基于多网界面融合技术的智能交互控制系统及应用

胡晓玲

（海军91668 部队 上海市 200083）

为保障各类场景作战任务需要，指挥控制中心利用多种信息技术接入大量多类异构网络的信息系统资源，如地理环境、传感器、飞机、舰船等平台及资源，用于保障态势显示、信息融合和指挥控制等需要。受制于数据安全保密及建设单位等因素，指挥平台普遍不支持多网系资源同时使用，导致战场实时态势信息不全面、指挥决策滞后；同时，不同系统技术差异较大，在标准、架构、接口等方面存在技术壁垒，信息共享、交互较为困难。因此，现有技术条件下，异构网络非同质型系统之间如何实现交互交流，将不同网络系统的信息实时安全呈现在指挥员面前，以提高综合决策及指挥能力[1]，是指挥控制领域新的研究方向。

1 多网界面融合技术

随着信息化、数字化、网络化、智能化发展，多源异构跨网信息汇聚、跨区域资源联合应用迫在眉睫。在信息保密要求相对较低的民用领域，构建数字政府、智慧城市上通常采用大数据融合统一接入的方式[2]，在逻辑隔离网间打通底层数据实现数据共享交换，再进行二次加工、系统开发等流程，最终达到趋势分析、协同作业、辅助决策的目标。

多网界面融合技术是将信号终端设备的显示界面（可视化界面和非可视化界面）输出，采用多项安全机制进行跨网信号界面汇聚，形成虚拟的界面资源池；界面可在局域网或专网内进行界面资源的调取和分享，再通过控制指令传输通道实现对信号终端的远程操控（鼠标、键盘、手触等形式的控制）。有显示属性终端设备（电脑、手机、摄像头、可穿戴设备等）的屏幕都可以作为界面资源接入资源池使用；界面云平台汇聚各信号源计算机界面资源，未连接计算机网口、未接入计算机业务网络、不触碰原有数据网络，通过显示界面汇聚+单向安全操控的方式，实现了用户利用界面云平台下的一面屏、一套鼠标键盘来显示控制来自多个网络的各类界面资源，满足了多网多系统界面信息融合使用需求[3]。基本原理情况如图1所示。

图1 中，通过界面网将信源1 和信源2 的界面资源单向汇聚到界面网形成界面资源池，交互终端可以在一面屏上同步显示，多个终端可协同作业；同时，交互终端发出的键鼠控制指令，通过指令网单向分别传输到信源1 和信源2，从而实现对信源计算机的操作控制。

图1：基本原理示意图

2 智能交互指挥控制系统框架

2.1 业务需求

（1）突出指挥控制，建立多网融合智能指挥调度平台。基于界面交互的多网系融合技术构建的智能交互指挥系统，可将各级中心及协同单位、分队全部连接起来，形成一个“横向到边，纵向到底”的智能交互控制调度平台。各业务节点可以通过专用通信网络接入平台，控制节点可以根据权限调用其他节点的界面信息和控制权限。

（2）消除信息孤岛，实现信息的任意显示和交互共享。通过部署多种智能控制终端，可以调阅各个层级各个业务系统的信息，可在一个界面上对各系统信息进行任意选取、剪裁、重组及推送共享，实现指挥中心及要素人员在各控制终端上，对多网络信息系统进行安全使用操作，各类界面信息可在所有终端信息自主流转共享使用。

（3）面向场景应用，构建实景化指挥控制体系。建立各信息节点互联互通的智能交互控制平台，可实时获取战场视频画面、情报信息、单元部署和物资保障情况，根据各类实时态势发布预警信息和行动预案，并全程监控作战过程，评估打击毁伤效果，实现整个作战过程的实景化。

（4）采用分布式架构，具备自主延伸灵活拓展能力。智能交互指挥系统采用可灵活拓展的分布式设计思路，整体构建一套“智能界面指挥网”，横向可实现友邻单位、军民融合接入，纵向可实现联合指挥直达末端接入。将指挥中心的信息网络资源整合为一个集“信息汇聚、调控管理、会商研讨、作战决策”等功能为一体的智能指挥控制平台，平台具有自主延伸的灵活拓展能力，以适应未来不断迭代演进的各类信息系统便捷接入。

2.2 系统框架

智能交互指挥系统以现有网络信息资源为基础，以智能信息交互为核心，以人机交互系统为工具，为各类业务提供技术平台支撑。整体架构由基础接入层、平台服务层、智能终端层、人机交互层组成[4]。如图2所示。

图2：系统拓扑图

2.2.1 基础接入层

基础设备：包括各类业务系统服务器、网络交换机、各类摄像头、会议系统发言单元等。多网安全设备：包括多网联动编码器、单向光纤隔离器、跨网视频编解码器、加密机等各类网络安全设备。业务系统：接入GIS 系统、社会面监控系统、视频会议系统、情报侦察系统、各保障系统等业务应用系统。

2.2.2 平台服务层

信息交互基础平台：包括底层平台支持、智能界面引擎（席位）、权限安全管控、多网资源调度、可视化后台管理等基础模块。信息交互平台服务模块：计算机跨网管控服务、监控跨网管控服务、多源信号独立管控服务、语音融合调度服务、音频随路切换、联合标绘、大屏幕交互服务、智能预案管理服务等服务模块。

2.2.3 智能终端层

智能终端包括智能交互大屏幕、智能指挥台（落地式、桌面式、移动式）、智能控制席位、智能电子沙盘、智能实物沙盘、车载会商终端、便携式终端等。

2.2.4 人机交互层

以多种智能交互子系统作为友好人机交互工具（全局键鼠、触控、手势、语音、遥控等），为日常值班、会商研讨、应急处置、指挥调度等各类业务场景提供智能便捷的信息交互支持。

2.3 功能特点

指挥中心可广泛安全使用来自军、政、企的各类信息系统。在指挥、协作过程中，各台位需要掌握实时动态组合的各类态势信息，灵活调配各类信息态势，辅助各级指挥员进行研判决策。按照需求牵引、技术赋能的原则，结合现有系统资源和行业主流技术发展趋势，将业务需求转化为可落地实践的系统功能，主要体现在以下几个方面：

（1）业务态势交互显示。实现指挥所大屏幕综合显示多网多系统界面信息，智能交互指挥系统多元化界面交互，包括随时查看各监控点的视频和各要素实时态势。

（2）联合指挥态势共享。指挥中心可随时根据需要进行界面信息重组、推送、接收等操作，实现多种场景的预报、决策、指挥、监管、执行、评估各环节的信息共享。指挥中心可对指挥平台界面信息进行实时调取，并进行控制。

（3）实时调度指挥。指挥中心汇聚的各态势界面按需分发给下级指挥中心，包括预案、重组后的高价值信息画面。根据需要向接入交互网的任意有线或无线终端发布指令，同时对执行情况进行实时追踪监控。

（4）移动端指挥。可通过移动式的智能终端接入同一控制网络内指挥平台，实现对多网多系统的远程安全统一管控，进一步延伸指挥链路，实现全天候、全域指挥。

（5）桌面协同指挥。汇聚融合不同办公室、指挥部位的多网系、多业务显示终端，在指挥员办公室终端显示上实现“一面屏管控、一终端指挥、一平台融合使用、一网络调度指挥”的效果。

2.4 技术优势

（1）安全实用。以跨网安全数据隔离结构为前提，实现用户端对多网融合界面内容直接控制。控制方式通过对界面及键鼠操控技术实现，不涉及对底层数据的接入。对不同网络信源终端设备操作指令通过单向传递技术实现，最大限度保证了多网系的独立安全性。

（2）灵活兼容。由于系统采用独特技术原理架构，可以在不改变原有网络环境及软件结构情况下，对多个网络各类终端设备进行兼容使用，在现有的应用环境下，实现应用层面整体功效的极大提升。

（3）便于拓展。智能交互指挥控制系统采用分布式架构，不同应用地点的不同终端设备均可独立分布接入平台，智能交互网络可自主延伸，便于根据不同单位的应用需要，进行快速便捷的上下级及平级友邻单位的无缝式对接，形成交互式指挥调度网络。

（4）友好交互。通过手触、遥控、键鼠、语音等多种方式，能够进行关键信息的快速提取和集中显示、重组和推送，实现快捷高效的指挥调度与信息操控。

3 指挥控制应用场景

3.1 视频情报快速整编

基于智能交互指挥控制系统，可以在指挥业务体系内建立多级智能交互网络，实现现场视频、固定视频、单位分队的各类监控、互联网视频画面快速裁剪组合转录，形成综合实时视频情报。

3.2 综合态势分析研判

在各应用系统信息界面融合的基础上，对界面信息进行抽取并在终端和大屏显示。可通过智能控制终端调取电子地图并推送至大屏幕和电子沙盘上同步显示，快速定位事发地的位置，叠加任务区域战场环境、兵力平台、通信指挥等信息。通过裁剪编辑推送至指挥员席位终端上显示。各级指挥人员依据态势在同一张图上进行协同标绘，标绘情况在各类终端和各级大屏实时显示，从而辅助各级指挥员快速研判决策。

3.3 联合作业精确指挥

指挥员可通过智能控制席位调取各类作战信息系统画面进行查看，根据需要建立联合作业连接，将本地调取画面一键推送给其他要素台位。双方或多方就各类战场实时战情，开展联合作业，联合作业的画面在双方显示屏上进行联动显示；在联动作业时，指挥员可通过交互终端切换大屏幕显示画面，轮询查看各作业开展情况，对某一作业场景重点关注时，可将其席位作业情况推送大屏幕详查。

3.4 多个战位协同作业

通过智能控制终端，实现办公室与中心大屏幕、各要素席位之间互动。分布在不同地点、不同战位的多个智能控制终端之间可以相互推送界面信息，基于相同态势信息，实现多战位协同联合作业，最终呈现到同一底图上，实现“态势合聚、作业分联”。

4 结语

基于多网系界面融合的智能交互指挥控制系统，不打破原有安全隔离机制的前提下，消除原系统、原开发团队的依赖，实现跨网跨系统的界面信息互联互通和协同共享，是现有信息系统的能效倍增器，具有较高的使用价值，为未来作战指挥的全域跨网体系构建提供新思路和新方向。