基于面向服务的海军信息系统综合集成技术研究

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摘  要：军事信息系统综合集成可以有效提高海军一体化联合作战能力。海军信息系统集成必须首先实现信息和资源的共享，即解决当前信息系统中由于历史原因所形成的“信息孤岛”。文章通过研究基于面向服务的海军信息系统集成的技术，提出了一种以SOA为指导思想，基于网络互联控制平台和Web Service技术的海军信息系统综合集成方法。

关键词：海军信息系統;综合集成;面向服务;SOA

中图分类号：TP315         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）35-0150-03

Abstract： Integration of military information system is the basis and linchpin of improving navy combined operations. The first task in naval information system integration is to solve the problems of an "isolated information islands" and achieve the information and resource sharing. Some naval information system integration technologies based on Web-Service-Oriented is researched. A prototype system of naval information system integration based on network interconnection control plat and Web Service is put forward.

Keywords： naval information system; integration; web-service; SOA

为适应现代海战海、陆、空、天协同作战的军事需求，我国海军部队从上世纪80年代就开始引入各种类型的全军通用信息系统和海军专用信息系统。但由于生产厂家、作战需求、应用平台和设计方案的不同，造成各类信息系统差异很大，彼此互连互通互操作困难，如同一个个信息孤岛，成为制约海军信息系统建设和作战能力发展的“瓶颈”。所以海军信息系统综合集成已成为海军信息化建设的必然趋势，本文主要研究面向服务的海军信息系统综合集成设计理念和实现途径，发挥其关联度松散、系统支持率高和组合灵活多变等优点。

1 军事需求

未来海上战争必将是系统间的整体对抗，这就要求参与作战的水面舰艇部队、海军航空兵部队、潜艇部队、岸防部队、海军陆战队等诸兵种在多维复杂战场空间中形成一个整体的作战体系。针对这样一个由庞大的人员、后勤物资、武器装备、信息通道所构成的开放复杂体系，并使之高效有序运转，显然海军原有的传统单一模式信息系统满足不了需要，所以必须通过对海军信息系统进行综合集成来提高海军部队的整体作战能力。

1.1 新军事变革促使一体化海战场作战模式

从最近几次高技术局部战争不难发现，战争的组织形态已经发展成为军兵种、作战立体空间和武器平台之间的联合作战，要想有效、协调地发挥整体作战效能，就必须采取一体化作战样式，延伸到海战场，也需要各作战平台合理融合信息系统，最大程度达到互联互通和信息共享。

1.2 信息孤岛阻碍海军信息化建设

海军信息化建设是应该建立在全海军的战略层面上，但岸基、海上、空中平台的信息系统在开发之初并未考虑到与其它系统之间的数据交换和协同通信，从而导致不同系统间互连互通互操作困难，阻碍了海军信息化建设的全局。

1.3 重新开发新系统浪费资源、代价较高

现有运行系统往往执行着重要的业务流程，故重新开发新的系统，不仅造成对已有资源的浪费，而且开发周期较长，投入的人力物力较大，代价较高。

因此，对海军各平台信息系统进行综合集成已成为海军信息化建设的迫切需求，通过综合集成技术能够解决上述现实问题。所谓信息系统综合集成是指综合运用信息融合技术、系统工程技术，按照海上信息化战争要求，通过功能优化、结构重组、信息化提升及改造等方法，取得体系运行的整体作战优势，包括各种探测情报的实时共享、目标态势与打击火力的信息融合、侦控打一体化数据链流程等。

2 海军信息系统集成模型

海军的信息系统的综合集成一般以通信服务为基础，利用栅格化信息基础设施作为平台，按照标准的接口和协议对原有的系统构件进行重新开发和封装，以信息服务驱动模型建设，按需配置系统资源、实现各项服务的快速组合和重用，满足系统“即插即用”的需求，从而达到系统综合集成的目的。信息系统的这种动态重组和再分配作战资源的能力，很大程度上提高了海上联合作战面向作战任务的灵活性。

2.1 系统结构模型

Web Service结构模型基于服务提供者、服务注册中心和服务请求者三种角色之间的交互，涉及发布、查找和绑定操作，这些角色和操作一起作用于Web Service组件，即Web Service软件模块及其描述。在军事背景下，服务的结构模型如图1所示。

从图1中可以看出，该模型中有三种角色。（1）提供情报来源或目标打击的服务单元：海战场任务服务提供者按统一的任务服务发布格式发布自己可提供的数据类型和作战服务，并响应对业务的请求;（2）作战服务任务注册管理中心：登记已经发布的任务服务，并提供分类、搜索等功能;（3）需要情报信息或火力支援的服务请求者：利用服务注册中心查找本平台所需的作战服务，然后申请并获取所需的服务支撑作战需求。

这些平台之间通过标准的作战任务服务描述、通信协议及数据格式来实现作战服务的发布、查询和绑定操作。

2.2 系统应用模型

基于面向服务的海军信息系统的典型应用模型如图2所示。在现代战争条件下，按照海军作战指挥过程的任务逻辑，每个作战任务可由不同层次的兵力行动构成，因此基于服务的信息系统应用过程，体现了服务的组合过程即服务与各层次兵力行动的关联、匹配组合过程。不同的服务组合任务过程的主体是呈网络化分布，服务之间通过面向服务的机制进行交互，形成独立完整的服務流程，为作战指挥组织各兵力协作完成一定的共同任务目标提供灵活的保障，这也是基于服务的信息系统的最终目的。

海军从指挥层级上分为战略和战术两级，作战任务区分为海上进攻和海上防御，各类服务包括预警探测、情报侦察、指挥控制、火力打击、电子对抗、作战保障等，系统包括专用信息系统、通用信息系统和民用信息系统，平台涉及水面舰艇、潜艇、侦察预警机、作战飞机、岸防部队、岸基侦察预警部队、电子对抗部队等，作战区域包括海、陆、空、天。所以构架一种高效可靠的海军信息体系来连接各类任务、服务、系统、平台、区域尤为重要，必须要采用有效的综合集成方法。

3 基于SOA的海军信息系统综合集成方法

结合海上作战任务分类和组成平台特点，选择SOA作为综合集成方法。与传统集成方法相比，SOA架构可以将海战场所涉及的全部信息资源作为作战任务服务，并且信息服务的应用是从各平台的作战需求开始，而不是突出强调技术，因此可以更快达成作战业务需求，并对任务变化做出快速响应，适合海战场复杂、异构、多变的应用需求，能够规划海军信息资源，规范统一现有的信息系统，融合多类数据库。

3.1 信息流程

对于各个信息系统的综合集成，存在两个层面的信息交互。

3.1.1 各平台之间的信息交互

作战任务服务提供单元、信息服务注册管理中心和作战任务服务需求单元之间必须要建立一条接口协议、数据格式、路由设置一致的信息通道，实时传输交换服务信息、控制信息和指挥信息。

3.1.2 平台内部的信息交互

平台内则涉及到不同用户单元，包括提供信息服务和请求信息服务的作战指挥部位、情报侦察部位、通信联络部位、火力打击部位、导航定位部位，这时就必须从与其它平台连接的接口引入到本平台的各个部位，形成一个平台内部的信息传输网。

3.2 集成方法

针对不同平台、不同信息服务业务，为有效减少系统综合集成难度和成本，可采取新研和改造两种方法。

3.2.1 直接集成新型作战任务服务系统

目前海军信息系统又增添了很多新型的作战任务服务类型，如卫星侦察、水下监控、宽带数据传输等新系统，对于这些新系统，可以按照SOA标准构建一套扩展性好、符合配置要求的接口协议、网络连接、路由控制等软件体系，满足海军复杂战场信息系统的扩展需求，并通过数据网关和路由控制为其它第三方信息系统提供访问接口和数据转换，使新型作战任务服务系统能够与现有系统集成一体，完成信息数据传输，从而达到海军信息系统的综合集成。

3.2.2 升级改造集成现有成熟服务系统

对于作战指挥、情报侦察、通信联络、火力打击和导航定位等现有成熟服务系统，可以按照SOA标准组织本系统与其它系统和平台之间的网络接口升级改造进行集成。改造过程中，不改变本身业务内部的传输链路，主要按标准格式改变信息服务的访问路径或提供信息服务的方式，以便减低系统集成工作量，最大限度利用现有的系统资源。

3.3 基于网络互联控制与Web Service的系统综合集成方案

无论采取直接集成新型作战任务服务系统方式还是升级改造集成现有成熟服务系统方式，都涉及到信息节点的转换，拟采用网络互联控制与Web Service相结合的系统综合集成方案。

3.3.1 网络互联控制

网络互联控制器通过管理网网口与其它系统信息传输网相连，并通过它实现与自身系统内其它设备，如信息服务控制管理台、信息服务监控台、其它网络互联控制器、线路交换控制设备组、通信网络管理设备之间的作战服务信息的互通。

（1）平台接入功能

各平台系统可以通过网络互联控制器实现平台与平台间服务通信链路和服务信息管理所需的信息共享，完成链路选择和路由选择功能。

网络互联控制器通过业务网网口与平台内综合业务服务器、信息服务控制管理台、信息服务监控台、网元等相连，完成系统内业务服务数据的传输、交换。

（2）作战任务服务终端接入功能

网络互联控制器通过四线音频接口、RS-422控制接口、以太网接口接入作战指挥控制台、情报侦察台、通信传输台、火力打击台、导航定位台等多种信息服务设备。收集设备能够提供信息服务的状态，根据信息服务计划及链路，实时提供其它平台用户所需的信息资源。同时也通过网络发布自身所需的信息服务，并接收由网络控制器回传的信息资源，以保障作战任务需要。

3.2.2 Web Service软件模块

网络互联控制器的核心是数据网关软件，为符合SOA标准，设定系统综合集成数据网关模块软件由子网接入、子网可达性上报、配置管理、网管代理、IP包处理、Web Service等子模块组成，模块间信息交互如图4所示。

（1）应用层

子网接入：通过和系统内提供或申请信息服务的子网设备连接，运行子网接入协议，完成常驻子网的接入。

子网可达性上报：实时向网络转发模块和路由协议模块上报发生变化的单个子网可达服务信息。

配置管理：负责读取并解析本地配置文件，为其它模块提供配置信息，并响应网管的配置文件的更新操作。

网管代理：负责和网管交互，接收和响应网管的配置文件更新通知和流量查询请求;负责从网管提供的FTP下载最新的配置文件并保存到本地;负责通知配置维护模块更新相应的配置信息。

（2）协议层

Web Service：为网管代理模块与综合业务管理模块的双向通信提供协议支持。Web Service根据用户请求生成各类作战任务服务所需的显示数据及各类报表，提供数据查询服务;对数据层直接操作，完成信息网络的监控管理、告警管理和用户安全管理等等。Web Service有较快的运行速度，良好的事务处理功能，较高的冗余度，采用高档服务器进行配置。

（3）网络层

IP包处理：对接收到的UDP socket报文进行解UDP头操作，根据UDP报文的目的端口号确定出口子网，去除UDP头后将IP报文转发至出口子网。

4 应用

基于上述方法，利用SOA的信息系统综合集成对海军作战信息业务系统进行集成开发，采用新研直接集成进系统，升级改造成熟系统接口集成进系统的方案，以嵌入式网络互联控制器与Web Service软件编程的方式，设计硬件接口集成和软件服务集成，从而完成海军信息服务系统的综合集成任务，研究结果能够加速海军信息化建设，提高部队战斗力水平。

参考文献：

[1]邝广武，信息系统分析与设计[M].北京：清华大学出版社，2002.

[2]邓苏，信息系统集成技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

[3]裘杭萍，鲍广宇，等.基于SOA的军事信息系统综合集成技术研究[J].中国电子科学研究院学报，2009，4（5）：452-454.

[4]叶钰，应时，等.面向服务体系结构及其系统构建研究[J].计算机应用研究，2005，25（2）：32-34.

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