[发明专利]一种基于置信水平的信息系统体系成熟度定性评价方法

权利要求书

1.一种基于置信水平和中心点白化权函数的信息系统体系成熟度定性评估方法，采用基于置信水平和中心点白化权函数的信息系统体系成熟度定性评估实施装置，包括信息系统、信息系统体系成熟度，信息系统与信息系统体系成熟度相连，所述信息系统由n个分系统组成，信息系统体系成熟度，包括信息系统的互操作成熟度、互认知成熟度、技术成熟度，互操作成熟度、互认知成熟度、技术成熟度分别通过分系统互操作成熟度、分系统互认知成熟度、分系统技术成熟度与n个分系统相连；信息系统体系成熟度定性评估方法，其步骤如下：

1)、利用变量ISRL表示信息系统体系成熟度水平，表达为

ISRL＝f(IORL,MKRL,STRL) (1)

式中变量IORL、MKRL、STRL分别表示信息系统的互操作、互认知和系统技术3个成熟度水平分量，f表示3个分量的聚合函数；

利用变量SIORL表示分系统互操作成熟度水平，对信息系统的n个分系统互操作成熟度水平进行聚合，得到信息系统的互操作成熟度水平表达式为

IORL＝f₁(SIORL₁,…,SIORL_j,…,SIORL_n) (2)

式中SIORL_j表示第j个分系统互操作成熟度水平，f₁表示分系统互操作成熟度水平聚合函数；同样得MKRL、STRL的表达式分别为

MKRL＝f₂(SMKRL₁,…,SMKRL_j,…,SMKRL_n) (3)

STRL＝f₃(STRL₁,…,STRL_j,…,STRL_n) (4)

SMKRL_j、STRL_j分别表示第j个分系统互认知和技术成熟度水平，f₂和f₃分别表示分系统互认知和技术成熟度水平聚合函数；其中分系统技术成熟度水平通过分系统技术集成成熟度和涉及的单项技术成熟度的聚合得到；在上述各个聚合模型中，需要考察n个分系统之间的相对重要性，以及分系统互操作、互认知成熟度要素之间的相对重要性；

2)、成熟度等级模型，概念定义，定义最初的概念、发展分系统和技术方法；技术需求，论证分系统涉及的关键技术和集成需求；技术开发，研究关键的技术和集成方法，以集成为一个完整的分系统；

系统开发与演示，发展分系统能力或升级改进能力状态，减少集成和制造风险，确保使用保障能力，验证分系统的集成能力、协同工作能力、安全性和有用性；生产，达到分系统满足任务需求的操作能力；使用保障，完成能够满足作战保障性能要求的一项保障计划，在全寿命周期内满足可行的维修性；

对于分系统互操作、互认知成熟度也采用6个等级的划分，从小到大，成熟度水平越来越高；

信息系统是物理域、信息域、认知域、社会域内军事活动的载体，集成于信息系统的各个武器装备之间能交换信息并能共享、认知和利用所交换信息，信息系统体系成熟度等级模型；

其特征是：成熟度等级模型如下：

无体系结构设计，集成于信息系统的装备独立运行，无信息交换、共享和利用能力；点到点的结构方法，能避免装备之间的相互干扰，具备限制的信息交换、共享和利用能力；项目体系结构设计，具备一定的装备体系效果，具备初步的信息寻求、交换、共享和利用能力；

工程体系结构设计，部分体现装备体系特征，具有一定的信息交换、共享、认知和利用能力；联合体系结构设计，装备体系特征显著，能适当地实现信息交换、共享、认知和利用；融合体系结构设计，装备体系特征明显，能无障碍地实现信息交换、共享、认知和利用；

3)、中心点白化权函数的构建，将各个成熟度等级看成灰类等级，采用改进型中心点三角白化权函数，灰类起点和灰类终点的三角白化权函数分别取为下限测度白化权函数和上限测度白化权函数；对于所有聚类指标，其取值范围为[0,1]；即取6个聚类灰类，并将分别作为灰类的中心点，则有中心点三角白化权函数；

公式分别为灰类1、…、灰类6的中心点三角白化权函数，根据该函数计算观测值属于灰类的隶属度；设x为成熟度聚类指标的一个观测值，分别有f₁¹(x)、的表达式为

的表达式类似于

4)、基于置信水平和中心点白化权函数的体系成熟度定性评价模型，即基于改进型中心点三角白化权函数的体系成熟度灰色聚类评价步骤如下：

Step1根据信息系统组成以及体系成熟度划分，针对第i，i＝1，2，…，n个分系统的分系统技术、互操作和互认知成熟度要素，基于百分制确定评价分值；

Step2根据n个分系统之间，互操作、互认知和系统技术的3个成熟度水平分量之间，分系统互操作、互认知成熟度要素之间的权重向量；

Step3依据各个成熟度等级模型确定评价灰类，并确定各个灰类的中心点以及评价分值的隶属度表达式，分别计算各个评价指标对于所有灰类的隶属度值并得到其隶属度向量；

Step4计算第i，i＝1，2，…，n个分系统的技术成熟度水平矢量；确定第i个分系统技术成熟度评价分值为x_ik，则可根据的表达式求取该分值相对于不同灰类的隶属度值，即即有第i个分系统基于不同灰类的成熟度水平矢量为

Step5计算信息系统技术成熟度水平分量STRL；假设第i个分系统的权重为w_i，i＝1，2，…，n，则有信息系统技术成熟度水平针对不同灰类的隶属度值为

对基于不同灰类的技术成熟度水平矢量进行最大隶属度处理，取其最大值，即得信息系统技术成熟度水平分量STRL为

STRL＝max{SSTRL⁶,…,SSTRL¹} (9)

Step6计算第i，i＝1，2，…，n个分系统的互操作成熟度水平；基于Step5确定的分系统i第h个互操作因素的评价分值为z_ih，首先确定影响分系统互操作成熟度的6个因素之间的相对重要性，权重分别为其次计算分系统i关于互操作灰类k，k＝1，2，…，6的聚类系数

最后得到第i，i＝1，2，…，n个分系统的互操作成熟度水平矢量为根据该矢量，取其最大值确定分系统互操作成熟度所属的水平灰类；

Step7计算信息系统互操作成熟度水平分量IORL；根据分系统互操作成熟度水平矢量和分系统的权重，对所属的灰类隶属度值进行加权求和，即可得到信息系统互操作成熟度所属的灰类隶属度值；得到灰类隶属度值矢量后，取其最大值，即可得到信息系统互操作成熟度水平分量，如下式：

Step8计算第i，i＝1，2，…，n个分系统的互认知成熟度水平和信息系统互认知成熟度水平分量MKRL；确定分系统i第l个互认知因素的评价分值o_ih后，后续步骤类似于Step6和Step7；

Step9进行信息系统体系成熟度的粗分类评价；假设信息系统互操作、互认知、系统技术3个成熟度对信息系统体系成熟度的影响是独立的，则根据木桶原理，有信息系统体系成熟度水平评价模型

ISRL＝min{IORL,MKRL,STRL} (12)

式中ISRL的取值范围为[0,1]，该方法只是对信息系统体系成熟度水平进行了粗略的灰类归类；

Step10进行置信度下信息系统体系成熟度的精评估，同样假设信息系统互操作、互认知、系统技术的3个成熟度相互独立，给定一评估置信水平α，针对基于不同灰类的系统技术成熟度水平矢量(SSTRL⁶,…,SSTRL¹)，若

成立，则判别系统技术成熟度水平属于灰类k^*；类似地，对信息系统互操作、互认知成熟度进行判别，最后根据式(12)判定信息系统体系成熟度水平。