戰(zhàn)場關(guān)鍵事件提取與告警方法

宋仁亮 戴兆樂

摘 要：本文主要研究了基于事件模型定制的戰(zhàn)場關(guān)鍵事件提取與告警方法，用于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場關(guān)鍵事件的提取和告警。分析了戰(zhàn)場關(guān)鍵事件的主要類型和特征，建立了戰(zhàn)場關(guān)鍵事件核心描述模型。戰(zhàn)場關(guān)鍵事件提取主要實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)與區(qū)域之間關(guān)系、目標(biāo)與分界線關(guān)系、戰(zhàn)場實(shí)體屬性變化、部隊(duì)實(shí)力變化的計(jì)算。文中描述了從建立模型到關(guān)鍵事件提取和告警信息發(fā)布的整個(gè)流程，實(shí)踐證明，該流程提高了指戰(zhàn)員掌握戰(zhàn)場態(tài)勢的效率，使其快速做出指揮決策。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵事件；戰(zhàn)場告警；信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言（Introduction）

信息化戰(zhàn)爭的不斷發(fā)展，指揮信息系統(tǒng)已能夠接入和掌握陸、海、空、天、電多維戰(zhàn)場情況信息，然而隨著掌握的戰(zhàn)場情況信息日益復(fù)雜，也帶來了另外一個(gè)突出的問題，就是如何促進(jìn)更快更好地理解戰(zhàn)場態(tài)勢和把握戰(zhàn)場重心。將戰(zhàn)場態(tài)勢信息抽象成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型[1-3]，依據(jù)該模型進(jìn)行戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息存儲與獲取。關(guān)鍵事件提取與告警就是一種輔助指揮員認(rèn)知戰(zhàn)場各要素關(guān)系和影響的手段，即挖掘戰(zhàn)場態(tài)勢各要素間的關(guān)系，提取作戰(zhàn)進(jìn)程中的關(guān)鍵變化事件[4]。

2 戰(zhàn)場關(guān)鍵事件模型（Battlefield key events model）

戰(zhàn)場關(guān)鍵事件主要是指在戰(zhàn)場態(tài)勢感知中，戰(zhàn)場眾多動(dòng)態(tài)變化情況中對指揮決策有重要意義的變化及影響的事件[5]，根據(jù)事件特征我們將它分為三類，包括戰(zhàn)場實(shí)體空間關(guān)系變化事件、戰(zhàn)場實(shí)體屬性變化事件，以及部隊(duì)實(shí)力（戰(zhàn)斗力）變化事件[6]。為了提取戰(zhàn)場關(guān)鍵事件，我們首先需要建立一個(gè)戰(zhàn)場關(guān)鍵事件模型，主要包含事件類型、事件主體、觸發(fā)條件和告警方法，如圖1所示。

建立戰(zhàn)場關(guān)鍵事件模型時(shí)，首先要確定關(guān)鍵事件的主體，即被監(jiān)視的戰(zhàn)場實(shí)體，事件主體可以是單個(gè)或多個(gè)，可以是某種態(tài)勢類型的所有實(shí)體（如所有空中實(shí)時(shí)目標(biāo)），也可以是符合某種條件的一類態(tài)勢實(shí)體（如屬性為敵的空中實(shí)時(shí)目標(biāo)），還可以是指定的某幾個(gè)態(tài)勢實(shí)體（如批號分別為5001、5002的空中實(shí)時(shí)目標(biāo)）；其次要指定戰(zhàn)場關(guān)鍵事件類型，包括戰(zhàn)場實(shí)體空間關(guān)系變化事件、戰(zhàn)場實(shí)體屬性變化事件，以及部隊(duì)實(shí)力（戰(zhàn)斗力）變化事件，其中戰(zhàn)場實(shí)體空間關(guān)系變化事件又包括目標(biāo)進(jìn)入或離開指定關(guān)注區(qū)域、目標(biāo)越過指定分界線，以及目標(biāo)接近或離開指定實(shí)體；然后確定事件觸發(fā)條件，例如，對于目標(biāo)接近或離開指定實(shí)體關(guān)鍵事件，需要確定兩者之間的距離預(yù)設(shè)值，當(dāng)兩者之間的距離小于該預(yù)設(shè)值時(shí)將產(chǎn)生目標(biāo)接近指定實(shí)體的事件；而戰(zhàn)場實(shí)體屬性變化事件則要確定要監(jiān)控的屬性項(xiàng)，以及變化條件，即某個(gè)屬性等于、大于或小于某個(gè)預(yù)定值；部隊(duì)實(shí)力變化事件則要確定參與部隊(duì)實(shí)力變化計(jì)算的人員類別、裝備、彈藥、物資類型，并確定損失率達(dá)到多少觸發(fā)告警事件；最后還需要明確關(guān)鍵事件告警方式，包括聲音提示、圖形顯示，以及告警文字信息等。

3 戰(zhàn)場關(guān)鍵事件提?。˙attlefield key events

extraction）

建立戰(zhàn)場關(guān)鍵事件模型后，就可以根據(jù)戰(zhàn)場關(guān)鍵事件模型中定義的事件類型，采用不同的計(jì)算方法計(jì)算事件主體是否滿足事件告警條件。首先依據(jù)事件模型定義的事件主體范圍過濾態(tài)勢數(shù)據(jù)，然后對符合要求的態(tài)勢數(shù)據(jù)進(jìn)行事件計(jì)算。下面分別描述各種戰(zhàn)場關(guān)鍵事件的計(jì)算過程或方法。

3.1 目標(biāo)進(jìn)入或離開區(qū)域事件計(jì)算

當(dāng)收到一條目標(biāo)信息時(shí)，判斷該目標(biāo)是否屬于被監(jiān)控的事件主體，如果是則提取目標(biāo)位置信息，并與指定的關(guān)注區(qū)域位置信息進(jìn)行比較，判斷目標(biāo)是否在區(qū)域內(nèi)；如果目標(biāo)在區(qū)域內(nèi)，則查找原區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)隊(duì)列中是否有該目標(biāo)，沒有則加入目標(biāo)隊(duì)列，并觸發(fā)進(jìn)入?yún)^(qū)域事件；如果判斷目標(biāo)在區(qū)域外，則查找原區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)隊(duì)列中是否有該目標(biāo)，有則從目標(biāo)隊(duì)列中去掉該目標(biāo)，并觸發(fā)離開區(qū)域事件。圖2為判斷點(diǎn)是否在多邊形區(qū)域內(nèi)的一種算法，如果區(qū)域是圓形，只要判斷點(diǎn)到圓心的距離是否小于圓的半徑即可。

該算法的基本原理說明[7]：從測試點(diǎn)往某方向做出射線，計(jì)算該射線與多邊形全部邊相交點(diǎn)的數(shù)量。如果數(shù)量為奇數(shù)，則測試點(diǎn)在多邊形內(nèi)部，否則，測試點(diǎn)在多邊形外部。

3.2 目標(biāo)靠近或越過指定分界線計(jì)算

根據(jù)事件主體位置信息與模型定義的分界線位置信息計(jì)算目標(biāo)位置點(diǎn)與指定分界線的距離和方位。如果目標(biāo)上一個(gè)位置點(diǎn)和分界線的方位關(guān)系與當(dāng)前位置點(diǎn)和分界線的方位關(guān)系相反，則觸發(fā)目標(biāo)越過分界線事件；如果目標(biāo)當(dāng)前位置點(diǎn)與分界線的距離小于預(yù)先設(shè)置的告警值，則觸發(fā)目標(biāo)接近分界線事件。圖3為本方法采用的判斷目標(biāo)點(diǎn)與指定分界線的距離及方位關(guān)系的一種算法。

3.3 目標(biāo)接近或離開指定實(shí)體事件計(jì)算

計(jì)算兩個(gè)目標(biāo)實(shí)體位置點(diǎn)之間的距離，如果距離小于預(yù)先設(shè)定的最小值，則觸發(fā)目標(biāo)接近告警事件，如果距離大于預(yù)先設(shè)定的最大值，則觸發(fā)目標(biāo)離開告警事件。

3.4 戰(zhàn)場實(shí)體屬性變化事件計(jì)算

判斷指定的目標(biāo)實(shí)體屬性值是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件關(guān)系及告警值，如果滿足則觸發(fā)戰(zhàn)場實(shí)體屬性變化告警事件。如軍事工程狀態(tài)變?yōu)榇輾А?dǎo)彈的飛行速度大于指定閾值等。

3.5 部隊(duì)實(shí)力變化事件計(jì)算

根據(jù)事件模型中設(shè)置的部隊(duì)實(shí)體、實(shí)力類別等信息，定時(shí)統(tǒng)計(jì)部隊(duì)人員、裝備、彈藥、物資的損失率。如果其中某一種類別的損失率達(dá)到設(shè)定臨界值，則觸發(fā)部隊(duì)實(shí)力變化告警事件，如人員中的士兵傷亡率達(dá)到60%、炮彈消耗率達(dá)到90%等。

4 戰(zhàn)場關(guān)鍵事件告警（The alarm of battlefield key

events）

筆者的實(shí)際研究中，采用告警服務(wù)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵事件提取，客戶端生成告警提示的方式來實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵事件提取和告警信息發(fā)布?？蛻舳嗽O(shè)置不同類型告警事件，服務(wù)端依據(jù)前文描述的事件提取方法，實(shí)時(shí)計(jì)算事件中包含的態(tài)勢實(shí)體是否觸發(fā)告警條件，一旦生效，則通知所有客戶端產(chǎn)生告警提示。圖4為告警工作流程圖。

一旦產(chǎn)生告警事件之后，后臺告警管理服務(wù)會通知前臺客戶端進(jìn)行特定的告警。例如，目標(biāo)進(jìn)入?yún)^(qū)域后，觸發(fā)了告警事件，依據(jù)設(shè)定的告警方式產(chǎn)生告警提示：產(chǎn)生告警聲音提示，圖上目標(biāo)繪制閃爍告警圈，自動(dòng)生成告警文字，如“批號：5001的目標(biāo)在12：00：10進(jìn)入[YJ01]區(qū)域”。如果是目標(biāo)靠經(jīng)實(shí)體產(chǎn)生告警時(shí)，會將實(shí)體突出顯示，目標(biāo)繪制告警閃爍圈，并將兩者通過連線連接起來。態(tài)勢實(shí)體屬性變化和部隊(duì)實(shí)體實(shí)力變化觸發(fā)告警事件之后，主要通過文字信息進(jìn)行提示。

客戶端根據(jù)戰(zhàn)場關(guān)鍵事件模型中對于告警方式的定義進(jìn)行告警，告警方式又分為聲音提示、圖形顯示、告警文字信息，三種告警方式是并行存在的，用戶定制以哪種方式或者哪種組合來產(chǎn)生告警提示。

依據(jù)事件的重要性，對事件設(shè)置告警等級分為一級、二級和三級，不同等級的事件，所產(chǎn)生的告警文字信息會有所區(qū)別，同時(shí)用戶可以根據(jù)不同的等級來進(jìn)行過濾顯示告警信息。

結(jié)合案例做流程描述為：

（1）建立空情目標(biāo)進(jìn)入我方某預(yù)警探測區(qū)域的關(guān)鍵事件模型，從客戶端上選取指定地方目標(biāo)作為被監(jiān)控實(shí)體，選取客戶端地圖上某預(yù)警探測區(qū)作為該模型的關(guān)注區(qū)域，設(shè)置目標(biāo)進(jìn)入?yún)^(qū)域?yàn)槌霭l(fā)告警的條件。

（2）監(jiān)視空情目標(biāo)進(jìn)入該區(qū)域的事件，告警服務(wù)從空情態(tài)勢數(shù)據(jù)源接收空情目標(biāo)詳細(xì)信息[8，9]。

（3）一旦收到某批空情目標(biāo)，首先判斷其是否是被監(jiān)控的實(shí)體，如果是則獲取其空間位置信息，采用前文描述的算法判斷其是否在關(guān)注區(qū)域中。如果在該區(qū)域范圍內(nèi)，查找該目標(biāo)是否在此區(qū)域所對應(yīng)的告警目標(biāo)隊(duì)列中，沒有則增加該目標(biāo)至隊(duì)列，同時(shí)觸發(fā)進(jìn)入?yún)^(qū)域告警事件；如果目標(biāo)在區(qū)域之外，同樣區(qū)查找該目標(biāo)是否在此區(qū)域所對應(yīng)的告警目標(biāo)隊(duì)列中，有的話則將其從目標(biāo)隊(duì)列一處，并觸發(fā)離去區(qū)域的告警事件。

（4）生成告警信息，譬如生成“XX空情目標(biāo)在2016-05-05 11：25：00進(jìn)入XXX預(yù)警探測區(qū)域”的告警提示信息。

（5）發(fā)出告警信息，在客戶端上，以目標(biāo)閃爍、聲音提示、告警文字信息等方式來提示用戶。

5 結(jié)論（Conclusion）

本文提出了利用事件模型來捕獲關(guān)鍵事件的方法，將服務(wù)端計(jì)算和客戶端顯示區(qū)分開來，各司其職?；谑录Ｐ投ㄖ频膽?zhàn)場關(guān)鍵事件提取，能夠很好的掌握戰(zhàn)場態(tài)勢重心，是一種有效的戰(zhàn)場關(guān)鍵事件提取方法。文中各種關(guān)鍵事件類型，都是基于實(shí)戰(zhàn)指戰(zhàn)員的需求進(jìn)行制定的，實(shí)踐證明，其能夠滿足各級指戰(zhàn)員戰(zhàn)場關(guān)注點(diǎn)不同的需要，提高了指戰(zhàn)員理解戰(zhàn)場態(tài)勢的效率，使其能夠快速做出指揮決策。筆者預(yù)測，關(guān)鍵事件提取及告警信息顯示的完整流程會成為指揮信息系統(tǒng)中不可或缺的重要功能之一，需要繼續(xù)全面完善事件模型與告警顯示，后續(xù)可以添加重點(diǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)不更新、重點(diǎn)目標(biāo)恢復(fù)更新等告警事件。同時(shí)增加對戰(zhàn)場態(tài)勢實(shí)體的發(fā)展趨勢預(yù)先告警能力[10]，給指揮員提前提供決策參考。

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作者簡介：

宋仁亮（1988-），男，碩士，助理工程師.研究領(lǐng)域：指揮控制系統(tǒng).

戴兆樂（1989-），男，碩士，助理工程師.研究領(lǐng)域：指揮控制系統(tǒng).