网络化军事信息系统数据架构研究*

杨 怡

（1.南京信息工程大学管理工程学院，南京 210044；2.中国制造业发展研究院，南京 210044）

0 引言

随着信息技术的发展和其在军事领域的广泛运用，信息战已成为未来战争的主要形态。网络中心战作为信息战的一种作战样式，不再局限于单个武器平台功能，而重在通过网络优化整合战场资源，实现信息共享和作战协同，取得作战行动优势。在网络中心战发展理念驱动下，军事信息系统建设逐渐向网络化转型，强调通过网络实现各类资源的能力聚合，从而形成整体作战能力［1-3］。在军事信息系统的网络化转型过程中，数据作为系统功能的重要支撑，其组织架构和应用模式也面临着巨大的变革。

与系统发展历程相辅相成，军事信息系统数据建设先后经历了独立建设和集成建设的发展阶段，目前进入了网络化建设阶段。独立建设阶段基本以应用系统为单位进行独立、并行发展，数据的定义、格式以及操作规则由应用系统来解释，共享数据几乎是不可能的。集成建设阶段则通过数据标准化和中间件，初步解决了数据的共享问题，但随着军事信息系统规模的成倍增长、数据类型的急剧增加，仅仅依靠数据标准化和中间件已经不能一劳永逸地解决数据共享问题。网络化阶段的到来也给数据建设提出了许多新的要求，包括海量数据共享要求、业务互操作和系统动态重组的数据支撑要求等［4-6］。目前，关于网络化系统数据建设的研究有很多，但是大部分是关于数据标准化、元数据的研究［7-12］，几乎没有关于数据如何组织以支撑业务互操作和系统动态重组等的研究。

为此，本文深入分析网络化军事信息系统的概念及数据特点，提出了网络化军事信息系统的分类架构，并在此基础上建立了3 层数据参考模型，对数据网络化军事信息环境中数据的分类、组织和应用进行规划，为网络化军事信息系统的信息共享、业务互操作、系统灵活重组提供数据支撑。

1 网络化军事信息系统及其数据特点

网络化军事信息系统包括对各种作战力量的综合、对各种电子信息系统手段的集成，是在电子信息系统技术交叉融合、集成创新基础上所产生的系统质变，而不仅仅是传统意义上的系统改进和简单量变。具有指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦察、导航定位、公共信息管理和信息战等作战功能，系统组成和关系复杂，系统结构更加扁平，系统的适应性、动态性更强。从应用上来说，网络化军事信息系统应具备支持面向任务的灵活构建、充分的资源共享和应用层次上的互操作等特征［13-16］，具体表现如下：

1）数据量和数据种类急剧增加：军事信息化的发展导致军事信息系统成倍增长，系统产生的数据几乎覆盖各业务领域、组织单位；侦察卫星、预警机、单兵系统等各种平台上的探测设备，大大提高了军事信息系统对敌我环境的监测能力，环境监测数据急剧增长。

2）跨组织、跨平台信息共享：战场攻防的一体化、前后方界限的模糊化要求指挥作战人员能纵观全局，不仅要掌握全局作战计划、作战进程、敌我实力对比等作战信息，还要了解后勤支援、天气预报等。这些数据往往来自不同的组织和平台，因此，跨组织、跨平台的战场数据共享对于赢得现代化战争至关重要。

3）支持应用层互操作：在信息共享的基础上，通过业务数据的转换，支持各系统、各平台之间业务的流转和承接，为新研、已有系统的互操作提供数据支撑。

4）系统环境信息的网络化管理：在信息共享的基础上，实现系统环境信息的网络化管理，支持系统功能、系统配置、业务数据的远程获取，为面向任务的系统动态构建和重组提供数据支撑。

2 网络化军事信息系统数据架构

网络化军事系统数据架构是对网络化信息环境中的数据分类、组织和应用的战略规划，以便于在全军范围内支持数据共享，本文在网络化军事系统数据分类的基础上，提出了数据参考模型对网络化军事系统的数据组织方式进行研究。

2.1 网络化军事信息系统数据分类架构

综合考虑网络化军事信息系统中数据共享和专业应用的要求，从业务领域、归属组织、数据形态、描述对象4 个维度对网络化军事信息系统中的数据进行分类组织，提出了网络化军事信息系统数据分类架构，如图1 所示。

图1 网络化军事信息系统数据分类框架

业务维描述数据资源的应用与共享，是对数据的应用领域的分类与划分，包括指挥控制、预警探测、情报侦察、地理测绘、气象水文、电磁环境、武器控制、后勤保障、装备保障等，按军队业务活动横向进行划分。数据按照业务领域进行划分，有利于以业务流程为牵引，实现数据的应用与共享。

组织维描述数据的归属单位或部门，是对数据部署应用的具体组织机构的分类，通常按照全军、战区、部门树状结构划分。数据按照组织分类粒度进行组织内部跨部门的共享和应用，既保证组织内公共数据的共用性，也保证各个部门私有数据的专用性。

形态维描述数据本身的层次和形态，是按照数据形式进行的分类和划分，主要分为数据类、信息类和领域知识类。其中，数据类是数据存在最底层的形态，包含文本、图形、图像、动画、音频、视频；信息类是在数据类基础上形成的对事物的描述；知识类则是大量信息基础上的经验抽象。数据按照形态进行分类，能够有效帮助数据的使用者迅速获得所需数据，对数据展开高效运用。

对象维按照数据描述的本质对象进行分类，将数据分为战场态势数据、业务操作数据和系统环境数据。战场态势数据是对敌我环境的监控、分析数据；业务操作数据是对业务过程的数据记录；系统环境数据则是支撑系统运行的功能、环境配置等数据。数据按描述的本质对象进行分类，为有针对性的数据使用提供了良好基础。

在上述数据分类框架中，任意数据都可以从业务领域、归属组织、数据形态、描述对象4 个维度进行定位，为网络化军事信息系统数据提供较为全面的数据划分。

2.2 网络化军事信息系统数据参考模型

在分类架构的基础上，综合考虑数据架构对网络化军事系统信息共享、业务互操作、灵活重组等支撑需求，提出了网络化军事系统数据参考模型，如图2 所示。

网络化军事系统数据参考模型由全军数据、战区数据、部门数据3 层架构组成，各层数据的组织及关系描述如下：

1）部门数据是网络化军事信息系统数据的最小组织单元，是战区数据和全军数据形成的基础，主要保存部门产生和使用的私有数据，包括敌我环境监控数据、业务操作数据和系统配置数据。其中，敌我环境监控数据用于记录部门职能范围内对战场、后勤、水文、地理等外界物理环境的监控数据；业务操作数据用于记录部门所参与的业务管理流程数据，如指挥控制流程、后勤管理流程、情报保障流程等；系统配置数据则用于记录履行任务、职能所需的系统功能信息、环境配置信息等。

2）战区数据是战区内共用数据的集合，为战区内跨部门信息共享、业务互操作提供数据支撑，同时也为全军数据提供数据来源，主要包括战区态势、业务流程和系统环境3 类数据。其中，战区态势信息是在各个部门敌我环境监控数据基础上抽取、整合形成的战区级的敌我环境监控、分析数据；业务流程信息用于记录跨部门的业务操作数据，通过流程实现战区内的跨部门互操作，并能控制战区态势信息、系统环境数据的下发；系统环境信息则记录了本战区内的各项任务所对应的系统功能、环境配置等数据，通过这些数据能够基于任务动态配置系统的功能、数据，便于实现系统灵活构建，同时在任务发生变化时，可通过调整任务所对应的系统环境信息支持系统的动态重组。

图2 网络化军事系统数据参考模型

3）全军数据用于记录全军范围内各战区的共用数据，是在战区数据基础上，通过抽取、整合、分析形成的，全军共用数据、信息和知识集合，是跨战区信息共享、业务互操作的数据基础，主要包括全军共用态势信息、跨战区业务信息两类信息。其中，全军共用态势信息是在各个战区态势信息基础上抽取、整合、分析挖掘所形成的指挥控制态势、情报侦察态势等态势信息以及战场环境知识；跨战区业务信息用于记录跨战区的业务操作信息，通过流程实现跨战区的业务互操作，并能控制共用态势信息的下发，实现战区之间的信息共享。

在上述3 层数据参考模型的基础上，通过数据标准和元数据从数据的格式和描述等方面保证数据的规范和统一，对全军范围内的数据共享、业务互操作提供支撑。

3 网络化军事系统数据应用模式

网络化军事系统数据应用模式是网络化军事系统数据参考模型在具体应用中的实际体现，本文从网络化军事系统的特点出发，以网络化军事系统数据参考模型为基础，从支持信息共享、业务互操作、系统灵活重组3 个方面来讨论数据的具体应用模式。

3.1 信息共享

在本文所提出的3 层数据参考模型中，各个层级之间的态势信息和业务信息的流动是实现跨部门、跨战区信息共享的基础。态势信息从部门向战区、全军逐级上报，在战区数据、全军数据中分别形成战区和全军的共用数据；业务信息从部门向战区、全军逐级上报，控制态势信息由全军向战区、战区向部门下发，从而通过业务流程实现战区之间、部门之间的信息共享。

3.2 业务互操作

业务互操作的实现则是基于部门和战区之间、战区和全军之间的业务操作信息的流动。通过部门数据和战区数据中心之间业务操作信息交换，实现同一战区内跨部门的业务信息共享，从而支持跨部门的业务互操作的实现；通过战区数据中心和全军数据中心之间业务操作信息交换，实现跨战区的业务信息共享，从而支持跨战区的业务互操作实现。

3.3 系统灵活重组

基于部门数据和战区数据之间的系统环境数据、业务操作数据的交换，为系统灵活重组创造了条件。在这种应用模式下，战区中的系统环境数据以任务为核心进行网络化的存储和管理，用户可通过访问战区系统环境数据，远程获取任务所需的系统功能数据、环境配置数据等，在此基础上可实现系统的动态构建和配置。当任务发生变化或出现不确定任务时，可通过业务操作数据的交换，实现任务所对应系统环境数据的动态调整，从而支持面向不确定任务的系统重组。

4 结论

本文在网络化军事信息系统的概念及数据特点分析的基础上，从业务领域、归属组织、数据形态、描述对象4 个维度对网络化军事信息系统中的数据进行分类组织，提出了网络化军事信息系统数据分类架构；综合考虑数据架构对网络化军事系统信息共享、业务互操作、灵活重组等支撑需求，建立了网络化军事系统3 层数据参考模型，并从支持信息共享、业务互操作、系统灵活重组3 个方面，探讨了网络化军事信息系统具体的数据应用模式，为网络化军事信息系统的数据规划提供参考。