基于領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)的測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊德輝，周 淦，李林峰

（華北計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程研究所，北京 100083）

0 引言

航天測(cè)控系統(tǒng)是航天工程的重要組成部分，包括中心機(jī)、光學(xué)、雷達(dá)、遙測(cè)遙控等基本單元，主要是對(duì)航天飛行器的飛行軌道、狀態(tài)等進(jìn)行跟蹤測(cè)量、監(jiān)視及控制，同時(shí)保障飛行器按照預(yù)先設(shè)計(jì)的狀態(tài)航行與工作，并完成數(shù)據(jù)通信等預(yù)定任務(wù)[1-2]。測(cè)控任務(wù)是指在測(cè)控體系支持下為保障航天器順利工作,并滿足對(duì)航天器的跟蹤、遙測(cè)遙控等技術(shù)要求,由測(cè)控部門根據(jù)航天測(cè)控系統(tǒng)編制的一種任務(wù)[3]。測(cè)控任務(wù)評(píng)定是在測(cè)控任務(wù)進(jìn)行過程中，檢測(cè)參試設(shè)備性能指標(biāo)、工作狀態(tài)的穩(wěn)定性、檢驗(yàn)參試設(shè)備信息產(chǎn)生、傳輸、處理、顯示的穩(wěn)定性，檢測(cè)測(cè)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性[4]。

近年來，隨著商業(yè)航天快速發(fā)展，航天發(fā)射頻率急劇增加，測(cè)控需求日益增多，測(cè)控系統(tǒng)設(shè)備數(shù)目激增且技術(shù)復(fù)雜程度不斷提升，測(cè)控管理部門面臨著設(shè)備管控繁重、評(píng)定工作低效、人力資源匱乏、指揮信息獲取不便等難題。為此，眾多學(xué)者開展了大量有關(guān)測(cè)控任務(wù)評(píng)定的研究與開發(fā)工作。其中，針對(duì)單一類型測(cè)控設(shè)備的評(píng)定，通用性差，且不能準(zhǔn)確全面檢測(cè)測(cè)控系統(tǒng)完成測(cè)控任務(wù)的能力[5-6]。此外，目前提出的測(cè)控任務(wù)評(píng)定理論及方法受限于當(dāng)時(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，存在著一定的不足，不適應(yīng)于商業(yè)航天形勢(shì)測(cè)控任務(wù)的快速評(píng)定需要[7-9]。與此同時(shí)，基于單體架構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)，軟件建模復(fù)雜、難以維護(hù)且可擴(kuò)展性差，即使系統(tǒng)中部分模塊存在性能或需求更替問題，也需要對(duì)整體進(jìn)行迭代及維護(hù)，可擴(kuò)展性差[10-11]。因此，測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)的少人化、自動(dòng)化、通用化、智能化，成為亟需解決的問題。

為滿足商業(yè)航天發(fā)展形勢(shì)需要，提高指揮人員的決策效率和準(zhǔn)確率，解決測(cè)控任務(wù)數(shù)據(jù)低層次應(yīng)用、人員工作效率低、系統(tǒng)智能化以及自動(dòng)化程度低等問題的同時(shí)，解決軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模復(fù)雜、難以維護(hù)、可擴(kuò)展性差等問題，本文通過對(duì)測(cè)控任務(wù)評(píng)定業(yè)務(wù)深入分析，基于領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域建模，結(jié)合領(lǐng)域模型進(jìn)行微服務(wù)劃分，基于微服務(wù)架構(gòu)提出評(píng)定航天測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；最后，結(jié)合航天發(fā)射測(cè)控任務(wù)評(píng)定業(yè)務(wù)場(chǎng)景驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性。

1 系統(tǒng)分析

航天發(fā)射測(cè)控任務(wù)流程包括階段性聯(lián)調(diào)和任務(wù)實(shí)戰(zhàn)，首先要組織由點(diǎn)到面、從靜至動(dòng)、貼近實(shí)戰(zhàn)的聯(lián)調(diào)，完成對(duì)測(cè)控系統(tǒng)是否具備任務(wù)狀態(tài)的檢驗(yàn)，然后在確保測(cè)控系統(tǒng)具備運(yùn)行正確、狀態(tài)穩(wěn)定、應(yīng)急處理得當(dāng)?shù)那疤嵯逻M(jìn)行實(shí)戰(zhàn)任務(wù)[3]。

測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)建立在現(xiàn)有測(cè)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過與中心計(jì)算機(jī)、測(cè)控指揮系統(tǒng)、測(cè)控設(shè)備、數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，如圖1 所示，利用測(cè)控系統(tǒng)全面的測(cè)量、分析與監(jiān)視信息以及設(shè)備運(yùn)維信息，基于任務(wù)評(píng)定要素，實(shí)現(xiàn)測(cè)控任務(wù)聯(lián)調(diào)與實(shí)戰(zhàn)過程中的自動(dòng)分析與評(píng)定，將從各類數(shù)據(jù)中挖掘的有效信息及時(shí)展示以及傳遞，提高測(cè)控任務(wù)聯(lián)調(diào)和實(shí)戰(zhàn)的評(píng)定效率。系統(tǒng)具備基礎(chǔ)信息管理、任務(wù)信息管理、任務(wù)評(píng)定及評(píng)定顯示與干預(yù)、評(píng)定報(bào)告生成審核及發(fā)布等功能。

圖1 測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)圖

(1)基礎(chǔ)信息管理

將中心計(jì)算機(jī)、測(cè)控指揮系統(tǒng)、測(cè)控設(shè)備、任務(wù)評(píng)定規(guī)則、評(píng)定指標(biāo)算子、火箭型號(hào)、任務(wù)彈道、遙測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源信息等測(cè)控系統(tǒng)基礎(chǔ)信息抽象為模型,在數(shù)據(jù)庫中通過模型標(biāo)識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)組織和統(tǒng)一存儲(chǔ)管理,作為測(cè)控任務(wù)評(píng)定信息與配置的承載容器,也是測(cè)控任務(wù)評(píng)定計(jì)算處理的執(zhí)行依據(jù)。

(2)任務(wù)信息管理

任務(wù)信息管理是在基礎(chǔ)信息管理的基礎(chǔ)上,根據(jù)航天任務(wù)文書以及聯(lián)調(diào)目的和實(shí)戰(zhàn)任務(wù)特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控任務(wù)全周期參與要素的配置，包括多類型聯(lián)調(diào)或任務(wù)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目中理論彈道配置、各參試設(shè)備配置、評(píng)定指標(biāo)體系配置、評(píng)定算法的調(diào)整、報(bào)告模板的編輯、顯示樣式的配置等。

(3)任務(wù)評(píng)定及評(píng)定顯示與干預(yù)

以測(cè)控指揮系統(tǒng)指令觸發(fā)啟動(dòng)任務(wù)評(píng)定計(jì)算處理過程,在任務(wù)各階段對(duì)測(cè)控任務(wù)全要素在準(zhǔn)備和執(zhí)行過程中的工作情況進(jìn)行快速評(píng)定，利用不同測(cè)控任務(wù)產(chǎn)生的測(cè)試數(shù)據(jù)，按照測(cè)控任務(wù)工作原理和判斷方法，對(duì)測(cè)控任務(wù)進(jìn)行快速評(píng)定，生成對(duì)聯(lián)調(diào)或?qū)崙?zhàn)項(xiàng)目的評(píng)定結(jié)論，并及時(shí)推送。同時(shí)，為確保評(píng)定的準(zhǔn)確性及可靠性，支持崗位人員實(shí)時(shí)查看評(píng)定過程，提供歷史任務(wù)數(shù)據(jù)的查詢和分析比對(duì)功能，可基于工作權(quán)限從不同粒度對(duì)測(cè)控任務(wù)評(píng)定過程進(jìn)行人工干預(yù)，并通過日志記錄干預(yù)行為。

(4)評(píng)定報(bào)告生成、審核及上報(bào)

評(píng)定報(bào)告包括任務(wù)階段節(jié)點(diǎn)報(bào)告、階段計(jì)劃節(jié)點(diǎn)報(bào)告和聯(lián)調(diào)報(bào)告等多種類型，在多人協(xié)作工作模式下的評(píng)定報(bào)告支持崗位人員依據(jù)權(quán)限分層審核及維護(hù)，并將審核后的報(bào)告上報(bào)給測(cè)控指揮系統(tǒng)。

2 領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及微服務(wù)

2.1 領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

2.1.1 領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

構(gòu)建復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵問題是如何降低軟件設(shè)計(jì)建模的復(fù)雜性，從而提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，降低軟件維護(hù)成本，提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性和復(fù)用性。軟件設(shè)計(jì)大師Eric Evans 提出的領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法體系近年來成為解決此問題的有效手段[12]，它通過將要解決的業(yè)務(wù)概念和業(yè)務(wù)規(guī)則等內(nèi)容提煉為領(lǐng)域知識(shí)，然后借由不同的建模范式將這些領(lǐng)域知識(shí)抽象為能夠反映真實(shí)世界的領(lǐng)域模型，來指導(dǎo)業(yè)務(wù)復(fù)雜軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)，使系統(tǒng)高內(nèi)聚、低耦合、易擴(kuò)展、易維護(hù)。

領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)提供了系統(tǒng)拆分的一種理念和真實(shí)世界的表示方法。它的特點(diǎn)是分層架構(gòu)、職責(zé)劃分和易復(fù)用。分層架構(gòu)采用包括表示層、應(yīng)用層、領(lǐng)域?qū)雍突A(chǔ)設(shè)施層的四層結(jié)構(gòu)[13-14]。其中，表示層負(fù)責(zé)解釋用戶命令以及與用戶交互；應(yīng)用層負(fù)責(zé)描述系統(tǒng)所要做的工作，并協(xié)調(diào)領(lǐng)域模型來完成；領(lǐng)域?qū)邮窍到y(tǒng)的核心層，負(fù)責(zé)表達(dá)業(yè)務(wù)概念、規(guī)則以及狀態(tài)信息；基礎(chǔ)設(shè)施層為系統(tǒng)和其他層提供通用的技術(shù)能力。職責(zé)劃分可以使領(lǐng)域?qū)ο蠛同F(xiàn)實(shí)世界業(yè)務(wù)形成良好的映射關(guān)系。

2.1.2 領(lǐng)域模型設(shè)計(jì)

領(lǐng)域模型位于領(lǐng)域?qū)?，是領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的核心，是針對(duì)特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵事務(wù)以及關(guān)系的可視化表示，是為了準(zhǔn)確定義需要解決問題而構(gòu)造的抽象模型，是業(yè)務(wù)場(chǎng)景到軟件系統(tǒng)的映射轉(zhuǎn)化，其目標(biāo)是為軟件系統(tǒng)構(gòu)建統(tǒng)一的認(rèn)知[12]。Eric Evans 提出的領(lǐng)域模型核心概念包括實(shí)體、值對(duì)象、聚合、領(lǐng)域服務(wù)、領(lǐng)域事件、限界上下文、領(lǐng)域工廠和資源庫等[15-16]。其中，實(shí)體和值對(duì)象是組成領(lǐng)域模型的基本單元，實(shí)體是賦有業(yè)務(wù)行為且具有唯一標(biāo)識(shí)符的對(duì)象，值對(duì)象是用于描述特征或?qū)傩缘珱]有標(biāo)識(shí)的對(duì)象；聚合包含一個(gè)聚合根和上下文邊界，這個(gè)邊界根據(jù)業(yè)務(wù)單一職責(zé)原則，定義聚合內(nèi)部應(yīng)該包含的實(shí)體和值對(duì)象；領(lǐng)域服務(wù)是與領(lǐng)域相關(guān)的操作如執(zhí)行一個(gè)顯著的業(yè)務(wù)操作過程，但它并不適合放入實(shí)體與值對(duì)象中；領(lǐng)域事件作用是引導(dǎo)進(jìn)一步的業(yè)務(wù)操作，促使形成完整的業(yè)務(wù)閉環(huán)；限界上下文用來定義領(lǐng)域模型中子領(lǐng)域的邊界。

領(lǐng)域模型設(shè)計(jì)的步驟[15]如下：

(1) 根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)考慮業(yè)務(wù)流程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或功能模塊邊界因素，按領(lǐng)域逐級(jí)分解為大小合適的子域；

(2) 對(duì)每一子領(lǐng)域的業(yè)務(wù)場(chǎng)景深入分析，明確業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的領(lǐng)域概念；

(3) 分析領(lǐng)域概念，識(shí)別領(lǐng)域概念的屬性和行為，明確實(shí)體、值對(duì)象；

(4) 根據(jù)實(shí)體的關(guān)聯(lián)性定義聚合，找出聚合根，為聚合劃定限界上下文；

(5) 識(shí)別領(lǐng)域服務(wù)和領(lǐng)域事件；

(6) 根據(jù)業(yè)務(wù)、限界上下文、領(lǐng)域服務(wù)以及領(lǐng)域事件之間的依賴關(guān)系確定領(lǐng)域模型。

2.2 微服務(wù)

微服務(wù)架構(gòu)是為了軟件系統(tǒng)易擴(kuò)展且富有彈性，它是將一個(gè)單體程序劃分為模塊集合，每個(gè)模塊運(yùn)行在單獨(dú)的進(jìn)程中或不同的機(jī)器上，模塊間通信采用輕量級(jí)通信機(jī)制，模塊集合通過集中式的方式進(jìn)行管理[17]。每個(gè)模塊可以使用不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段，被獨(dú)立設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)模塊之間故障的隔離，提供軟件系統(tǒng)的可用性、可擴(kuò)展性以及可維護(hù)性。

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行高質(zhì)量微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循高內(nèi)聚、松耦合、以業(yè)務(wù)為中心、彈性設(shè)計(jì)、日志與監(jiān)控、自動(dòng)化等原則[18]。因此，微服務(wù)基礎(chǔ)框架需提供注冊(cè)、配置與管理、通信等功能。同時(shí)，為提升系統(tǒng)架構(gòu)的健壯性和穩(wěn)定性，需對(duì)整體增加容錯(cuò)機(jī)制和負(fù)載均衡等機(jī)制。

2.3 領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和微服務(wù)的結(jié)合

領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的高內(nèi)聚，微服務(wù)是通過拆分的手段實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域間的低耦合，領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與微服務(wù)結(jié)合，用領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行邏輯劃分，用微服務(wù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行物理拆分，從而提供一種應(yīng)對(duì)復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)落地的高效解決方法[19]。

領(lǐng)域模型設(shè)計(jì)過程中領(lǐng)域被拆分為多個(gè)子領(lǐng)域，一個(gè)領(lǐng)域相當(dāng)于一個(gè)問題域，拆分的過程就是將大問題分解為小問題的過程，每個(gè)子領(lǐng)域模型都有它對(duì)應(yīng)的限界上下文，限界上下文就是設(shè)計(jì)和劃分微服務(wù)的主要依據(jù)。在領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的分層架構(gòu)中，領(lǐng)域?qū)拥臉I(yè)務(wù)邏輯以微服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用層負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、組合、調(diào)用微服務(wù)，而微服務(wù)之間數(shù)據(jù)交互可以采用領(lǐng)域事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)模型

結(jié)合領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)理論與微服務(wù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)模型如圖2 所示。

圖2 評(píng)定系統(tǒng)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)模型圖

表示層傳遞用戶信息，并完成信息交互邏輯，主要包括任務(wù)數(shù)據(jù)的接收、評(píng)定過程以及結(jié)果展示；應(yīng)用層負(fù)責(zé)領(lǐng)域模型的調(diào)度和派發(fā)任務(wù)；領(lǐng)域?qū)訛橄到y(tǒng)的核心層，負(fù)責(zé)表達(dá)測(cè)控任務(wù)評(píng)定業(yè)務(wù)的概念、規(guī)則以及狀態(tài)信息，通過將軟件中最重要的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行剝離，抽象在領(lǐng)域?qū)?，使得業(yè)務(wù)邏輯與應(yīng)用層和基礎(chǔ)設(shè)施層等代碼分離，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)分離；基礎(chǔ)設(shè)施層為其他層提供通用的技術(shù)能力和層間通信，以及領(lǐng)域?qū)拥某志没瘷C(jī)制。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行業(yè)務(wù)領(lǐng)域建模，領(lǐng)域建模可以降低軟件與現(xiàn)實(shí)世界之間的差距，用真實(shí)的業(yè)務(wù)概念劃分職責(zé)；其次，依據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型的限界上下文，進(jìn)行微服務(wù)的設(shè)計(jì)和識(shí)別；最后，基于微服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)微服務(wù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

3.2.1 業(yè)務(wù)領(lǐng)域建模

首先，對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，找出所有的業(yè)務(wù)對(duì)象，根據(jù)業(yè)務(wù)特性確定業(yè)務(wù)對(duì)象中實(shí)體與值對(duì)象；然后，從實(shí)體集合中找出聚合根，即擁有獨(dú)立的生命周期以及全局唯一標(biāo)識(shí)的實(shí)體，將存在緊密邏輯關(guān)系的聚合根、實(shí)體以及值對(duì)象劃分到一起形成聚合；然后，集成領(lǐng)域事件流轉(zhuǎn)中產(chǎn)生業(yè)務(wù)行為的一個(gè)或多個(gè)聚合根所在的聚合，形成限界上下文。

3.2.2 微服務(wù)識(shí)別和設(shè)計(jì)

基于領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)拆分微服務(wù)的主要依據(jù)是限界上下文，微服務(wù)拆分遵循的原則包括最小完備原則、穩(wěn)定空間原則、單一職責(zé)原則，業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型可依據(jù)以上原則粒度細(xì)化為若干微服務(wù)?；诖?，本系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)微服務(wù)模塊包括：基礎(chǔ)信息處理服務(wù)、任務(wù)信息處理服務(wù)、任務(wù)評(píng)定服務(wù)、評(píng)定顯示服務(wù)、報(bào)告生成服務(wù)、報(bào)告審核服務(wù)、信息發(fā)布服務(wù)、評(píng)定過程控制服務(wù)等。

微服務(wù)模塊可獨(dú)立開發(fā)和維護(hù)，從而提高系統(tǒng)開發(fā)效率，降低軟件維護(hù)成本。同時(shí)，系統(tǒng)中具有相似功能的模塊統(tǒng)一封裝成可復(fù)用的公共服務(wù)，為業(yè)務(wù)服務(wù)提供支撐，包括通信服務(wù)、協(xié)調(diào)服務(wù)、文件服務(wù)等。其中，協(xié)調(diào)服務(wù)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需要，通過組合若干獨(dú)立服務(wù)的方式，快速響應(yīng)需求變化，提高了系統(tǒng)可擴(kuò)展性及復(fù)用性。

3.2.3 微服務(wù)實(shí)現(xiàn)

為滿足系統(tǒng)可靠性、迭代效率、易擴(kuò)展及易維護(hù)等需求，采用微服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。微服務(wù)架構(gòu)主要包括服務(wù)網(wǎng)關(guān)和服務(wù)管理兩方面。

服務(wù)網(wǎng)關(guān)是以統(tǒng)一的地址對(duì)外提供服務(wù)，將外部訪問請(qǐng)求地址的流量根據(jù)適當(dāng)?shù)囊?guī)則路由到內(nèi)部集群中正確的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)后端服務(wù)的透明訪問。此外，在滿足基本路由功能的基礎(chǔ)上，可以提供安全、認(rèn)證、授權(quán)、限流熔斷等功能。

服務(wù)管理包括服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)配置、服務(wù)監(jiān)控、負(fù)載均衡和日志管理等，負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)微服務(wù)模塊進(jìn)行集中的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、維護(hù)。服務(wù)注冊(cè)是將系統(tǒng)內(nèi)提供服務(wù)的模塊信息注冊(cè)到公共的組件上，便于調(diào)用者及時(shí)發(fā)現(xiàn)，解決人工維護(hù)服務(wù)結(jié)點(diǎn)復(fù)雜的難題。服務(wù)配置對(duì)系統(tǒng)所有模塊的配置文件進(jìn)行集中管理并動(dòng)態(tài)發(fā)布配置信息，為了在不重啟的情況下動(dòng)態(tài)刷新服務(wù)內(nèi)部配置項(xiàng)。服務(wù)監(jiān)控從不同維度對(duì)微服務(wù)模塊進(jìn)行監(jiān)控，包括部署及運(yùn)行情況等，便于快速定位問題。負(fù)載均衡解決對(duì)單個(gè)微服務(wù)的并發(fā)問題，對(duì)同時(shí)調(diào)用同一微服務(wù)的多個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行科學(xué)分配。日志管理負(fù)責(zé)對(duì)微服務(wù)執(zhí)行情況及時(shí)記錄，在系統(tǒng)故障時(shí)，通過日志分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)故障的快速診斷。

4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用

4.1 業(yè)務(wù)支撐

以航天發(fā)射測(cè)控任務(wù)場(chǎng)景為例，說明測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性，如圖4 所示。

圖4 測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)應(yīng)用圖

4.1.1 場(chǎng)景說明

航天發(fā)射測(cè)控任務(wù)整體業(yè)務(wù)流程包括兩個(gè)部分。首先，在任務(wù)前，根據(jù)任務(wù)文書，制定任務(wù)階段及階段目標(biāo)根據(jù)任務(wù)階段目標(biāo)，指定階段計(jì)劃，根據(jù)階段計(jì)劃，編排階段計(jì)劃下的聯(lián)調(diào)項(xiàng)目組合。其次，在任務(wù)過程中，測(cè)控指揮系統(tǒng)發(fā)送任務(wù)流程指揮指令，測(cè)控任務(wù)參試設(shè)備發(fā)送狀態(tài)信息及原始測(cè)量信息，測(cè)控任務(wù)評(píng)定依據(jù)指揮指令和任務(wù)數(shù)據(jù)，評(píng)定每次任務(wù)階段、階段計(jì)劃以及聯(lián)調(diào)項(xiàng)目是否完成目標(biāo)，評(píng)定結(jié)論反饋給測(cè)控指揮系統(tǒng)，輔助測(cè)控指揮系統(tǒng)對(duì)任務(wù)流程做出決策。當(dāng)達(dá)到任務(wù)階段目標(biāo)或階段計(jì)劃目標(biāo)或聯(lián)調(diào)目的時(shí)推動(dòng)流程繼續(xù)向下進(jìn)行，當(dāng)所有任務(wù)階段、階段計(jì)劃、以及聯(lián)調(diào)項(xiàng)目完成后進(jìn)行航天發(fā)射實(shí)戰(zhàn)任務(wù)。

4.1.2 系統(tǒng)應(yīng)用說明

該任務(wù)場(chǎng)景涉及的微服務(wù)包括基礎(chǔ)信息處理服務(wù)、任務(wù)信息處理服務(wù)、任務(wù)評(píng)定服務(wù)、評(píng)定顯示服務(wù)、報(bào)告生成服務(wù)、報(bào)告審核服務(wù)、信息發(fā)布服務(wù)、評(píng)定過程控制服務(wù)，如圖4 所示。基礎(chǔ)信息處理服務(wù)是將中心計(jì)算機(jī)、測(cè)控指揮系統(tǒng)、測(cè)控設(shè)備、任務(wù)評(píng)估規(guī)則、評(píng)估指標(biāo)算子、火箭型號(hào)、任務(wù)彈道、遙測(cè)數(shù)據(jù)、任務(wù)數(shù)據(jù)源信息等測(cè)控系統(tǒng)基礎(chǔ)信息抽象為模型,在數(shù)據(jù)庫中通過模型標(biāo)識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)組織和統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。任務(wù)信息處理服務(wù)是針對(duì)測(cè)控任務(wù)流程各結(jié)點(diǎn)的目的以及特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)目參試設(shè)備配置、彈道配置、評(píng)估指標(biāo)體系配置、評(píng)估算法的調(diào)整、報(bào)告模板的編輯、顯示樣式的配置等。任務(wù)評(píng)定服務(wù)是對(duì)測(cè)控任務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前結(jié)點(diǎn)進(jìn)行快速評(píng)定。評(píng)定顯示服務(wù)是在任務(wù)評(píng)定過程中，根據(jù)展示需求對(duì)任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。報(bào)告生成服務(wù)是對(duì)測(cè)控任務(wù)每一結(jié)點(diǎn)執(zhí)行情況生成總結(jié)報(bào)告。報(bào)告審核服務(wù)是對(duì)系統(tǒng)生成的報(bào)告，通過人工層次干預(yù)的方式，進(jìn)行審核調(diào)整，形成最終的報(bào)告。信息發(fā)布服務(wù)是對(duì)評(píng)定過程中挖掘出的有效信息及時(shí)傳遞。評(píng)定過程控制服務(wù)是記錄測(cè)控任務(wù)各結(jié)點(diǎn)的生命周期，對(duì)其控制。

4.2 系統(tǒng)驗(yàn)證

通過測(cè)控指揮系統(tǒng)對(duì)歷史測(cè)控任務(wù)流程指令發(fā)送以及數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)對(duì)任務(wù)數(shù)據(jù)回放，最大程度地還原實(shí)際任務(wù)場(chǎng)景，根據(jù)測(cè)控任務(wù)場(chǎng)景驗(yàn)證基于領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)的測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)的可行性。系統(tǒng)驗(yàn)證共選擇了5 次具有不同特點(diǎn)的航天發(fā)射測(cè)控任務(wù)。搭建的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)如圖5 所示。其中，客戶端部署在多個(gè)終端PC 上，是對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)層返回信息進(jìn)行集中展示，并提供人工操作的入口。

圖5 系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)圖

在測(cè)控任務(wù)前，測(cè)控管理部門基于航天任務(wù)文書，制定任務(wù)階段、階段計(jì)劃，編排調(diào)整計(jì)劃聯(lián)調(diào)項(xiàng)目。用戶通過客戶端程序入口發(fā)送請(qǐng)求，經(jīng)過接入層身份認(rèn)證，然后通過服務(wù)網(wǎng)關(guān)調(diào)用服務(wù)層的任務(wù)信息處理服務(wù)對(duì)測(cè)控任務(wù)信息進(jìn)行配置，接著通過數(shù)據(jù)層將任務(wù)信息持久化。

在測(cè)控任務(wù)進(jìn)行過程中，數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)回放歷史任務(wù)數(shù)據(jù)，測(cè)控指揮系統(tǒng)發(fā)送任務(wù)開始指令，經(jīng)過接入層轉(zhuǎn)發(fā)，觸發(fā)評(píng)定過程控制服務(wù)開啟，評(píng)定過程控制服務(wù)通過任務(wù)信息處理服務(wù)獲取階段計(jì)劃、計(jì)劃聯(lián)調(diào)項(xiàng)目信息構(gòu)建評(píng)定過程控制模型。當(dāng)測(cè)控指揮系統(tǒng)發(fā)送階段計(jì)劃開始指令時(shí)，評(píng)定過程控制服務(wù)接收指令后，階段計(jì)劃節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送給任務(wù)評(píng)定服務(wù)和評(píng)定顯示服務(wù)，任務(wù)評(píng)定服務(wù)和評(píng)定顯示服務(wù)開始接收測(cè)控任務(wù)設(shè)備狀態(tài)信息，任務(wù)評(píng)定服務(wù)周期發(fā)布階段計(jì)劃節(jié)點(diǎn)評(píng)定信息。當(dāng)測(cè)控指揮系統(tǒng)發(fā)送聯(lián)調(diào)項(xiàng)目開始指令，評(píng)定過程控制服務(wù)接收指令后，將聯(lián)調(diào)項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送給任務(wù)評(píng)定服務(wù)和評(píng)定顯示服務(wù)，任務(wù)評(píng)定依據(jù)測(cè)量信息進(jìn)行聯(lián)調(diào)項(xiàng)目評(píng)定，并周期發(fā)送實(shí)時(shí)評(píng)定結(jié)果，通過信息發(fā)布服務(wù)。當(dāng)測(cè)控指揮系統(tǒng)發(fā)送聯(lián)調(diào)項(xiàng)目結(jié)束指令時(shí)，評(píng)定過程控制服務(wù)通過任務(wù)信息評(píng)定服務(wù)獲取聯(lián)調(diào)項(xiàng)目評(píng)定結(jié)論，并通過信息發(fā)布服務(wù)發(fā)送給測(cè)控指揮系統(tǒng)，測(cè)控指揮系統(tǒng)依據(jù)評(píng)定結(jié)論判斷是否執(zhí)行下一聯(lián)調(diào)項(xiàng)目；與此同時(shí)，報(bào)告生成服務(wù)啟動(dòng)，在報(bào)告生成后，通過報(bào)告審核服務(wù)完成對(duì)項(xiàng)目報(bào)告的審核，通過信息發(fā)布服務(wù)將生成的聯(lián)調(diào)報(bào)告發(fā)送給測(cè)控指揮系統(tǒng)。

4.3 應(yīng)用成效

本系統(tǒng)建設(shè)的主要目標(biāo)是降低人工依賴，提升測(cè)控任務(wù)的自動(dòng)化水平，提高測(cè)控任務(wù)的評(píng)定效率，縮短航天發(fā)射任務(wù)周期，從而適應(yīng)高密度航天發(fā)射的常態(tài)。綜合上述系統(tǒng)基于5 次測(cè)控任務(wù)的驗(yàn)證，達(dá)到了以下4 種效果：

(1) 系統(tǒng)滿足對(duì)具有不同特點(diǎn)測(cè)控任務(wù)評(píng)定的要求，具有良好的通用性；

(2) 系統(tǒng)通過將測(cè)控任務(wù)評(píng)定要素建模，只需依賴少量人力即可對(duì)任務(wù)進(jìn)行快速準(zhǔn)備；

(3) 系統(tǒng)在測(cè)控任務(wù)中，通過測(cè)控指揮指令觸發(fā)，自動(dòng)開啟對(duì)測(cè)控任務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)評(píng)定，并周期發(fā)布評(píng)定結(jié)果為測(cè)控指揮決策快速提供智力支持，提升了測(cè)控任務(wù)評(píng)定的自動(dòng)化水平；

(4) 系統(tǒng)在聯(lián)調(diào)、階段計(jì)劃以及任務(wù)等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)結(jié)束后1 min 內(nèi)，自動(dòng)生成可定制的電子版評(píng)定報(bào)告，快速形成任務(wù)閉環(huán)。

因此，本評(píng)定系統(tǒng)能夠提高測(cè)控任務(wù)評(píng)定的少人化、通用化、自動(dòng)化以及智能化水平。同時(shí)，評(píng)定系統(tǒng)遵循微服務(wù)原則建設(shè)，可以根據(jù)商業(yè)航天發(fā)展新需求，添加或微調(diào)相應(yīng)的微服務(wù)模塊，方便維護(hù)和擴(kuò)展。

5 結(jié)論

近年來，信息技術(shù)在商業(yè)航天領(lǐng)域飛速發(fā)展和應(yīng)用，航天發(fā)射測(cè)控任務(wù)評(píng)定的少人化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展勢(shì)不可擋，本文通過領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行業(yè)務(wù)領(lǐng)域建模，根據(jù)領(lǐng)域模型進(jìn)行微服務(wù)劃分，基于微服務(wù)架構(gòu)建設(shè)測(cè)控任務(wù)評(píng)定系統(tǒng)，為提升我國(guó)測(cè)控任務(wù)評(píng)定效率及自動(dòng)化水平提供了參考和思路。同時(shí)，與傳統(tǒng)單體架構(gòu)的系統(tǒng)不同，基于微服務(wù)架構(gòu)的評(píng)定系統(tǒng)高內(nèi)聚、低耦合，可以通過組合微服務(wù)的方法快速響應(yīng)需求變化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的易擴(kuò)展性和復(fù)用性，為解決復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)建模及設(shè)計(jì)問題提供了借鑒方法。