炮兵指挥信息系统情报获取能力优化

石景岚，童 力，郭伟锋

(中国人民解放军63891部队，河南 洛阳 471003)

0 引言

指挥信息系统是为完成不同任务需求，开发的基于网络环境的应用系统［1］。获取情报是系统应用的目的之一，情报获取能力是反映指挥信息系统综合集成性能与水平的关键指标。通常，作为战术应用的炮兵指挥信息系统需要正确获取其上下级指挥所、侦察单元及武器平台的多种类情报信息，为其战术决策提供依据。在系统研制与验收过程中都需要对情报获取能力进行充分的测试，以获得对系统性能进行优化的信息。

进行充分的测试需要所有与系统具有信息交互关系的各类平台，搭建这些平台与系统之间进行情报信息传输的通信网络，运用符合系统实际使用要求的情报产生和传输模式，对情报获取的正确性、实时性等做出评价，对系统集成的各个环节存在的问题进行分析，以便采取相应的优化方法，提高系统的综合性能。

1 系统网络结构、协议与情报传输分析

炮兵指挥信息系统为炮兵战术指挥控制服务，其通信网络的拓扑结构和部队编制、作战指挥原则和作战样式相适应，基本结构形式为树型［2］。群团级战术指挥信息系统的通信网络结构如图1所示，在群、营、连各级指挥所内部，网络交换设备将本级的数据和话音指挥终端组成局域网，执行TCP/IP协议，实现数据信息和话音信息在指挥所内部的交换。各级的通信控制处理机是系统自组网以及与其他具有信息交互关系的平台进行组网的通信控制设备，完成有线、无线通信手段的控制，对外路由选择和协议转换。侦察信息机和火炮终端以有线和无线方式接入各级指挥所，进行情报信息的交互。

情报传输通信网络采用报文分组交换体制，在各级的通信控制处理机中将报文拆分为适合信道设备传输的长度，对有线和无线传输采用不同的路由机制，将报文分组转发至相应指挥所的通信控制机，在此重新将分组组装成报文，传输至指挥终端计算机。

图1 战术指挥信息系统通信网络结构

图中，①代表各级通信控制处理机;②代表各级网络交换机;③代表各级指挥终端;④ 代表各级语音终端;▽代表各无线通信子网的同频电台;□代表各级信息机。

2 情报获取能力影响因素分析

作为情报信息的直接使用者——群指挥计算机，在获取发送方情报信息的过程中要经历以下环节:接口、通信线路、通信控制设备、网络交换设备、通信软件及应用软件。

在图1所示的网络结构中，信息机是侦察器材与群指挥所的接口，接口通信协议不匹配直接影响侦察情报信息的正确接收。营指挥所以及群的上级指挥所和友邻指挥所通过有线或无线方式与群进行报文交换，有无线通信线路沿途的噪声干扰会带来传输误码。通信控制设备对报文的拆分、重组错误会导致接收到的情报失真;分组到达通信控制设备时，若队列已满则产生分组丢失(也称“丢包”)［3］。网络交换设备在网络层的IP协议本身，是非可靠的、无连接的服务，数据分组在传输中可能丢失、投递无序或重复投递［4］。在指挥终端计算机上通常安装通信代理服务软件和应用软件，应用软件通过通信代理软件接收其他指挥终端的信息或向其他终端发送信息，底层通信软件在向上层应用软件投递报文或从上层应用软件接收报文过程中，程序设计缺陷等问题，都将导致接收方不能正常接收信息。尤其是在大批量情报信息传输过程中，更易暴露出上述各方面的问题。

3 情报获取能力测试环境与方法

3.1 测试环境

图2是对群指挥所获取情报能力进行测试的硬件环境。

图2 情报获取能力测试环境

情报获取能力测试的目的是从作战使用的角度验证系统集成的合理性，充分发现系统在集成各个环节隐藏的问题，为优化系统设计提供第一手资料。据此目的，设计测试环境应满足情报传输对通信网络容量的要求，情报产生和传输方式应与作战实际使用方式一致。

群指挥所情报获取来源主要有上级师指挥所、友邻群指挥所、若干个下级营指挥所以及若干个侦察保障单元，这就要求通信网络中各级指挥所的节点设备、网络设备与终端的数量以及所属侦察信息机的数量应达到实际要求的最大规模，同时，应保证通信链路中各设备的真实性［5］。

炮兵作战指挥中使用的情报信息由侦察器材通过探测得到，信息机作为侦察器材与指挥所的接口转换设备，完成必要的硬件接口转换和情报信息的格式转换。侦察器材以自动方式输入接口设备信息，接口设备自动完成QDB81格式侦察信息向炮兵专用情报信息格式的转换，并将信息发送给指挥所。各级指挥所之间传递信息，是经指挥员对本级情报进行筛选、融合等处理后的信息，以人工发送方式向上下级和友邻指挥所通报。

通过上述分析，测试环境需达到实际使用要求的规模，侦察情报信息的产生与发送方式为自动，各级指挥所间情报信息传输方式为手动。侦察情报利用模拟信息源产生，以便于实现炮兵侦察、测地、气象等多种类信息的产生，以及便于控制模拟信息的自动传输。

3.2 测试方法

在上节所述测试环境的基础上，进行系统情报获取能力测试的步骤是:① 输入测试信息;② 采集输出信息;③对输出信息的判断。

输入测试信息的类型包括目标信息、炮兵气象信息及炮兵测地信息等情报信息。目标信息由模拟信息源，师、友邻及下级指挥所产生。气象和测地信息由模拟信息源产生。采集输出信息，即在群指挥所指挥终端上显示、存储接收到各类情报信息，对输入和输出各类信息的数据项的正确性等进行判断。

4 系统测试问题分析与解决

4.1 系统测试问题分析

下面对测试中的几个实例进行分析。

①群指挥所在接收信息机发送的炮兵专用格式侦察信息时，系统运行正常;但在接收由模拟信息源发送的QDB81格式的侦察信息时，应用软件出错，程序无法运行。研究发现，群应用软件对2种不同格式报文的解析处理程序没有进行区分，把对专用格式报文的解析程序应用于QDB81格式报文的解析而导致程序出错。

②在有线通信条件下，群指挥所在接收单路情报信息时，系统运行正常，而在接收最大规模配置的情报信息，在应用软件上出现有些信息重复多次收到，有些信息遗漏。通过在底层通信服务软件上监测，发现通信软件已正确收到所有报文，进一步对通信服务软件与应用软件的接口程序研究发现，通信软件在同一时刻向上层应用软件转发信息时，采用的消息发送机制不当，造成先收到的信息还未来得及向上层转发，就被后面的信息所覆盖。

③在无线通信条件下，多路侦察信息机的信息丢失。通过对侦察信息机硬件接口检查以及对无线通信信道监测，可排除该2方面的原因。进一步调试证明侦察信息机与群指挥所的通信应答与重发机制，群指挥所通信服务软件与应用软件之间的应答与等待时间不协调。

4.2 系统问题解决方法

对上节所述问题，分别采用相应的程序优化方法。大量的测试表明，优化方法是行之有效的。

①针对报文解析程序未对2种不同格式的报

文分开处理的情况，需增加对2种不同格式报文的分支判断，修改的报文解析程序如下。

∥增加分支判断

②针对消息发送机制的设计缺陷，导致后面的信息覆盖掉先前未向应用层转发的信息的问题，分配一个新的结构体保存目标信息，发送消息的结构体在其内容受到后续信息覆盖时并不影响向应用层转发。

③信息收发双方的应答与重发的不协调主要是发信方在未接到收信方的应答时，在其等待时间内反复重发信息，造成接收方信息堵塞;信息接收方的通信服务软件与应用软件之间的等待时间较短，在通信服务等待时间内没有收到应用软件回执，通信服务软件就会丢掉未及时上报的数据信息，造成信息丢失。从信息接收方对信息的处理时间，通信服务等待时间，信息发送方的重发间隔3个方面进行调整:减少群指挥所对收到信息时的处理时间，并将其通信服务的等待时间延长，将侦察信息机的重发间隔适当延长。

接收信息的群应用软件:

5 结束语

指挥信息系统是软硬件集成度很高的系统，对于系统性能的测试必须运用系统的方法，重视整体环境，突出使用条件，通过充分的测试发现系统集成各环节的问题，对于采取针对性的优化方法，提升系统整体性能是非常有效的。

［1］郑玉辉.炮兵指挥自动化［M］.北京:解放军出版社.2007.

［2］窦丽华.炮兵战术互联网的综合故障管理系统［J］.北京理工大学学报，2001，21(6):724-727.

［3］尹正利.宽带数据电台在战术互联网中的应用［J］.计算机工程，2001，27(6):123-125.

［4］KUROSE J F.计算机网络:自顶向下方法［M］.陈鸣译.北京:机械工业出版社，2009.

［5］刘曙阳.C3I系统开发技术［M］.北京:国防工业出版社，1997.