系结构的能力效果包括：结构规范性、数据完备性、规则合理性以及结构复杂性；所述系统应用的能力效果包括：交互方向、交互模式、软件开放度以及强度满足度；所述物理连接的能力效果包括：传输方向、链路冗余度、设施可用性、设施抗毁性、协议适用度以及设施可控性；所述安全防护的能力效果包括：保密性、安全机制、可用性、完整性以及可审查性；所述数据模型的能力效果包括：数据结构设计、数据应用字典、数据计算规则以及报文规则。进一步地，所述体系结构根据信息子系统的结构运用由低到高为1～4等级：无结构设计为隔离级，项目体系结构为功能级，工程体系结构为系统级，巨系统体系结构为体系级；结构规范性的根据信息子系统产品结构与规范的符合性，由低到高划分为1～4等级，完全不满足、部分满足、基本满足和完全满足；数据完备性的根据信息子系统的各项数据是否完备，由低到高划分为1～4等级，完全不完备、部分完备、基本完备足和完全完备；规则合理性根据信息子系统结构中动态行为所遵循的规则的合理性，由低到高划分为1～4等级，完全不合理、部分合理、基本合理和完全合理；结构复杂性根据功能分布性、集成复杂度和数据耦合度进行加权求和，由加权求和的数值按照从小到大划分为1～4等级；功能分布性为功能模块数量NN与分系统数量SS的比值，集成复杂度为接口数量IF与节点数量NN，数据耦合度为信息单元数量IU与接口数量IF的比值。进一步地，评估所述体系结构的能力效果包括：将信息子系统产品结构与规范的结构进行对比，根据符合规范的结构的比例评估结构规范性等级；获取信息子系统的各项数据，将各项数据与规范要求的数据进行对比，根据满足规范要求的数据比例评估数据完备性等级；获取信息子系统各产品中动态行为所遵循的规则，根据所遵循的规则合理的比例评估规则合理性等级；获取信息子系统的分系统数量SS、功能模块数量NN、接口数量IF、信息单元数量IU，计算功能分布性、集成复杂度及数据耦合度，进行加权求和后，根据加权求和的数值所处区间评估结构复杂性等级。进一步地，所述体系结构取结构规范性、数据完备性、规则合理性以及结构复杂性等级中的最低级。进一步地，所述系统应用根据信息子系统的软件互操作性由低到高分为1～4等级：没有采用应用程序为隔离级，程序数据分离为功能级，软件构件化为系统级，提供采用面向服务架构的软件为体系级；交互方向根据信息子系统产品之间无交互、单工交互、半双工交互和双工交互，由低到高划分为1～4等级；交互模式根据信息子系统产品之间的交互模式为无交互模式、预先编排模式、按需编排模式和自动编排模式，由低到高划分为1～4等级；软件开放度为信息子系统对外提供服务的数量N占自身服务总数量M的比重(N/M*100％)；强度满足度为min(a,b,..,n)/M*100％，M为用户对某业务需求的强度，(a,b,..,n)为各个软件对此业务的处理强度，min表示取最小值。进一步地，评估所述系统应用的能力效果包括：根据信息子系统产品之间为无交互、单工交互、半双工交互或双工交互评估交互方向等级；根据信息子系统产品之间为无交互模式、预先编排模式、按需编排模式或自动编排模式评估交互模式等级；获取信息子系统对外提供服务的数量N，以及自身服务总数量M，计算比重(N/M*100％)，软件开放度按照数值区间范围由低到高划分为1～4等级，根据(N/M*100％)的值评估信息子系统软件开放度等级；分别获取用户对于某业务需求的强度，以及各个软件对此业务的处理强度，计算min(a,b,..,n)/M*100％，强度满足度按照数值区间范围由低到高划分为1～4等级，根据min(a,b,..,n)/M*100％的值评估信息子系统软件的强度满足度等级。进一步地，所述系统应用的等级取交互方向、交互模式、软件开放度以及强度满足度等级中的最低级。进一步地，所述物理连接根据信息子系统的网络互操作性由低到高分为1～4等级：信息子系统在物理上不能连接为隔离级，局域连接为功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，包括：/n(1)建立各个信息子系统的互操作能力表述模型，互操作能力由多个互操作能力属性表征，互操作能力属性由对应的若干能力效果表征；/n(2)建立互操作能力成熟度模型，基于互操作能力属性对应的若干能力效果的评估结果生成该互操作能力属性的等级，将需要建立连接的若干信息子系统对应的互操作能力属性进行对比，最低的互操作能力属性作为巨系统互操作能力属性，巨系统互操作能力属性的最低等级作为信息子系统联合互操作能力等级；/n(3)评估每个信息子系统的能力效果，由互操作能力成熟度模型获得巨系统互操作能力等级；/n(4)进行判断，巨系统互操作能力等级如果满足复杂巨系统的等级要求，则允许进行集成，形成复杂巨系统；如果不满足复杂巨系统的等级要求，则查找等级巨系统互操作能力等级对应的最低的互操作能力属性，查找等级最低的互操作能力属性对应的等级最低的能力效果，改进该能力效果对应的结构后提高对应互操作能力属性的等级后，返回步骤(3)重新评估。/n

【技术特征摘要】
1.一种复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，包括：
(1)建立各个信息子系统的互操作能力表述模型，互操作能力由多个互操作能力属性表征，互操作能力属性由对应的若干能力效果表征；
(2)建立互操作能力成熟度模型，基于互操作能力属性对应的若干能力效果的评估结果生成该互操作能力属性的等级，将需要建立连接的若干信息子系统对应的互操作能力属性进行对比，最低的互操作能力属性作为巨系统互操作能力属性，巨系统互操作能力属性的最低等级作为信息子系统联合互操作能力等级；
(3)评估每个信息子系统的能力效果，由互操作能力成熟度模型获得巨系统互操作能力等级；
(4)进行判断，巨系统互操作能力等级如果满足复杂巨系统的等级要求，则允许进行集成，形成复杂巨系统；如果不满足复杂巨系统的等级要求，则查找等级巨系统互操作能力等级对应的最低的互操作能力属性，查找等级最低的互操作能力属性对应的等级最低的能力效果，改进该能力效果对应的结构后提高对应互操作能力属性的等级后，返回步骤(3)重新评估。


2.根据权利要求1所述的复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，表征巨系统互操作能力的能力属性包括体系结构、系统应用、物理连接、安全防护以及数据模型；
所述表征体系结构的能力效果包括：结构规范性、数据完备性、规则合理性以及结构复杂性；
所述系统应用的能力效果包括：交互方向、交互模式、软件开放度以及强度满足度；
所述物理连接的能力效果包括：传输方向、链路冗余度、设施可用性、设施抗毁性、协议适用度以及设施可控性；
所述安全防护的能力效果包括：保密性、安全机制、可用性、完整性以及可审查性；
所述数据模型的能力效果包括：数据结构设计、数据应用字典、数据计算规则以及报文规则。


3.根据权利要求2所述的复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，所述体系结构根据信息子系统的结构运用由低到高为1～4等级：无结构设计为隔离级，项目体系结构为功能级，工程体系结构为系统级，巨系统体系结构为体系级；
结构规范性的根据信息子系统产品结构与规范的符合性，由低到高划分为1～4等级，完全不满足、部分满足、基本满足和完全满足；
数据完备性的根据信息子系统的各项数据是否完备，由低到高划分为1～4等级，完全不完备、部分完备、基本完备足和完全完备；
规则合理性根据信息子系统结构中动态行为所遵循的规则的合理性，由低到高划分为1～4等级，完全不合理、部分合理、基本合理和完全合理；
结构复杂性根据功能分布性、集成复杂度和数据耦合度进行加权求和，由加权求和的数值按照从小到大划分为1～4等级；功能分布性为功能模块数量NN与分系统数量SS的比值，集成复杂度为接口数量IF与节点数量NN，数据耦合度为信息单元数量IU与接口数量IF的比值。


4.根据权利要求3所述的复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，评估所述体系结构的能力效果包括：
将信息子系统产品结构与规范的结构进行对比，根据符合规范的结构的比例评估结构规范性等级；
获取信息子系统的各项数据，将各项数据与规范要求的数据进行对比，根据满足规范要求的数据比例评估数据完备性等级；
获取信息子系统各产品中动态行为所遵循的规则，根据所遵循的规则合理的比例评估规则合理性等级；
获取信息子系统的分系统数量SS、功能模块数量NN、接口数量IF、信息单元数量IU，计算功能分布性、集成复杂度及数据耦合度，进行加权求和后，根据加权求和的数值所处区间评估结构复杂性等级。
进一步地，所述体系结构取结构规范性、数据完备性、规则合理性以及结构复杂性等级中的最低级。


5.根据权利要求2所述的复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，所述系统应用根据信息子系统的软件互操作性由低到高分为1～4等级：没有采用应用程序为隔离级，程序数据分离为功能级，软件构件化为系统级，提供采用面向服务架构的软件为体系级；
交互方向根据信息子系统产品之间无交互、单工交互、半双工交互和双工交互，由低到高划分为1～4等级；
交互模式根据信息子系统产品之间的交互模式为无交互模式、预先编排模式、按需编排模式和自动编排模式，由低到高划分为1～4等级；
软件开放度为信息子系统对外提供服务的数量N占自身服务总数量M的比重(N/M*100％)；
强度满足度为min(a,b,..,n)/M*100％，M为用户对某业务需求的强度，(a,b,..,n)为各个软件对此业务的处理强度，min表示取最小值。


6.根据权利要求5所述的复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，评估所述系统应用的能力效果包括：
根据信息子系统产品之间为无交互、单工交互、半双工交互或双工交互评估交互方向等级；
根据信息子系统产品之间为无交互模式、预先编排模式、按需编排模式或自动编排模式评估交互模式等级；
获取信息子系统对外提供服务的数量N，以及自身服务总数量M，计算比重(N/M*100％)，软件开放度按照数值区间范围由低到高划分为1～4等级，根据(N/M*100％)的值评估信息子系统软件开放度等级；
分别获取用户对于某业务需求的强度，以及各个软件对此业务的处理强度，计算min(a,b,..,n)/M*100％，强度满足度按照数值区间范围由低到高划分为1～4等级，根据min(a,b,..,n)/M*100％的值评估信息子系统软件的强度满足度等级。
进一步地，所述系统应用的等级取交互方向、交互模式、软件开放度以及强度满足度等级中的最低级。


7.根据权利要求2所述的复杂巨系统互操作能力评估及优化方法，其特征在于，所述物理连接根据信息子系统的网络互操作性由低到高分为1～4等级：信息子系统在物理上不能连接为隔离级，局域连接为功能级，广域连接为系统级，跨域连接为体系级；
传输方向根据信息子系统链路无连接、单向传输和双向传输，由低到高划分为1、2、4等级；
链路冗余度根据信息子系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岚岚，刘然，乐剑，黄婧，彭超，刘怡静，文霄，刘志琦，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院战争研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11