報告人：韓孟麒 博士 德明財經科技大學 資訊科技系 C4ISR研究中心

Introducing Takming C4ISR Research Center

Outline 前言 問題探討與技術背景 大型系統理論 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 小型、大型及超大型方法論 物件導向法 快速雛型法 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 interactive deals with cards and games to promote communications, better understanding, etc.

什麼是 C4ISR 系統? C4ISR 大部份的 C4ISR 系統 (the commands, control, communications, computers, intelligence, surveillance and reconnaissance systems) 是一種大型的系統( huge-grain systems) C4ISR 系統整合了五種戰場物件( battlefield object ) 軍武器系統(military people), 武器系統(weapon systems), 導航系統(navigation systems), 平台感應器(platform sensors), 及 通訊鏈路(communication links) C4ISR 系統架構(C4ISR system architecture) 描述(Description) 確認(Validation) C4ISR software Weapon systems Navigation systems Platform sensors Military people Communication links What’s in a practice: Practice overview A succinct introduction to the practice Things to produce The alphas and betas added or affected by the practice Things to do The activities provided by the practice Competencies The skills required to undertake the practice Patterns and plays Additional guidance on how to apply the practice to address different challenges and circumstances

C4ISR 系統架構 Generic C4ISR station NF Navigation systems Communication links DTS NF Message ZigBee/ Local area network Antennas Military people 1 Platform sensors Sensor information 2 3 4 Weapon systems Status Platform navigation Information I/O

Outline 前言 問題探討與技術背景 大型系統理論 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 小型、大型及超大型方法論 物件導向法 快速雛型法 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 interactive deals with cards and games to promote communications, better understanding, etc.

開放性問題 系統開發方法論 系統需求工程 系統開發及採構成本太高 系統開發的風險太高 系統品質要求太高

技術背景 C4ISR系統的需求環境是多變(Mutable)且不穩定的(Unstable)。 開發C4ISR系統最好的途徑，就是使用物件導向模式建造的技術(Object-oriented Modeling Technology, OMT)。 C4ISR系統是一種即時嵌入式系統(Real-time Embedded System)。 C4ISR系統是一種大型且十分複雜的系統。 C4ISR系統的開發(Development)、建置(Implementation)與進化(Evolution)可以被正型化(Formalized)並可藉自動化工具(Automation Tools)的使用而逐步實現。 快速雛型法的技術可以幫助設計者開發適用性強的C4ISR系統(Highly Adaptive C4ISR Systems)。 以快速雛型法做C4ISR系統需求獲得時，C4ISR系統績效(Performance)被評估後，新版的C4ISR系統需求就應運而生，因此其大量的文件資料及程式的產生，要藉版本控制及構型管理(Version Control and Configuration Management, VCCM)技術來解決。

Outline 前言 問題探討與技術背景 大型系統理論 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 小型、大型及超大型方法論 物件導向法 快速雛型法 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 interactive deals with cards and games to promote communications, better understanding, etc.

= + + 大型系統理論的組成 Huge-grain system theory The huge-grain system theory is a system-of-systems (SoSs) theory and includes the small-, large-, and huge-grain methods based on the object-oriented method for constructing a solid, well-formed and hierarchical framework, and the prototyping method for verifying and validating user’s requirements For constructing a hierarchical framework For verifying and validating user’s requirements For constructing small, large, and huge-grain systems Object-oriented method Use Case Diagram Object Diagram Class Diagram Huge-grain system theory = + + Deployment Diagram Prototyping method Small-, large, and huge-grain methods

顆粒層級(Granularity hierarchy) Small-grain system can be considered as a large-size atomic object/part Large-grain system can be considered as a huge-size atomic object/part Huge-grain system Large-size atomic object/part Small-size atomic object/part Huge-size atomic object/part

物件導向法(Huge-grain Method) 開發一個C4ISR系統所要使用的物件導向技術包括了UML的九個圖，這些圖並不是全部要用到。 Definition (Object-oriented Method) An object-oriented method is a method that uses a set of tools OOM = Use-caseC ∪ ObjectC ∪ ClassC ∪ SequenceC ∪ ActivityC ∪ StateC ∪ CollaborationC ∪ ComponentC ∪ DeploymentC where Use-caseC is a set of use-case charts, ObjectC is a set of object charts, ClassC is a set of class charts, SequenceC is a set of sequence charts, ActivityC is a set of activity charts, StateC is a set of state charts, CollaborationC is a set of collaboration charts, ComponentC is a set of component charts, and DeploymentC is a set of deployment charts,

雛型方法(Prototyping Method) Iterative prototyping life cycle

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Methodologies of a huge-grain system Therefore, our DoDAF product set, whose elements are selected, includes the following products: AV-1, AV-2, OV-2, OV-3, OV-5, SV-1 and TV-1, specified by the integrated architecture; OV-4, SV-4 and SV-5, extended by the ABM; and OV-1 and OV-6, added by our research group. Our method (Takming C4ISR research center) OV-1 and OV-6 OV-4, SV-4, and SV-5 AV-1, AV-2, OV-2, OV-3, OV-5, SV-1, and TV-1 ABM method (Ring) OV-4, SV-4, and SV-5 AV-1, AV-2, OV-2, OV-3, OV-5, SV-1, and TV-1 On this slide we need to talk about the three camps and the conflicts between them NGP is not a monolithic process. Instead NGP is a set of Practices Practices are First Class Citizens Process is just a composition of Practices Practice has several groundbreaking innovations Practice separation Practice user experience Practice smartness Process is a composition of selected Practices Integrated architecture (DoDAF) AV-1, AV-2, OV-2, OV-3, OV-5, SV-1, and TV-1

Outline 前言 問題探討與技術背景 大型系統理論 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 相關設備採購 小型原子元件的認定 ADB-T雛型系統實作 ADB-T戰車運動軌跡模擬器系統 ADB-T產品系統實作 interactive deals with cards and games to promote communications, better understanding, etc.

陸軍數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 本研究以陸軍數位化戰車旅(Army Digital Brigade for Tanks, ADB-T)的C4ISR系統為例，來驗證大型系統理論可以應用於C4ISR系統中。 研究成果 以CAPS製作 ADB-T Data/State流程圖及PSDL碼 以ASP.NET製作 ADB-T 雛型系統 以CAPS製作 ADB-T 戰車運動軌跡模擬器Data/State流程圖及PSDL碼 以ASP.NET製作 ADB-T戰車運動軌跡模擬器系統 以SA依循XABM模式製作ADB-T 14項DoDAF產品 以Xoops平台及PHP程式製作 ADB-T 產品系統

Outline 前言 問題探討與技術背景 大型系統理論 DoDAF架構規範 陸數位化戰車旅C4ISR系統的建構與實作 相關設備採購 小型原子元件的認定 ADB-T雛型系統實作 ADB-T戰車運動軌跡模擬器系統 ADB-T產品系統實作 interactive deals with cards and games to promote communications, better understanding, etc.

相關設備採購 遠距資料整合交換擷取器 手持式GPRS接收器 即時資料處理軟體 遠距無線Zigbee傳輸器 核心應用軟體及資料庫 此遠距資料整合交換擷取器為一閘道(Gateway)，做為C4ISR系統情資傳輸用，可以接收、傳送、匯整及交換不同格式的遠端資料，並且含API界面，可以與不同的應用系統結合。 手持式GPRS接收器 含GPS衛星定位系統，與前端感應器資料銜接，可接收GPS衛星定位資料，並做遠端派遣之應用。 即時資料處理軟體 建置於Linux作業系統環境下，以處理即時資料用。 遠距無線Zigbee傳輸器 具有Mesh功能之遠距無線傳輸器一套兩個，傳輸有效半徑約600至700公尺。 核心應用軟體及資料庫 軟體含畫面即時顯示、命令下達、工作派遣、系統管理、...等功能，資料庫可存儲即時及歷史資料。 地理資訊系統(GIS) 含1/5,000台灣地圖一套，可供10人使用。 個人數位助理(PDA) 做為遠端派遣之接收器，內含地圖顯示及情資接收。

相關設備採購

相關設備採購

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小型原子元件的認定 軍事人員 武器系統 導航系統 平台感應器 通訊鏈路 使用ADB-T系統的軍事人員為P = {旅長, 營長, 連長, 副連長, 車長}。 武器系統 ADB-T系統所使用到的終端武器系統為W = {裝甲車, 迫擊砲}。 導航系統 ADB-T系統所使用到的導航系統為N = {地理資訊系統, PDA, 37A, 小型無線電機}。 平台感應器 ADB-T系統所使用到的平台感應器為S = {GPS衛星定位系統, 數位攝影機, PDA}。 通訊鏈路 ADB-T系統所使用到的通訊鏈路為C = {手持式GPRS接收器, WiFi, GPRS(2.5G)&3G, 基地台, ISP供應者, WiMAX, Gateway, 37A, 小型無線電機, 車內通話器頭盔, 遠距無線Zigbee傳輸器}。

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ADB-T雛型系統實作 利用手持式GPRS接收器中的GPS衛星定位系統來定位每部戰車的位置。 利用數位攝影機來觀察每部戰車的前景。 利用手持式PDA來傳送每部戰車所得知的情報資訊，及接收上級傳來的作戰命令與情報資訊。 將戰車的位置、戰車的前景及戰車所得知的情報資訊，利用手持式GPRS接收器經由基地台及ISP Provider傳送至遠端的遠距資料整合交換擷取器。 利用遠距無線Zigbee傳輸器做為戰車間的通訊轉接器。 後端C2中心可以藉由即時資料處理軟體、C4ISR核心應用軟體及資料庫來指揮前端戰車作戰。 後端C2中心有地理資訊系統的電子地圖，可以觀看前端戰車的移動路徑。

ADB-T雛型系統實作

ADB-T雛型系統實作

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ADB-T雛型系統實作

ADB-T雛型系統實作

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ADB-T戰車運動軌跡模擬器系統

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ADB-T產品系統實作

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Thank You More information and articles on C4ISR at: http://c4isr.takming.edu.tw Thank You harn@takming.edu.tw 0919-297-147 韓孟麒 副教授 德明財經科技大學 資訊科技系 C4ISR研究中心 召集人 美國海軍研究院 電腦科學博士