陸空分布式協(xié)同軟總線(xiàn)構(gòu)建方法

鄭華利 王宏偉 靳 朝 朱新立

與傳統(tǒng)作戰(zhàn)相比,現(xiàn)代聯(lián)合作戰(zhàn)陸空協(xié)同發(fā)生了新的變化[1-4],作戰(zhàn)力量呈現(xiàn)分布式、網(wǎng)絡(luò)化特征,更加強(qiáng)調(diào)陸空跨域協(xié)同、臨機(jī)協(xié)同；作戰(zhàn)協(xié)同的內(nèi)容多、范圍廣,更加強(qiáng)調(diào)協(xié)同行動(dòng)的全面性、可操作性；作戰(zhàn)協(xié)同對(duì)抗性強(qiáng),更加強(qiáng)調(diào)協(xié)同組織的靈活性、動(dòng)態(tài)性；協(xié)同手段多樣,更加強(qiáng)調(diào)高技術(shù)手段運(yùn)用.美軍作戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)表明,陸空協(xié)同的任務(wù)成功率只有25%左右.制約陸空協(xié)同效能主要原因并不在于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、程式化、“計(jì)劃捆綁”式的協(xié)同鏈路是否暢通,而在于如何在強(qiáng)對(duì)抗、不確定戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下保證協(xié)同信息共享的充分性、時(shí)效性和可靠性.圍繞空中突擊新質(zhì)力量建設(shè)需求,基于分布式軟總線(xiàn)技術(shù)開(kāi)展陸空協(xié)同總線(xiàn)構(gòu)建研究,旨在打破軍兵種指揮信息系統(tǒng)間消息、數(shù)據(jù)、服務(wù)等方面壁壘,支撐軍兵種一線(xiàn)作空地戰(zhàn)力量快速組合和力量協(xié)同.

1 需求分析

陸空聯(lián)合作戰(zhàn)中,前突/后方、空中/地面、有人/無(wú)人等鏈路交織,情報(bào)、指揮控制、打擊、保障等信息實(shí)時(shí)交互,形成天空地、前后方、網(wǎng)信電一體的復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境.以火力引導(dǎo)打擊行動(dòng)為例,地面引導(dǎo)火力引導(dǎo)要素偵察獲取目標(biāo)信息后,根據(jù)目標(biāo)性質(zhì)、打擊時(shí)效、指揮流程、打擊裝備等不同,需要構(gòu)建7 條以上條空中/地面信息邏輯鏈路,形成網(wǎng)狀化、時(shí)序化協(xié)同作戰(zhàn)鏈路圖,如圖1 所示.當(dāng)目標(biāo)打擊時(shí)效性高,需在T1時(shí)間段內(nèi)完成快速打擊,應(yīng)優(yōu)先選擇鏈路①；若此時(shí)伴隨空中火力打擊單元不在任務(wù)區(qū)域,應(yīng)繼續(xù)優(yōu)選鏈路③；如對(duì)打擊區(qū)域、打擊效果要求較高,空中突擊火力打擊單元難以支撐,可申請(qǐng)配屬火力單元和空軍對(duì)地支援單元協(xié)同打擊,應(yīng)選擇鏈路⑥和鏈路⑦.多樣化的陸軍協(xié)同任務(wù)要求使得引導(dǎo)打擊鏈路向復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)化、動(dòng)態(tài)化發(fā)展,迫切需要運(yùn)用新技術(shù),創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和服務(wù)管理模式,打造基于動(dòng)態(tài)軟總線(xiàn)的彈性組合、敏捷適變的信息系統(tǒng),靈活構(gòu)建動(dòng)態(tài)殺傷鏈.

對(duì)標(biāo)日益發(fā)展和高效精確的聯(lián)合作戰(zhàn)空地協(xié)同要求,當(dāng)前陸空協(xié)同作戰(zhàn)突出表現(xiàn)為以下問(wèn)題:

1.1 陸空異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合通信能力不足

傳統(tǒng)空中力量使用速度快、端到端的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)作為通信手段,與地面力量使用的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制不一致,網(wǎng)鏈之間融合不夠,互聯(lián)互通困難,難以有效實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的空地網(wǎng)絡(luò)融合和武器平臺(tái)鉸鏈.

1.2 戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)實(shí)時(shí)協(xié)同感知能力不足

空地一體協(xié)同作戰(zhàn)需要具備空地共感共知、互相補(bǔ)充的戰(zhàn)場(chǎng)感知能力,傳統(tǒng)地面感知、地面獲取,空中感知、空中獲取各自獨(dú)立的戰(zhàn)場(chǎng)感知能力,難以有效實(shí)現(xiàn)空地共感共知、互相補(bǔ)充的戰(zhàn)場(chǎng)感知的能力.

1.3 作戰(zhàn)資源網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同運(yùn)用能力不足

當(dāng)前地面末端對(duì)空偵察指示系統(tǒng)大多隨宿主裝備一體化研制,空地之間缺少統(tǒng)一設(shè)計(jì),導(dǎo)致設(shè)備型號(hào)繁雜、互識(shí)別困難,呈現(xiàn)“一型設(shè)備引導(dǎo)一型飛機(jī)”現(xiàn)象,裝備集約化、不夠,尚未高效統(tǒng)合現(xiàn)有作戰(zhàn)資源.

1.4 多任務(wù)部隊(duì)敏捷協(xié)同能力不足

陸空不同力量間通常以自我為中心設(shè)計(jì)陸空協(xié)同機(jī)制,空中與地面力量各用一套系統(tǒng)、各建立一項(xiàng)制度,實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用中協(xié)同流程多、制度繁瑣、審批權(quán)限高,導(dǎo)致協(xié)同行動(dòng)以事先約定的計(jì)劃協(xié)同為主,臨機(jī)協(xié)同難,嚴(yán)重制約了陸空協(xié)同效率.

2 分布式協(xié)同軟總線(xiàn)設(shè)計(jì)

空中突擊作戰(zhàn)中陸空協(xié)同殺傷鏈構(gòu)建,需著重解決以下3 方面問(wèn)題: 1）要提升目標(biāo)數(shù)據(jù)跨端傳輸共享能力,實(shí)現(xiàn)多任務(wù)部隊(duì)之間目標(biāo)協(xié)同感知.2）統(tǒng)一異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)便捷性,實(shí)現(xiàn)偵察、指揮控制、打擊資源節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化可靠通聯(lián).3）基于實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)資源服務(wù)化管理,簡(jiǎn)化協(xié)同資源注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)復(fù)雜性,支撐指揮控制節(jié)點(diǎn)分布式任務(wù)調(diào)度.為此,提出一種具備自發(fā)現(xiàn)、自組網(wǎng)、低時(shí)延、高可擴(kuò)展性等能力的分布式軟總線(xiàn)架構(gòu),如圖2 所示,支撐將各類(lèi)指揮信息系統(tǒng)鏈接整合為全分布、無(wú)中心、支持復(fù)雜事件處理的分布式協(xié)同系統(tǒng),滿(mǎn)足陸空協(xié)同殺傷鏈按任務(wù)需求信息高效流轉(zhuǎn)、便捷指揮控制要求.

圖2 分布式軟總線(xiàn)體系架構(gòu)Fig.2 Distributed soft-bus architecture

陸空分布式軟總線(xiàn)總體架構(gòu)對(duì)照全軍網(wǎng)絡(luò)信息體系的“五層”總體架構(gòu),陸空分布式協(xié)同軟總線(xiàn)位于服務(wù)供給層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層.在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層主要是在承載網(wǎng),運(yùn)用軟件定義的新型綜合網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建服務(wù)化的通信資源調(diào)度池,實(shí)現(xiàn)一股網(wǎng)絡(luò)融合通信能力.在服務(wù)供給層提供了跨網(wǎng)信息分發(fā)服務(wù)、分布式數(shù)據(jù)管理服務(wù)和分布式服務(wù)調(diào)度管理等共性支撐服務(wù),同時(shí)提供了支撐各類(lèi)陸空協(xié)同任務(wù)的動(dòng)態(tài)殺傷鏈構(gòu)建領(lǐng)用應(yīng)用服務(wù),如圖3 所示.

圖3 分布式軟總線(xiàn)總體架構(gòu)Fig.3 Overall architecture of distributed soft-bus

1）分布式軟總線(xiàn)[5-9]在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層適配有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、長(zhǎng)波、短波和衛(wèi)星等多種物理鏈路信道,通過(guò)網(wǎng)鏈融合和邏輯地址形成服務(wù)化的通信資源調(diào)度池,提供介于物理網(wǎng)絡(luò)之上,在其他所有軟件體系之下的一款用于實(shí)現(xiàn)在物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建一層“虛擬網(wǎng)絡(luò)”的軟件系統(tǒng)[3-5].

2）分布式軟總線(xiàn)提供包括跨網(wǎng)信息分發(fā)服務(wù)、分布式數(shù)據(jù)管理服務(wù)、分布式服務(wù)調(diào)度管理的共性支撐服務(wù),和動(dòng)態(tài)殺傷鏈構(gòu)建領(lǐng)用應(yīng)用服務(wù).支持大規(guī)模分布式任務(wù)部隊(duì)指揮系統(tǒng)各組成部分之間的底層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和廣域分布式協(xié)同,能夠保證在不可靠網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供高容錯(cuò)、高性能的數(shù)據(jù)傳輸、交換及應(yīng)用協(xié)作機(jī)制,支持大規(guī)模分布式任務(wù)部隊(duì)指揮系統(tǒng)各組成部分之間進(jìn)行通信和協(xié)作,將系統(tǒng)中各個(gè)組成部分動(dòng)態(tài)地聯(lián)接在殺傷鏈中.

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑

3.1 網(wǎng)鏈綜合的陸空協(xié)同網(wǎng)

空地一體作戰(zhàn)部隊(duì)裝備類(lèi)型多樣、異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)并存,針對(duì)作戰(zhàn)部隊(duì)臨機(jī)協(xié)同、節(jié)點(diǎn)毀傷后部隊(duì)接替、作戰(zhàn)階段轉(zhuǎn)換重新編組等條件下的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)重組需求,基于戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)鏈、專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈等多網(wǎng)系,將軟總線(xiàn)理念融入軟件定義空地網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),采用網(wǎng)鏈融合和統(tǒng)一IP 組網(wǎng)方式,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中依據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需求的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和動(dòng)態(tài)建鏈,提升異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)一體化運(yùn)用能力.

按照“軟件定義、網(wǎng)鏈綜合、服務(wù)賦能”的思路,基于通信服務(wù)統(tǒng)一軟總線(xiàn)理念,采用自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)思想和開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提出一種“三層兩面”（通信鏈路層、網(wǎng)絡(luò)承載層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、運(yùn)維管理、安全保密）的開(kāi)放式、可生長(zhǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng)技術(shù)架構(gòu),設(shè)計(jì)打造可編程、可調(diào)整、可適變的空地一體網(wǎng)絡(luò).基于軟件定義的新型綜合網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)?zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)鏈和專(zhuān)用數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)褂玫慕y(tǒng)一IP編址、路由融合匯聚,形成服務(wù)化的通信資源調(diào)度池,提供各類(lèi)信息的統(tǒng)一化接入、自動(dòng)化流轉(zhuǎn)、一致化處理和透明化使用功能,支撐分布式軟總線(xiàn)與單兵終端、陸航機(jī)和武器平臺(tái)的深度集成鉸鏈,以及跨平臺(tái)、跨系統(tǒng)端到端的互操作應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型作戰(zhàn)消息（包括精確定位與識(shí)別、平臺(tái)狀態(tài)、目標(biāo)監(jiān)視、信息管理、指揮控制、電子對(duì)抗、交戰(zhàn)協(xié)同、戰(zhàn)場(chǎng)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)管理、情報(bào)偵察、武器協(xié)同控制等）的一致轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一處理等,快速閉合動(dòng)態(tài)殺傷鏈.具體如圖4 所示.

圖4 網(wǎng)鏈綜合的陸空協(xié)同網(wǎng)Fig.4 Air-land coordinated network of network chain synthesis

1）通信鏈路層: 采用資源入池、異構(gòu)互聯(lián)的方法,統(tǒng)一對(duì)光纖/被覆線(xiàn)、衛(wèi)星、短波、超短波、微波、4G/5G 等通信手段其帶寬、時(shí)延、頻率等屬性進(jìn)行感知、描述和封裝,形成服務(wù)化的基礎(chǔ)資源池,提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的物理資源調(diào)用接口,可供網(wǎng)絡(luò)承載層靈活組合調(diào)用.

2）網(wǎng)絡(luò)承載層: 圍繞統(tǒng)合底層網(wǎng)絡(luò)資源、實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)融合目標(biāo),采用軟件編成、功能虛擬化、跨網(wǎng)交互、統(tǒng)一承載等技術(shù),構(gòu)建網(wǎng)鏈融合、編程重組的天空地一體軟件定義網(wǎng)絡(luò),提供可靈活設(shè)置策略的路由交換和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能,并支持與短波綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)、軍事柵格化信息網(wǎng)的跨域安全交換,為業(yè)務(wù)服務(wù)層提供抽象化的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)用接口.

3）業(yè)務(wù)服務(wù)層: 根據(jù)上層業(yè)務(wù)屬性、網(wǎng)絡(luò)功能和安全保障的差異化需求,采取網(wǎng)絡(luò)隔離、網(wǎng)絡(luò)切片和邏輯虛擬網(wǎng)等方式劃分層次化業(yè)務(wù)域,形成“分域管理、確定性保障、按需調(diào)用”的業(yè)務(wù)服務(wù)模式,為用戶(hù)按需提供話(huà)音、視頻、會(huì)議、圖像、數(shù)據(jù)等多樣化通信業(yè)務(wù)；采用標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范和接口協(xié)議,通過(guò)消息格式轉(zhuǎn)化、信息轉(zhuǎn)發(fā)、定制化業(yè)務(wù)等通信增值服務(wù)功能,為上層業(yè)務(wù)信息的按需流轉(zhuǎn)和跨域共享.

3.2 敏捷適變的跨網(wǎng)信息分發(fā)

空地一體聯(lián)合作戰(zhàn)中協(xié)同部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)通信具有層級(jí)復(fù)雜、手段多樣、對(duì)抗性強(qiáng)、帶寬較窄、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化等特點(diǎn),分布式軟總線(xiàn)需要具備滿(mǎn)足各類(lèi)通信鏈路統(tǒng)一接入和數(shù)據(jù)可靠收發(fā)的信息傳輸分發(fā)中間件,為上層應(yīng)用屏蔽部隊(duì)各級(jí)復(fù)雜的通信鏈路,提供統(tǒng)一、透明的數(shù)據(jù)傳輸接口,對(duì)下適配各種協(xié)議棧,具備跨平臺(tái)信息傳輸分發(fā)能力,并為戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)通聯(lián)態(tài)勢(shì)展現(xiàn)和鏈路自動(dòng)優(yōu)選功能提供支撐,如圖5 所示.分布式軟總線(xiàn)的技術(shù)核心是群組通訊以及邏輯地址機(jī)制.其中,群組通訊機(jī)制是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多活體備份與活體流動(dòng)性機(jī)制的基礎(chǔ).而邏輯地址技術(shù)則支持應(yīng)用組件對(duì)具體節(jié)點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)性,使得應(yīng)用組件在節(jié)點(diǎn)間靈活遷移成為可能.除此之外,分布式軟總線(xiàn)還包括在業(yè)務(wù)應(yīng)用一側(cè)為實(shí)現(xiàn)與分布式軟總線(xiàn)通訊而開(kāi)發(fā)的客戶(hù)端程序,以及負(fù)責(zé)在客戶(hù)端程序之間轉(zhuǎn)發(fā)消息的消息代理.

圖5 跨網(wǎng)信息分發(fā)Fig.5 Cross-domain information distribution

3.2.1 消息代理

消息代理負(fù)責(zé)在客戶(hù)程序之間轉(zhuǎn)發(fā)消息,在這個(gè)過(guò)程中,消息可能會(huì)在多個(gè)消息代理之間進(jìn)行傳遞.消息代理自身提供基本的發(fā)布/訂閱功能,客戶(hù)端可以訂閱感興趣的主題,在發(fā)送的消息主題符合訂閱條件時(shí),消息會(huì)被發(fā)送到對(duì)應(yīng)的客戶(hù)端供處理.

3.2.2 客戶(hù)端程序

客戶(hù)端程序需要同消息代理之間通過(guò)通道建立一個(gè)或多個(gè)連接,每一個(gè)連接連接到消息代理進(jìn)程內(nèi)部的一個(gè)消息代理實(shí)例上.每一個(gè)通道都有對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽(tīng)器,而監(jiān)聽(tīng)器則負(fù)責(zé)訂閱客戶(hù)端感興趣的消息主題,當(dāng)有消息滿(mǎn)足監(jiān)聽(tīng)器感興趣的主題列表時(shí),系統(tǒng)會(huì)調(diào)用此監(jiān)聽(tīng)器所設(shè)定的回調(diào)函數(shù)并將對(duì)應(yīng)的消息傳遞給回調(diào)函數(shù).應(yīng)用程序可以根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)通道,通道之間沒(méi)有相互的依賴(lài)性可以獨(dú)立進(jìn)行工作.

3.2.3 群組通信

群組通信用于開(kāi)發(fā)可靠的分布式應(yīng)用程序.應(yīng)用程序可以使用群組通訊來(lái)把消息廣播給同一個(gè)組里的所有成員.應(yīng)用程序可以使用群組通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的復(fù)制,在多個(gè)進(jìn)程的起始狀態(tài)一致的情況下,如果接收到的消息的順序也都是一致的,那么最終狀態(tài)也應(yīng)該是一致的.群組通訊是基于發(fā)布/訂閱[10-11]系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,所有的消息都是通過(guò)正常的發(fā)布/訂閱接口來(lái)實(shí)現(xiàn).

3.2.4 邏輯地址

邏輯地址技術(shù)將分布式系統(tǒng)中的各個(gè)組件與底層基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行有效隔離,保證底層系統(tǒng)對(duì)上層應(yīng)用透明性,提升了系統(tǒng)的可用性.利用邏輯地址技術(shù),就可以很方便地實(shí)現(xiàn)多種通訊模型,使分布式應(yīng)用開(kāi)發(fā)更加方便.另外,還可以保證同屬一個(gè)或一組邏輯地址的任意節(jié)點(diǎn)都能確保收到指定的消息,從而保證了分布式應(yīng)用的通訊可靠性.

3.3 跨端共享的分布式數(shù)據(jù)管理

陸空協(xié)同打擊鏈各節(jié)點(diǎn)基于作戰(zhàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng),需要在應(yīng)用軟件運(yùn)行過(guò)程中跨節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)同步[12-13]熱點(diǎn)數(shù)據(jù)和關(guān)鍵信息,形成“物理分布、邏輯集中”的數(shù)據(jù)資源池,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行高效的池化管理,全面提升信息共享水平.分布式軟總線(xiàn)提供分布式數(shù)據(jù)管理服務(wù),基于分布式傳輸分發(fā)之上的能力,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序關(guān)鍵熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布式管理.用戶(hù)數(shù)據(jù)不再與單一物理設(shè)備設(shè)定,業(yè)務(wù)邏輯域數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離,應(yīng)用跨設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)縫銜接,為打造協(xié)同一致的應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境創(chuàng)造基礎(chǔ)條件,如圖6 所示.

圖6 分布式數(shù)據(jù)管理Fig.6 Distributed data management

3.3.1 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)用于存儲(chǔ)實(shí)例數(shù)據(jù)、用戶(hù)數(shù)據(jù)、情報(bào)數(shù)據(jù)等數(shù)量特別小、熱點(diǎn)數(shù)據(jù),并隱藏底層的負(fù)載均衡、冗余復(fù)制等細(xì)節(jié),整體分為存儲(chǔ)引擎,同步組件和通信適配層3 大組成部分,同步組件和通信適配層使用分布式數(shù)據(jù)總線(xiàn)的訂閱/發(fā)布模式完成不同節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)索引實(shí)時(shí)同步,實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)快速檢索.

3.3.2 分布式文件服務(wù)

分布式文件服務(wù)利用先進(jìn)的虛擬化技術(shù)靈活地將網(wǎng)絡(luò)上眾多獨(dú)立的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)粘合起來(lái),對(duì)上層程序提供統(tǒng)一的文件調(diào)用接口,實(shí)現(xiàn)建立在廉價(jià)硬件設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲(chǔ)功能.采用分布式集群架構(gòu),存在一個(gè)元數(shù)據(jù)服務(wù)器集群,集群內(nèi)的節(jié)點(diǎn)之間將按照一定的策略進(jìn)行狀態(tài)信息同步,形成互為主從備份的關(guān)系,當(dāng)集群內(nèi)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效時(shí),系統(tǒng)將會(huì)選出另一個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)接手其職能保證用戶(hù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行不受影響.

3.4 多節(jié)點(diǎn)協(xié)同的服務(wù)調(diào)度

陸空協(xié)同打擊鏈各任務(wù)節(jié)點(diǎn)之間在行動(dòng)執(zhí)行過(guò)程中需要能力共享、跨端服務(wù)調(diào)用的系統(tǒng)能力支撐,提升各類(lèi)指揮信息系統(tǒng)之間互操作性,強(qiáng)化分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力.分布式軟總線(xiàn)提供統(tǒng)一分布式服務(wù)調(diào)度能力[14-15],如圖7 所示,分布式服務(wù)調(diào)度由服務(wù)管理、服務(wù)監(jiān)控、服務(wù)接口、傳輸總線(xiàn)等組成,屏蔽協(xié)同作戰(zhàn)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的能力差異,服務(wù)調(diào)度是通過(guò)群組內(nèi)部執(zhí)行服務(wù)遠(yuǎn)程調(diào)用支撐任務(wù)的執(zhí)行.整合協(xié)同群組各節(jié)點(diǎn)的服務(wù)能力形成統(tǒng)一的服務(wù)能力視圖,提供服務(wù)遠(yuǎn)程調(diào)用與異步交互,服務(wù)注冊(cè)與服務(wù)目錄分發(fā)同步,服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,服務(wù)請(qǐng)求處理等能力,通過(guò)API 重構(gòu)和服務(wù)可視化編排,實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)服務(wù)API 接口協(xié)議適配轉(zhuǎn)換和功能柔性重組,屏蔽異構(gòu)服務(wù)技術(shù)體制,統(tǒng)一異構(gòu)服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)能力.

圖7 多節(jié)點(diǎn)服務(wù)調(diào)度管理Fig.7 Multi-node service scheduling management

3.5 面向任務(wù)的殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建

在協(xié)同網(wǎng)、分發(fā)服務(wù)、數(shù)據(jù)管理和服務(wù)調(diào)度等分布式軟總線(xiàn)能力支撐下,通過(guò)確立一套適配聯(lián)合偵察、指揮控制、打擊、保障等跨域協(xié)同要求,涵蓋模型、消息、軌跡、坐標(biāo)、指令、態(tài)勢(shì)、話(huà)音等形式的自主協(xié)同規(guī)則,鏈接偵察感知、指揮控制、火力打擊等節(jié)點(diǎn)的信息鏈路,提供標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)點(diǎn)管理和信息服務(wù)接口,支撐實(shí)現(xiàn)任務(wù)節(jié)點(diǎn)快速接入、靈活重組、信息共享,為殺傷鏈任務(wù)管理與信息共享提供基礎(chǔ)服務(wù)支撐,實(shí)現(xiàn)各類(lèi)陸空協(xié)同任務(wù)的動(dòng)態(tài)殺傷鏈[16-21]構(gòu)建,達(dá)到發(fā)現(xiàn)即打擊效果.以火力引導(dǎo)為例,將陸空協(xié)同打擊需求抽取為時(shí)敏和非時(shí)敏目標(biāo)兩種基本狀態(tài),提出基于目標(biāo)觸發(fā)的殺傷鏈構(gòu)建規(guī)則,設(shè)計(jì)高低空/地面、移動(dòng)/靜止、常規(guī)/低小慢、面狀/點(diǎn)狀、加固/非加固等各類(lèi)目標(biāo)消息格式,通過(guò)任務(wù)規(guī)劃調(diào)用偵察、打擊節(jié)點(diǎn)能力映射與資源匹配規(guī)則,結(jié)合作戰(zhàn)力量資源能力、作戰(zhàn)任務(wù)和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),基于偵察情報(bào)、行動(dòng)規(guī)劃、火力分配、打擊評(píng)估等規(guī)則集,觸發(fā)殺傷鏈構(gòu)建程序,規(guī)劃殺傷鏈任務(wù),匹配生成殺傷鏈行動(dòng)方案序列,并通過(guò)分布式軟總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)任務(wù)節(jié)點(diǎn)間深度鉸鏈,完成動(dòng)態(tài)殺傷鏈自主構(gòu)建,如圖8 所示.

圖8 殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建Fig.8 Dynamic construction of kill chain

4 結(jié)論

圍繞陸空協(xié)同作戰(zhàn)多要素聯(lián)合運(yùn)用、動(dòng)態(tài)構(gòu)建殺傷鏈路等作戰(zhàn)需求,面向聯(lián)合作戰(zhàn)多兵種異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,基于協(xié)同軟總線(xiàn)思路開(kāi)展了網(wǎng)鏈綜合通信網(wǎng)、跨網(wǎng)域信息分發(fā)、分布式數(shù)據(jù)管理、多節(jié)點(diǎn)協(xié)同服務(wù)調(diào)度和殺傷鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)方案設(shè)計(jì),提出了融信息傳輸、分發(fā)、管理和調(diào)度于一體的陸空協(xié)同軟總線(xiàn)構(gòu)建途徑.研究成果可指導(dǎo)網(wǎng)鏈綜合通信設(shè)備、空地協(xié)同服務(wù)調(diào)度軟件、末端火力引導(dǎo)軟件等裝備研制,為陸空協(xié)同作戰(zhàn)提供跨域語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、報(bào)文、消息等多樣化交互手段,提升聯(lián)合態(tài)勢(shì)的協(xié)同共享、傳感器要素的協(xié)同感知、時(shí)空基準(zhǔn)的協(xié)調(diào)同步和武器要素的協(xié)同打擊等一體化作戰(zhàn)能力.