網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)研究*

楊 怡

（1.南京信息工程大學(xué)管理工程學(xué)院，南京 210044；2.中國制造業(yè)發(fā)展研究院，南京 210044）

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和其在軍事領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，信息戰(zhàn)已成為未來戰(zhàn)爭的主要形態(tài)。網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)作為信息戰(zhàn)的一種作戰(zhàn)樣式，不再局限于單個(gè)武器平臺功能，而重在通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化整合戰(zhàn)場資源，實(shí)現(xiàn)信息共享和作戰(zhàn)協(xié)同，取得作戰(zhàn)行動優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)發(fā)展理念驅(qū)動下，軍事信息系統(tǒng)建設(shè)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型，強(qiáng)調(diào)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各類資源的能力聚合，從而形成整體作戰(zhàn)能力［1-3］。在軍事信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型過程中，數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)功能的重要支撐，其組織架構(gòu)和應(yīng)用模式也面臨著巨大的變革。

與系統(tǒng)發(fā)展歷程相輔相成，軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)先后經(jīng)歷了獨(dú)立建設(shè)和集成建設(shè)的發(fā)展階段，目前進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)階段。獨(dú)立建設(shè)階段基本以應(yīng)用系統(tǒng)為單位進(jìn)行獨(dú)立、并行發(fā)展，數(shù)據(jù)的定義、格式以及操作規(guī)則由應(yīng)用系統(tǒng)來解釋，共享數(shù)據(jù)幾乎是不可能的。集成建設(shè)階段則通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和中間件，初步解決了數(shù)據(jù)的共享問題，但隨著軍事信息系統(tǒng)規(guī)模的成倍增長、數(shù)據(jù)類型的急劇增加，僅僅依靠數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和中間件已經(jīng)不能一勞永逸地解決數(shù)據(jù)共享問題。網(wǎng)絡(luò)化階段的到來也給數(shù)據(jù)建設(shè)提出了許多新的要求，包括海量數(shù)據(jù)共享要求、業(yè)務(wù)互操作和系統(tǒng)動態(tài)重組的數(shù)據(jù)支撐要求等［4-6］。目前，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)的研究有很多，但是大部分是關(guān)于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、元數(shù)據(jù)的研究［7-12］，幾乎沒有關(guān)于數(shù)據(jù)如何組織以支撐業(yè)務(wù)互操作和系統(tǒng)動態(tài)重組等的研究。

為此，本文深入分析網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)的概念及數(shù)據(jù)特點(diǎn)，提出了網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)的分類架構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上建立了3 層數(shù)據(jù)參考模型，對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化軍事信息環(huán)境中數(shù)據(jù)的分類、組織和應(yīng)用進(jìn)行規(guī)劃，為網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)的信息共享、業(yè)務(wù)互操作、系統(tǒng)靈活重組提供數(shù)據(jù)支撐。

1 網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)特點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)包括對各種作戰(zhàn)力量的綜合、對各種電子信息系統(tǒng)手段的集成，是在電子信息系統(tǒng)技術(shù)交叉融合、集成創(chuàng)新基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的系統(tǒng)質(zhì)變，而不僅僅是傳統(tǒng)意義上的系統(tǒng)改進(jìn)和簡單量變。具有指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)、監(jiān)視、偵察、導(dǎo)航定位、公共信息管理和信息戰(zhàn)等作戰(zhàn)功能，系統(tǒng)組成和關(guān)系復(fù)雜，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加扁平，系統(tǒng)的適應(yīng)性、動態(tài)性更強(qiáng)。從應(yīng)用上來說，網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)應(yīng)具備支持面向任務(wù)的靈活構(gòu)建、充分的資源共享和應(yīng)用層次上的互操作等特征［13-16］，具體表現(xiàn)如下：

1）數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)種類急劇增加：軍事信息化的發(fā)展導(dǎo)致軍事信息系統(tǒng)成倍增長，系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幾乎覆蓋各業(yè)務(wù)領(lǐng)域、組織單位；偵察衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、單兵系統(tǒng)等各種平臺上的探測設(shè)備，大大提高了軍事信息系統(tǒng)對敵我環(huán)境的監(jiān)測能力，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)急劇增長。

2）跨組織、跨平臺信息共享：戰(zhàn)場攻防的一體化、前后方界限的模糊化要求指揮作戰(zhàn)人員能縱觀全局，不僅要掌握全局作戰(zhàn)計(jì)劃、作戰(zhàn)進(jìn)程、敵我實(shí)力對比等作戰(zhàn)信息，還要了解后勤支援、天氣預(yù)報(bào)等。這些數(shù)據(jù)往往來自不同的組織和平臺，因此，跨組織、跨平臺的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)共享對于贏得現(xiàn)代化戰(zhàn)爭至關(guān)重要。

3）支持應(yīng)用層互操作：在信息共享的基礎(chǔ)上，通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，支持各系統(tǒng)、各平臺之間業(yè)務(wù)的流轉(zhuǎn)和承接，為新研、已有系統(tǒng)的互操作提供數(shù)據(jù)支撐。

4）系統(tǒng)環(huán)境信息的網(wǎng)絡(luò)化管理：在信息共享的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境信息的網(wǎng)絡(luò)化管理，支持系統(tǒng)功能、系統(tǒng)配置、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程獲取，為面向任務(wù)的系統(tǒng)動態(tài)構(gòu)建和重組提供數(shù)據(jù)支撐。

2 網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)是對網(wǎng)絡(luò)化信息環(huán)境中的數(shù)據(jù)分類、組織和應(yīng)用的戰(zhàn)略規(guī)劃，以便于在全軍范圍內(nèi)支持?jǐn)?shù)據(jù)共享，本文在網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上，提出了數(shù)據(jù)參考模型對網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織方式進(jìn)行研究。

2.1 網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類架構(gòu)

綜合考慮網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)共享和專業(yè)應(yīng)用的要求，從業(yè)務(wù)領(lǐng)域、歸屬組織、數(shù)據(jù)形態(tài)、描述對象4 個(gè)維度對網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類組織，提出了網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類架構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類框架

業(yè)務(wù)維描述數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用與共享，是對數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域的分類與劃分，包括指揮控制、預(yù)警探測、情報(bào)偵察、地理測繪、氣象水文、電磁環(huán)境、武器控制、后勤保障、裝備保障等，按軍隊(duì)業(yè)務(wù)活動橫向進(jìn)行劃分。數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行劃分，有利于以業(yè)務(wù)流程為牽引，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用與共享。

組織維描述數(shù)據(jù)的歸屬單位或部門，是對數(shù)據(jù)部署應(yīng)用的具體組織機(jī)構(gòu)的分類，通常按照全軍、戰(zhàn)區(qū)、部門樹狀結(jié)構(gòu)劃分。數(shù)據(jù)按照組織分類粒度進(jìn)行組織內(nèi)部跨部門的共享和應(yīng)用，既保證組織內(nèi)公共數(shù)據(jù)的共用性，也保證各個(gè)部門私有數(shù)據(jù)的專用性。

形態(tài)維描述數(shù)據(jù)本身的層次和形態(tài)，是按照數(shù)據(jù)形式進(jìn)行的分類和劃分，主要分為數(shù)據(jù)類、信息類和領(lǐng)域知識類。其中，數(shù)據(jù)類是數(shù)據(jù)存在最底層的形態(tài)，包含文本、圖形、圖像、動畫、音頻、視頻；信息類是在數(shù)據(jù)類基礎(chǔ)上形成的對事物的描述；知識類則是大量信息基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)抽象。數(shù)據(jù)按照形態(tài)進(jìn)行分類，能夠有效幫助數(shù)據(jù)的使用者迅速獲得所需數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)展開高效運(yùn)用。

對象維按照數(shù)據(jù)描述的本質(zhì)對象進(jìn)行分類，將數(shù)據(jù)分為戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)和系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)。戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)是對敵我環(huán)境的監(jiān)控、分析數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)是對業(yè)務(wù)過程的數(shù)據(jù)記錄；系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)則是支撐系統(tǒng)運(yùn)行的功能、環(huán)境配置等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)按描述的本質(zhì)對象進(jìn)行分類，為有針對性的數(shù)據(jù)使用提供了良好基礎(chǔ)。

在上述數(shù)據(jù)分類框架中，任意數(shù)據(jù)都可以從業(yè)務(wù)領(lǐng)域、歸屬組織、數(shù)據(jù)形態(tài)、描述對象4 個(gè)維度進(jìn)行定位，為網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供較為全面的數(shù)據(jù)劃分。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)參考模型

在分類架構(gòu)的基礎(chǔ)上，綜合考慮數(shù)據(jù)架構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)信息共享、業(yè)務(wù)互操作、靈活重組等支撐需求，提出了網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)參考模型，如圖2 所示。

網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)參考模型由全軍數(shù)據(jù)、戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)、部門數(shù)據(jù)3 層架構(gòu)組成，各層數(shù)據(jù)的組織及關(guān)系描述如下：

1）部門數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的最小組織單元，是戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)和全軍數(shù)據(jù)形成的基礎(chǔ)，主要保存部門產(chǎn)生和使用的私有數(shù)據(jù)，包括敵我環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。其中，敵我環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)用于記錄部門職能范圍內(nèi)對戰(zhàn)場、后勤、水文、地理等外界物理環(huán)境的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)用于記錄部門所參與的業(yè)務(wù)管理流程數(shù)據(jù)，如指揮控制流程、后勤管理流程、情報(bào)保障流程等；系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)則用于記錄履行任務(wù)、職能所需的系統(tǒng)功能信息、環(huán)境配置信息等。

2）戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)是戰(zhàn)區(qū)內(nèi)共用數(shù)據(jù)的集合，為戰(zhàn)區(qū)內(nèi)跨部門信息共享、業(yè)務(wù)互操作提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)也為全軍數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)來源，主要包括戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢、業(yè)務(wù)流程和系統(tǒng)環(huán)境3 類數(shù)據(jù)。其中，戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢信息是在各個(gè)部門敵我環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)基礎(chǔ)上抽取、整合形成的戰(zhàn)區(qū)級的敵我環(huán)境監(jiān)控、分析數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)流程信息用于記錄跨部門的業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)，通過流程實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的跨部門互操作，并能控制戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢信息、系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)的下發(fā)；系統(tǒng)環(huán)境信息則記錄了本戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的各項(xiàng)任務(wù)所對應(yīng)的系統(tǒng)功能、環(huán)境配置等數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)能夠基于任務(wù)動態(tài)配置系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活構(gòu)建，同時(shí)在任務(wù)發(fā)生變化時(shí)，可通過調(diào)整任務(wù)所對應(yīng)的系統(tǒng)環(huán)境信息支持系統(tǒng)的動態(tài)重組。

圖2 網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)參考模型

3）全軍數(shù)據(jù)用于記錄全軍范圍內(nèi)各戰(zhàn)區(qū)的共用數(shù)據(jù)，是在戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過抽取、整合、分析形成的，全軍共用數(shù)據(jù)、信息和知識集合，是跨戰(zhàn)區(qū)信息共享、業(yè)務(wù)互操作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，主要包括全軍共用態(tài)勢信息、跨戰(zhàn)區(qū)業(yè)務(wù)信息兩類信息。其中，全軍共用態(tài)勢信息是在各個(gè)戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢信息基礎(chǔ)上抽取、整合、分析挖掘所形成的指揮控制態(tài)勢、情報(bào)偵察態(tài)勢等態(tài)勢信息以及戰(zhàn)場環(huán)境知識；跨戰(zhàn)區(qū)業(yè)務(wù)信息用于記錄跨戰(zhàn)區(qū)的業(yè)務(wù)操作信息，通過流程實(shí)現(xiàn)跨戰(zhàn)區(qū)的業(yè)務(wù)互操作，并能控制共用態(tài)勢信息的下發(fā)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)之間的信息共享。

在上述3 層數(shù)據(jù)參考模型的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和元數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)的格式和描述等方面保證數(shù)據(jù)的規(guī)范和統(tǒng)一，對全軍范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)互操作提供支撐。

3 網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用模式

網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用模式是網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)參考模型在具體應(yīng)用中的實(shí)際體現(xiàn)，本文從網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)，以網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)數(shù)據(jù)參考模型為基礎(chǔ)，從支持信息共享、業(yè)務(wù)互操作、系統(tǒng)靈活重組3 個(gè)方面來討論數(shù)據(jù)的具體應(yīng)用模式。

3.1 信息共享

在本文所提出的3 層數(shù)據(jù)參考模型中，各個(gè)層級之間的態(tài)勢信息和業(yè)務(wù)信息的流動是實(shí)現(xiàn)跨部門、跨戰(zhàn)區(qū)信息共享的基礎(chǔ)。態(tài)勢信息從部門向戰(zhàn)區(qū)、全軍逐級上報(bào)，在戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)、全軍數(shù)據(jù)中分別形成戰(zhàn)區(qū)和全軍的共用數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)信息從部門向戰(zhàn)區(qū)、全軍逐級上報(bào)，控制態(tài)勢信息由全軍向戰(zhàn)區(qū)、戰(zhàn)區(qū)向部門下發(fā)，從而通過業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)之間、部門之間的信息共享。

3.2 業(yè)務(wù)互操作

業(yè)務(wù)互操作的實(shí)現(xiàn)則是基于部門和戰(zhàn)區(qū)之間、戰(zhàn)區(qū)和全軍之間的業(yè)務(wù)操作信息的流動。通過部門數(shù)據(jù)和戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)中心之間業(yè)務(wù)操作信息交換，實(shí)現(xiàn)同一戰(zhàn)區(qū)內(nèi)跨部門的業(yè)務(wù)信息共享，從而支持跨部門的業(yè)務(wù)互操作的實(shí)現(xiàn)；通過戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)中心和全軍數(shù)據(jù)中心之間業(yè)務(wù)操作信息交換，實(shí)現(xiàn)跨戰(zhàn)區(qū)的業(yè)務(wù)信息共享，從而支持跨戰(zhàn)區(qū)的業(yè)務(wù)互操作實(shí)現(xiàn)。

3.3 系統(tǒng)靈活重組

基于部門數(shù)據(jù)和戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)之間的系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)的交換，為系統(tǒng)靈活重組創(chuàng)造了條件。在這種應(yīng)用模式下，戰(zhàn)區(qū)中的系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)以任務(wù)為核心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的存儲和管理，用戶可通過訪問戰(zhàn)區(qū)系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程獲取任務(wù)所需的系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)、環(huán)境配置數(shù)據(jù)等，在此基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)構(gòu)建和配置。當(dāng)任務(wù)發(fā)生變化或出現(xiàn)不確定任務(wù)時(shí)，可通過業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)的交換，實(shí)現(xiàn)任務(wù)所對應(yīng)系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)的動態(tài)調(diào)整，從而支持面向不確定任務(wù)的系統(tǒng)重組。

4 結(jié)論

本文在網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)的概念及數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，從業(yè)務(wù)領(lǐng)域、歸屬組織、數(shù)據(jù)形態(tài)、描述對象4 個(gè)維度對網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類組織，提出了網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分類架構(gòu)；綜合考慮數(shù)據(jù)架構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)信息共享、業(yè)務(wù)互操作、靈活重組等支撐需求，建立了網(wǎng)絡(luò)化軍事系統(tǒng)3 層數(shù)據(jù)參考模型，并從支持信息共享、業(yè)務(wù)互操作、系統(tǒng)靈活重組3 個(gè)方面，探討了網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)具體的數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，為網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)劃提供參考。