海洋维权信息系统总体架构

梁小光，陈 峻

(中国电子科技集团公司第七研究所，广东广州510310)

0 引言

单一、孤岛式的信息系统已逐渐被充分互联互通的体系所取代。以网络为基础，以信息为纽带，以信息系统为平台，连接相关各要素，实现要素间有机协同，从而形成体系化能力，是目前各个行业或领域渐已实现并仍在不断发展的方向。海洋维权是国家的重大问题，通过信息系统，连接海洋维权各种要素，构建体系化海洋维权能力，是海洋维权装备与系统发展的重要方向。本文的目的在于给出海洋维权信息系统的总体架构，从顶层上对海洋维权信息系统的体系加以规划和描述，形成海洋维权信息系统的顶层视图。

这里所提系统是概念化复杂系统，是指海洋维权信息系统的整体，或系统之系统。因此，本总体架构设计重点在于系统的框架结构，而非实体系统的设计细节。

1 海洋维权信息系统的使命任务

海洋维权信息系统的使命是组织运用各种海洋维权资源，对海洋重点、热点区域海上目标进行监视和预警，为海上维权行动提供通联保障和信息支援。具体任务包括:

(1)海洋维权预警监视

利用海天海洋监视手段对岛礁、海上设施以及重要目标进行监视，发现变化和异常，为海洋维权行动提供前期预警。

①岛礁监视:包括岛礁的自然变化监测和人为侵占监视，利用海天海洋监视手段对岛礁进行监视，发现并监测岛礁的自然变化和人为侵占痕迹;

②上设施监视:对海上石油勘探、开采等进行监视，发现异常动向;

③重要目标监视:对重点、热点海域海上舰船进行监视，识别目标类型。

(2)海洋维权行动指挥

①海洋维权态势感知:利用海天海洋监视手段对任务海域进行监视，感知任务海域态势;

②海洋维权指挥协同:指挥中心对海洋维权平台进行指挥和调度，海上维权编队协同，海洋维权船、机协同，以及海洋维权船或编队与海军舰船或编队协同。

(3)海洋维权业务保障

①海洋基础信息资源服务:海洋地理信息、气象水文信息等服务;

②海洋维权目标基本信息服务:目标对象海上警卫力量(人员、平台)信息、海上设施信息;

③海洋维权平台勤务调度保障:海洋维权船勤务调度，海洋维权飞机勤务调度。

2 信息系统功能架构

海洋维权信息系统功能上主要由业务功能和技术支持功能两大类13个功能系统组成，如图1所示。

图1 信息系统功能组成架构

(1)业务功能类

①目标信息整编

整理编辑岛礁、海上船舶以及海上设施等海上目标的基本信息，形成标准化的数据，入库保存，并对其进行删除、修改等维护管理;

②法规信息处理

对海洋维权法规信息进行数字化，形成标准化海洋维权法规数据，入库保存，并对其进行删除、修改等维护管理;

③信息汇集

接收海洋维权相关机构发送的海洋维权指令、海上空中海洋维权平台发送的海上情况与信息请求以及海洋监视等信息，进行解析等处理;根据订阅分派规则，分派给相应的要素进行处理和应用;

④监视预警信息处理

汇集海洋监视传感器及相关部门提供的海洋监视信息，对接收的信息进行处理，发现和识别可疑目标及海洋侵权行动，形成海洋维权监视预警信息;

⑤态势处理

提取、汇总海洋监视信息，对海洋监视预警、海洋监视平台上报的位置以及海上目标基本信息等信息进行关联融合处理，生成海上、空中航迹以及目标分布等态势，并在海洋地理空间图形环境中进行显示;

⑥指挥调度

受理上级机构下达的海洋维权指示和命令，结合海上目标基本信息、海洋地理空间信息、海洋气象水文信息、海洋维权监视预警信息以及海洋维权资源信息，制定海洋维权规划、计划和方案(预案);接收海洋维权现场情况信息，监视海洋维权态势，下达海洋维权指示和命令;

⑦信息分发与服务

通过点对多点发送、及时通信以及电子邮件等方式，将指示命令、海洋环境预报、海洋监视预警以及海洋维权态势等海洋维权信息推送给指定的用户;通过网络服务方式，提供海洋维权信息服务，支持用户浏览和下载使用。

(2)技术支持功能类

①网络通信

提供网络通信服务，并对网络进行管理，形成海洋维权专用通信网络，为系统提供基础网络通信环境。网络管理的具体功能包括网络配置管理、网络性能管理、网络流量分析、网络拓扑显示、网络故障管理以及接入认证等;

②数据库

对系统涉及的各类数据进行维护和管理，为各类业务功能系统提供数据服务。具体功能包括数据库表空间管理、数据库数据维护、数据导入与导出、数据库备份以及数据库操作审计等;

③海洋环境数据服务

对海洋地理空间、海洋气象水文基础及预报数据进行格式解析和转换等处理，形成标准格式的海洋环境数据;对其更新和维护，提供应用支撑服务;

④安全保密

对系统的网络基础设施进行安全监控和防护，操作系统的各类对象进行身份认证，并根据其业务角色进行授权管理和访问控制，对其操作进行审计，并对存储和传输的信息进行保密处理，从而保证系统的安全运行和信息的安全使用;

⑤时间统一服务

通过“北斗”、“GPS”以及天文报时台等基准时钟源获取基准时间，通过网络对系统内服务器计算服务设施进行对时;

⑥系统运行管理

其主要任务是对系统用户及其使用权限进行管理，根据用户权限提供系统登录服务;对用户系统的操作进行审计，对非法操作进行告警;对运行状态进行监视;对系统应用进行管理，并提供应用服务。

3 信息系统总体技术架构

从体系化集成角度出发，海洋维权信息系统自下而上分为基础设施、基础支撑、应用支撑、业务功能以及应用五个层次。下层单元是上层单元的基础和支撑。

(1)基础设施层

基础设施层是应用系统的物理支撑层，是系统运行的物理承载平台或网络、设备环境，为系统运行提供硬环境支撑。主要由海洋维权业务专用网络、计算服务、存储、安全保密以及时间统一设备等组成。

(2)基础支撑层

该层是应用系统运行的软件基础层，是应用系统的操作系统以及数据管理支撑层，为系统运行提供软环境支撑。主要包括操作系统、数据库管理系统、海洋地理空间信息管理平台等基础支撑系统。

(3)应用支撑层

应用支撑层是业务功能的支撑以及应用系统运行的支撑，为功能系统提供模型以及处理、信息交换、数据、传输等服务，并为应用系统的运行提供公共的安全、时统以及运管等服务。主要信息交换格式解析、目标识别模型与处理、态势聚合模型与处理、关联融合处理、各类信息收发与共享服务、各类数据服务、各类传输服务等应用支撑单元，以及安全保密、时间统一、系统运管等运行支撑等单元组成。

(4)业务功能层

业务功能层是系统的业务功能实现层，为应用系统集成提供功能单元。主要由海上目标信息整编、法规信息处理、信息汇集、监视预警信息处理、态势处理、指挥调度以及维权信息分发与服务等功能单元组成。

(5)应用层

应用系统层是业务应用系统层，也是集成系统层，为海洋维权提供业务平台。其主要由国家海洋维权指挥调度信息系统、海区海洋维权指挥调度信息系统、分区海洋维权指挥调度信息系统、海洋维权船指挥调度系统以及空中海洋维权指挥调度系统等组成。信息系统总体技术架构如图2所示。

图2 海洋维权信息系统总体技术架构

4 网络通信架构

海洋维权网络通信系统实现海洋维权船内部勤务调度与要素间组网通信、维权船只编队间通讯与网络互联、船只与岸上指挥调度中心通讯与网络互联、船只与海洋维权空中平台通讯与网络互联、维权船只与海军舰船或舰队间通讯与网络互联以及海洋维权船只通用联络与应急通信保障。

海洋维权网络主要由地面固定通信网络、海上移动通信网络和机载通信单元组成。

地面固定通信网络依托国家共用基础网络构建。各节点通过网络路由器接入海洋信息网，实现互联;节点内配卫星通信设备、短波电台和数据链地面设备等无线通信设备，实现与海上及空中移动海洋维权船和机的网络互联与话音通信。配通信控制器，实现无线话音与数据通信和有线话音与数据通信全互联;从而实现全域、全业务一张网，为建立网络化的海洋维权业务体系提供一体化的网络通信支撑环境。节点内部构建内部业务局域网、连接服务器和业务工作站。

在国家和海区两级指挥调度中心分设一级和二级网管中心，管理网络通信资源和用户，配置网络通信参数，监视网络通信设备运行情况，统计网络通信流量，优化网络通信性能，发现网络运行故障，保证网络的可靠运行。

海洋维权船上配卫星通信设备和短波电台，实现海洋维权船与地面指挥调度中心的网络互联和话音通信;配置超短波电台，形成海洋维权船编队的自组织网络;配移动基站和相应地终端，用于船上勤务指挥与调度;配专用话音交换机，实现船上各固定要素间话音通信;通过网络交换机，构建船上业务局域网，连接船上服务器和业务工作站;配置船载数据链设备，实现船机话音通信与数据交换。

海洋维权飞机配机载卫星通信和专用数据链设备，实现海洋维权飞机与地面指挥调度中心及海洋维权船的话音通信和数据交换。

海洋维权通信网络架构如图3所示。

图3 通信网络架构

5 信息架构

海洋维权信息总体上可以分为基础、指挥调度以及综合保障3大类20种，其结构模型如图 4所示。

(1)海洋维权基础类信息

基础类信息主要是共性约束性信息，包括海洋维权术语字典、海洋维权分类代码、海洋维权信息元素代码、海洋维权资源代码以及海洋维权信息媒体类别等。

图4 信息架构

(2)海洋维权指挥调度类信息

指挥调度类信息主要是直接用于海洋维权指挥调度的信息，包括指示命令、计划方案、固定实施信息、装备与系统信息、人员信息、态势信息、现场情况报告以及支援保障请求等。

(3)海洋维权综合保障类信息

综合保障类信息主要是保障海洋维权指挥决策和行动的信息，包括海洋监视预警信息、海上目标基本信息(包括岛礁基本信息、海上船舶基本信息和海上设施基本信息等)、海洋维权资源信息(包括港口、机场等固定设施信息，装备与系统信息，以及人员信息等)海洋环境信息(包括海洋地理空间信息和海洋气象水文信息等)以及海洋维权法规等信息。

6 结束语

信息系统既是开展海洋维权行动重要的手段和工具，也是连接海洋维权各种要素的纽带。通过信息系统互联海洋维权各种要素，形成海洋维权体系能力是海洋维权能力建设的重要发展方向;总体架构设计给出了构建海洋维权信息系统的顶层框架结构，是构建海洋维权信息系统的一种总体理念，可以作为实体系统研发与集成的框架性指导和技术约束。本文提出的技术架构是一个开放的架构，原则上讲，可以支持从基础设施到业务功能和应用系统各层的扩展;同时也是一个需要不断完善和发展的架构，需要根据业务需求的调整和技术的发展而不断改进和完善。而其中的网络通信架构，提出了全域、全业务一张网的概念，重点强调了网络通信的一体化;具体的通信方式和手段是需要根据实际使用环境和业务需求进行集成设计和选择配置的。

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