梁小光,陳 峻
(中國電子科技集團(tuán)公司第七研究所,廣東廣州510310)
單一、孤島式的信息系統(tǒng)已逐漸被充分互聯(lián)互通的體系所取代。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),以信息為紐帶,以信息系統(tǒng)為平臺,連接相關(guān)各要素,實現(xiàn)要素間有機協(xié)同,從而形成體系化能力,是目前各個行業(yè)或領(lǐng)域漸已實現(xiàn)并仍在不斷發(fā)展的方向。海洋維權(quán)是國家的重大問題,通過信息系統(tǒng),連接海洋維權(quán)各種要素,構(gòu)建體系化海洋維權(quán)能力,是海洋維權(quán)裝備與系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。本文的目的在于給出海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的總體架構(gòu),從頂層上對海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的體系加以規(guī)劃和描述,形成海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的頂層視圖。
這里所提系統(tǒng)是概念化復(fù)雜系統(tǒng),是指海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的整體,或系統(tǒng)之系統(tǒng)。因此,本總體架構(gòu)設(shè)計重點在于系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu),而非實體系統(tǒng)的設(shè)計細(xì)節(jié)。
海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的使命是組織運用各種海洋維權(quán)資源,對海洋重點、熱點區(qū)域海上目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)警,為海上維權(quán)行動提供通聯(lián)保障和信息支援。具體任務(wù)包括:
利用海天海洋監(jiān)視手段對島礁、海上設(shè)施以及重要目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)變化和異常,為海洋維權(quán)行動提供前期預(yù)警。
①島礁監(jiān)視:包括島礁的自然變化監(jiān)測和人為侵占監(jiān)視,利用海天海洋監(jiān)視手段對島礁進(jìn)行監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)并監(jiān)測島礁的自然變化和人為侵占痕跡;
②上設(shè)施監(jiān)視:對海上石油勘探、開采等進(jìn)行監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)異常動向;
③重要目標(biāo)監(jiān)視:對重點、熱點海域海上艦船進(jìn)行監(jiān)視,識別目標(biāo)類型。
①海洋維權(quán)態(tài)勢感知:利用海天海洋監(jiān)視手段對任務(wù)海域進(jìn)行監(jiān)視,感知任務(wù)海域態(tài)勢;
②海洋維權(quán)指揮協(xié)同:指揮中心對海洋維權(quán)平臺進(jìn)行指揮和調(diào)度,海上維權(quán)編隊協(xié)同,海洋維權(quán)船、機協(xié)同,以及海洋維權(quán)船或編隊與海軍艦船或編隊協(xié)同。
①海洋基礎(chǔ)信息資源服務(wù):海洋地理信息、氣象水文信息等服務(wù);
②海洋維權(quán)目標(biāo)基本信息服務(wù):目標(biāo)對象海上警衛(wèi)力量(人員、平臺)信息、海上設(shè)施信息;
③海洋維權(quán)平臺勤務(wù)調(diào)度保障:海洋維權(quán)船勤務(wù)調(diào)度,海洋維權(quán)飛機勤務(wù)調(diào)度。
海洋維權(quán)信息系統(tǒng)功能上主要由業(yè)務(wù)功能和技術(shù)支持功能兩大類13個功能系統(tǒng)組成,如圖1所示。
圖1 信息系統(tǒng)功能組成架構(gòu)
①目標(biāo)信息整編
整理編輯島礁、海上船舶以及海上設(shè)施等海上目標(biāo)的基本信息,形成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù),入庫保存,并對其進(jìn)行刪除、修改等維護(hù)管理;
②法規(guī)信息處理
對海洋維權(quán)法規(guī)信息進(jìn)行數(shù)字化,形成標(biāo)準(zhǔn)化海洋維權(quán)法規(guī)數(shù)據(jù),入庫保存,并對其進(jìn)行刪除、修改等維護(hù)管理;
③信息匯集
接收海洋維權(quán)相關(guān)機構(gòu)發(fā)送的海洋維權(quán)指令、海上空中海洋維權(quán)平臺發(fā)送的海上情況與信息請求以及海洋監(jiān)視等信息,進(jìn)行解析等處理;根據(jù)訂閱分派規(guī)則,分派給相應(yīng)的要素進(jìn)行處理和應(yīng)用;
④監(jiān)視預(yù)警信息處理
匯集海洋監(jiān)視傳感器及相關(guān)部門提供的海洋監(jiān)視信息,對接收的信息進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)和識別可疑目標(biāo)及海洋侵權(quán)行動,形成海洋維權(quán)監(jiān)視預(yù)警信息;
⑤態(tài)勢處理
提取、匯總海洋監(jiān)視信息,對海洋監(jiān)視預(yù)警、海洋監(jiān)視平臺上報的位置以及海上目標(biāo)基本信息等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)融合處理,生成海上、空中航跡以及目標(biāo)分布等態(tài)勢,并在海洋地理空間圖形環(huán)境中進(jìn)行顯示;
⑥指揮調(diào)度
受理上級機構(gòu)下達(dá)的海洋維權(quán)指示和命令,結(jié)合海上目標(biāo)基本信息、海洋地理空間信息、海洋氣象水文信息、海洋維權(quán)監(jiān)視預(yù)警信息以及海洋維權(quán)資源信息,制定海洋維權(quán)規(guī)劃、計劃和方案(預(yù)案);接收海洋維權(quán)現(xiàn)場情況信息,監(jiān)視海洋維權(quán)態(tài)勢,下達(dá)海洋維權(quán)指示和命令;
⑦信息分發(fā)與服務(wù)
通過點對多點發(fā)送、及時通信以及電子郵件等方式,將指示命令、海洋環(huán)境預(yù)報、海洋監(jiān)視預(yù)警以及海洋維權(quán)態(tài)勢等海洋維權(quán)信息推送給指定的用戶;通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式,提供海洋維權(quán)信息服務(wù),支持用戶瀏覽和下載使用。
①網(wǎng)絡(luò)通信
提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù),并對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理,形成海洋維權(quán)專用通信網(wǎng)絡(luò),為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)管理的具體功能包括網(wǎng)絡(luò)配置管理、網(wǎng)絡(luò)性能管理、網(wǎng)絡(luò)流量分析、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示、網(wǎng)絡(luò)故障管理以及接入認(rèn)證等;
②數(shù)據(jù)庫
對系統(tǒng)涉及的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和管理,為各類業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。具體功能包括數(shù)據(jù)庫表空間管理、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出、數(shù)據(jù)庫備份以及數(shù)據(jù)庫操作審計等;
③海洋環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)
對海洋地理空間、海洋氣象水文基礎(chǔ)及預(yù)報數(shù)據(jù)進(jìn)行格式解析和轉(zhuǎn)換等處理,形成標(biāo)準(zhǔn)格式的海洋環(huán)境數(shù)據(jù);對其更新和維護(hù),提供應(yīng)用支撐服務(wù);
④安全保密
對系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行安全監(jiān)控和防護(hù),操作系統(tǒng)的各類對象進(jìn)行身份認(rèn)證,并根據(jù)其業(yè)務(wù)角色進(jìn)行授權(quán)管理和訪問控制,對其操作進(jìn)行審計,并對存儲和傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行保密處理,從而保證系統(tǒng)的安全運行和信息的安全使用;
⑤時間統(tǒng)一服務(wù)
通過“北斗”、“GPS”以及天文報時臺等基準(zhǔn)時鐘源獲取基準(zhǔn)時間,通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)內(nèi)服務(wù)器計算服務(wù)設(shè)施進(jìn)行對時;
⑥系統(tǒng)運行管理
其主要任務(wù)是對系統(tǒng)用戶及其使用權(quán)限進(jìn)行管理,根據(jù)用戶權(quán)限提供系統(tǒng)登錄服務(wù);對用戶系統(tǒng)的操作進(jìn)行審計,對非法操作進(jìn)行告警;對運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視;對系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行管理,并提供應(yīng)用服務(wù)。
從體系化集成角度出發(fā),海洋維權(quán)信息系統(tǒng)自下而上分為基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)支撐、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)功能以及應(yīng)用五個層次。下層單元是上層單元的基礎(chǔ)和支撐。
基礎(chǔ)設(shè)施層是應(yīng)用系統(tǒng)的物理支撐層,是系統(tǒng)運行的物理承載平臺或網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備環(huán)境,為系統(tǒng)運行提供硬環(huán)境支撐。主要由海洋維權(quán)業(yè)務(wù)專用網(wǎng)絡(luò)、計算服務(wù)、存儲、安全保密以及時間統(tǒng)一設(shè)備等組成。
該層是應(yīng)用系統(tǒng)運行的軟件基礎(chǔ)層,是應(yīng)用系統(tǒng)的操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理支撐層,為系統(tǒng)運行提供軟環(huán)境支撐。主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、海洋地理空間信息管理平臺等基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)。
應(yīng)用支撐層是業(yè)務(wù)功能的支撐以及應(yīng)用系統(tǒng)運行的支撐,為功能系統(tǒng)提供模型以及處理、信息交換、數(shù)據(jù)、傳輸?shù)确?wù),并為應(yīng)用系統(tǒng)的運行提供公共的安全、時統(tǒng)以及運管等服務(wù)。主要信息交換格式解析、目標(biāo)識別模型與處理、態(tài)勢聚合模型與處理、關(guān)聯(lián)融合處理、各類信息收發(fā)與共享服務(wù)、各類數(shù)據(jù)服務(wù)、各類傳輸服務(wù)等應(yīng)用支撐單元,以及安全保密、時間統(tǒng)一、系統(tǒng)運管等運行支撐等單元組成。
業(yè)務(wù)功能層是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)層,為應(yīng)用系統(tǒng)集成提供功能單元。主要由海上目標(biāo)信息整編、法規(guī)信息處理、信息匯集、監(jiān)視預(yù)警信息處理、態(tài)勢處理、指揮調(diào)度以及維權(quán)信息分發(fā)與服務(wù)等功能單元組成。
應(yīng)用系統(tǒng)層是業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)層,也是集成系統(tǒng)層,為海洋維權(quán)提供業(yè)務(wù)平臺。其主要由國家海洋維權(quán)指揮調(diào)度信息系統(tǒng)、海區(qū)海洋維權(quán)指揮調(diào)度信息系統(tǒng)、分區(qū)海洋維權(quán)指揮調(diào)度信息系統(tǒng)、海洋維權(quán)船指揮調(diào)度系統(tǒng)以及空中海洋維權(quán)指揮調(diào)度系統(tǒng)等組成。信息系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。
圖2 海洋維權(quán)信息系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)
海洋維權(quán)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)實現(xiàn)海洋維權(quán)船內(nèi)部勤務(wù)調(diào)度與要素間組網(wǎng)通信、維權(quán)船只編隊間通訊與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、船只與岸上指揮調(diào)度中心通訊與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、船只與海洋維權(quán)空中平臺通訊與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、維權(quán)船只與海軍艦船或艦隊間通訊與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)以及海洋維權(quán)船只通用聯(lián)絡(luò)與應(yīng)急通信保障。
海洋維權(quán)網(wǎng)絡(luò)主要由地面固定通信網(wǎng)絡(luò)、海上移動通信網(wǎng)絡(luò)和機載通信單元組成。
地面固定通信網(wǎng)絡(luò)依托國家共用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。各節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)路由器接入海洋信息網(wǎng),實現(xiàn)互聯(lián);節(jié)點內(nèi)配衛(wèi)星通信設(shè)備、短波電臺和數(shù)據(jù)鏈地面設(shè)備等無線通信設(shè)備,實現(xiàn)與海上及空中移動海洋維權(quán)船和機的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與話音通信。配通信控制器,實現(xiàn)無線話音與數(shù)據(jù)通信和有線話音與數(shù)據(jù)通信全互聯(lián);從而實現(xiàn)全域、全業(yè)務(wù)一張網(wǎng),為建立網(wǎng)絡(luò)化的海洋維權(quán)業(yè)務(wù)體系提供一體化的網(wǎng)絡(luò)通信支撐環(huán)境。節(jié)點內(nèi)部構(gòu)建內(nèi)部業(yè)務(wù)局域網(wǎng)、連接服務(wù)器和業(yè)務(wù)工作站。
在國家和海區(qū)兩級指揮調(diào)度中心分設(shè)一級和二級網(wǎng)管中心,管理網(wǎng)絡(luò)通信資源和用戶,配置網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù),監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備運行情況,統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)通信流量,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信性能,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行故障,保證網(wǎng)絡(luò)的可靠運行。
海洋維權(quán)船上配衛(wèi)星通信設(shè)備和短波電臺,實現(xiàn)海洋維權(quán)船與地面指揮調(diào)度中心的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和話音通信;配置超短波電臺,形成海洋維權(quán)船編隊的自組織網(wǎng)絡(luò);配移動基站和相應(yīng)地終端,用于船上勤務(wù)指揮與調(diào)度;配專用話音交換機,實現(xiàn)船上各固定要素間話音通信;通過網(wǎng)絡(luò)交換機,構(gòu)建船上業(yè)務(wù)局域網(wǎng),連接船上服務(wù)器和業(yè)務(wù)工作站;配置船載數(shù)據(jù)鏈設(shè)備,實現(xiàn)船機話音通信與數(shù)據(jù)交換。
海洋維權(quán)飛機配機載衛(wèi)星通信和專用數(shù)據(jù)鏈設(shè)備,實現(xiàn)海洋維權(quán)飛機與地面指揮調(diào)度中心及海洋維權(quán)船的話音通信和數(shù)據(jù)交換。
海洋維權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖3所示。
圖3 通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
海洋維權(quán)信息總體上可以分為基礎(chǔ)、指揮調(diào)度以及綜合保障3大類20種,其結(jié)構(gòu)模型如圖 4所示。
基礎(chǔ)類信息主要是共性約束性信息,包括海洋維權(quán)術(shù)語字典、海洋維權(quán)分類代碼、海洋維權(quán)信息元素代碼、海洋維權(quán)資源代碼以及海洋維權(quán)信息媒體類別等。
圖4 信息架構(gòu)
指揮調(diào)度類信息主要是直接用于海洋維權(quán)指揮調(diào)度的信息,包括指示命令、計劃方案、固定實施信息、裝備與系統(tǒng)信息、人員信息、態(tài)勢信息、現(xiàn)場情況報告以及支援保障請求等。
綜合保障類信息主要是保障海洋維權(quán)指揮決策和行動的信息,包括海洋監(jiān)視預(yù)警信息、海上目標(biāo)基本信息(包括島礁基本信息、海上船舶基本信息和海上設(shè)施基本信息等)、海洋維權(quán)資源信息(包括港口、機場等固定設(shè)施信息,裝備與系統(tǒng)信息,以及人員信息等)海洋環(huán)境信息(包括海洋地理空間信息和海洋氣象水文信息等)以及海洋維權(quán)法規(guī)等信息。
信息系統(tǒng)既是開展海洋維權(quán)行動重要的手段和工具,也是連接海洋維權(quán)各種要素的紐帶。通過信息系統(tǒng)互聯(lián)海洋維權(quán)各種要素,形成海洋維權(quán)體系能力是海洋維權(quán)能力建設(shè)的重要發(fā)展方向;總體架構(gòu)設(shè)計給出了構(gòu)建海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的頂層框架結(jié)構(gòu),是構(gòu)建海洋維權(quán)信息系統(tǒng)的一種總體理念,可以作為實體系統(tǒng)研發(fā)與集成的框架性指導(dǎo)和技術(shù)約束。本文提出的技術(shù)架構(gòu)是一個開放的架構(gòu),原則上講,可以支持從基礎(chǔ)設(shè)施到業(yè)務(wù)功能和應(yīng)用系統(tǒng)各層的擴(kuò)展;同時也是一個需要不斷完善和發(fā)展的架構(gòu),需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求的調(diào)整和技術(shù)的發(fā)展而不斷改進(jìn)和完善。而其中的網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu),提出了全域、全業(yè)務(wù)一張網(wǎng)的概念,重點強調(diào)了網(wǎng)絡(luò)通信的一體化;具體的通信方式和手段是需要根據(jù)實際使用環(huán)境和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行集成設(shè)計和選擇配置的。
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