徐 勇

(海裝信息系統(tǒng)局軟件室 北京 100841)

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全艦計(jì)算環(huán)境及信息化總體概念方案研究*

徐 勇

(海裝信息系統(tǒng)局軟件室 北京 100841)

介紹了美軍全艦計(jì)算環(huán)境的體系架構(gòu)及全艦信息化集成模式,分析了美軍全艦計(jì)算環(huán)境及信息化集成的設(shè)計(jì)思路及特性,結(jié)合我軍應(yīng)用,分析了我軍全艦計(jì)算環(huán)境及信息化集成的應(yīng)用需求,初步提出了我軍全艦計(jì)算環(huán)境的體系架構(gòu)及全艦信息化總體概念方案,并結(jié)合未來我軍的發(fā)展應(yīng)用需求,提出了我軍全艦計(jì)算環(huán)境及信息化集成的發(fā)展建議,為我軍全艦信息系統(tǒng)的發(fā)展提供參考。

全艦計(jì)算環(huán)境; 信息系統(tǒng)集成; 全艦信息化

Class Number TN919.3

1 引言

信息化作戰(zhàn)是由信息化軍隊(duì)在陸、海、空、天、潛、信息、認(rèn)知和心理等多維空間用信息化武器裝備進(jìn)行的。當(dāng)前我軍仍處于機(jī)械化未完成、信息化剛起步的發(fā)展階段,與世界先進(jìn)軍事水平相比,信息化水平和信息體系作戰(zhàn)能力差距較大。提高信息化作戰(zhàn)條件下海軍裝備的作戰(zhàn)能力是我國海軍裝備建設(shè)發(fā)展的方向和關(guān)鍵[1]。信息化海戰(zhàn)場對海軍新一代艦艇裝備建設(shè)提出了如下需求:

1) 提供全艦全要素信息的共享與集成能力,提高全局信息把控能力。

2) 建立面向全艦的開放式體系架構(gòu)信息基礎(chǔ)設(shè)施,提升全艦信息服務(wù)化水平。

3) 提供差異化的高服務(wù)質(zhì)量,具有高抗毀性,提升艦艇的戰(zhàn)斗力和生存能力。

4) 提高全艦各業(yè)務(wù)應(yīng)用的全局聯(lián)動和自動化水平,減少人員配置,提升有效載荷。

5) 提高信息組織與運(yùn)用的靈活性與智能性。

美海軍依托全艦計(jì)算環(huán)境(Total Ship Computing Environment,TSCE)將全艦公用的計(jì)算、存儲、傳輸、顯控等硬件設(shè)備和基礎(chǔ)服務(wù)軟件,進(jìn)行了有機(jī)集成,構(gòu)建了全艦信息化的基礎(chǔ)支撐環(huán)境[2]。TSCE為艦艇的探測感知、指揮控制、武器交戰(zhàn)、信息保障以及艦艇駕控、安防損管等艦艇業(yè)務(wù)應(yīng)用提供包括信息交換、數(shù)據(jù)存儲、高性能計(jì)算以及人機(jī)交互等基礎(chǔ)服務(wù)支持[3]。美軍認(rèn)為,TSCE為艦艇電子信息系統(tǒng)裝備的集成方式和組織運(yùn)行帶來重大變革,在擴(kuò)展升級、抗毀生存、分散布置、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、開放集成和靈活重構(gòu)等六個方面的優(yōu)勢[4]。

隨著我軍艦艇裝備信息系統(tǒng)功能性能逐步提升、以及各類信息化新技術(shù)的應(yīng)用,艦艇作戰(zhàn)能力大幅提高。但與世界先進(jìn)水平相比,我海軍在新一代全艦信息基礎(chǔ)設(shè)施及在此基礎(chǔ)上的信息化水平方面尚存在一些差距。如全艦一體化信息覆蓋不足、面向全艦的計(jì)算服務(wù)支撐能力需求分析欠缺、艦艇信息系統(tǒng)綜合集成效能有待提高、基于全艦計(jì)算環(huán)境的應(yīng)用開發(fā)與集成環(huán)境需待完善與建立等。

本文通過分析美海軍TSCE設(shè)計(jì)思路和信息化集成模式,探討我軍全艦計(jì)算環(huán)境體系架構(gòu)的構(gòu)建和全艦信息化集成設(shè)計(jì),為我軍全艦信息化發(fā)展提供建議。

2 美軍全艦計(jì)算環(huán)境及信息化體系架構(gòu)

2.1 美軍TSCE體系架構(gòu)

TSCE體系結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的五級開放式體系結(jié)構(gòu)(如圖1所示),由硬件層、操作系統(tǒng)層、中間件層和通用服務(wù)接口層組成[5]。硬件層設(shè)備遵循成熟標(biāo)準(zhǔn),操作系統(tǒng)層采用符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng),中間件層按照OMG標(biāo)準(zhǔn)封裝,艦艇各類應(yīng)用通過應(yīng)用軟件部署和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口,基于TSCE的硬件和服務(wù)軟件,完成各自的任務(wù)。

圖1 TSCE體系結(jié)構(gòu)示意圖

全艦計(jì)算環(huán)境TSCE是DDG-1000全艦計(jì)算環(huán)境的基礎(chǔ)與核心[6],由人機(jī)接口單元、數(shù)據(jù)處理單元、網(wǎng)絡(luò)單元和適配單元四大部分組成,為全艦各系統(tǒng)提供核心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),數(shù)據(jù)處理與共享服務(wù),分布式高性能計(jì)算等服務(wù)。具體組成如圖2所示。

圖2 全艦計(jì)算環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施組成

1) 數(shù)據(jù)處理單元:主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等設(shè)備和相關(guān)支撐軟件組成,為全艦提供共用的計(jì)算、存儲、系統(tǒng)管理、安全和運(yùn)行環(huán)境等功能。

2) 網(wǎng)絡(luò)單元:包括有線和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其上運(yùn)行的軟件,提供網(wǎng)絡(luò)交換、語音和視頻的控制及通信等功能。

3) 人機(jī)接口單元:TSCE提供的標(biāo)準(zhǔn)“顯控平臺”,包括標(biāo)準(zhǔn)的顯控終端和人機(jī)接口服務(wù)組件,提供人機(jī)交互的支撐功能。

4) 適配單元:TSCE與定型的導(dǎo)彈發(fā)射裝置等裝備信息換的“網(wǎng)關(guān)”,包括接口硬件和對應(yīng)的軟件,提供接口適配和信息轉(zhuǎn)換等功能。

2.2 美軍基于TSCE的全艦信息化集成模式

TSCE集成了外部通信控制、傳感器與裝備控制、艦船控制、武器控制、指揮控制等信息系統(tǒng)[7],如圖3所示。作戰(zhàn)系統(tǒng)劃分為兩大部分,一是不隨平臺變化的公共核心部分,即將軟件化的傳感器管控、航跡管理、作戰(zhàn)指揮、武器控制功能部署于全艦計(jì)算環(huán)境[8]。二是平臺適配部分,即必須由專用硬件設(shè)備完成的功能[9],如傳感器天線及陣面、武器發(fā)射裝置等。通過這種開放式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了公共資源的充分共享、業(yè)務(wù)應(yīng)用的靈活部署、武器通道動態(tài)組配,同時支持以模塊化的方式快速換裝新的武器裝備。從而大幅提升艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)整體信息處理能力、數(shù)據(jù)共享能力、顯示操控能力、靈活配置能力、冗余抗毀能力和升級擴(kuò)展能力。美軍認(rèn)為,通過采用全艦計(jì)算環(huán)境,使其作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和集成方式產(chǎn)生了根本性變革,作戰(zhàn)系統(tǒng)從傳統(tǒng)的分系統(tǒng)拼裝式集成轉(zhuǎn)變?yōu)榛谌炗?jì)算環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的開放式集成。

圖3 美國海軍TSCE組成示意圖

美軍強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)場中,即使是信息基礎(chǔ)設(shè)施,計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、軟件、數(shù)據(jù)等各類要素也應(yīng)作為作戰(zhàn)資源在TSCE中進(jìn)行管理[10]。美軍TSCE資源管理架構(gòu)如圖4所示。

圖4 TSCE資源管理架構(gòu)

針對各類資源,美軍制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,從整個TSCE層面,根據(jù)各類應(yīng)用需求,實(shí)施統(tǒng)籌管理。

全艦計(jì)算環(huán)境中基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)計(jì)算存儲設(shè)備、顯控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)及適配接入設(shè)備都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,通用化設(shè)計(jì)。艦艇駕控、傳感器管理、外部通信、作戰(zhàn)指揮、武器控制、平臺管理等應(yīng)用所需的設(shè)備資源都在全艦計(jì)算環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上統(tǒng)一規(guī)劃,集中管理和動態(tài)共用。

TSCE將系統(tǒng)中的應(yīng)用作為服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,并將系統(tǒng)的核心服務(wù)歸納為TSCE連接件,數(shù)據(jù)服務(wù)、對象代理服務(wù)、事件服務(wù)、數(shù)據(jù)采集服務(wù)等幾類接口[11]。TSCE的連接件和接口服務(wù)提供了資源管理和所有與外部應(yīng)用的連接,TSCE連接件基于接口服務(wù)提供膠連功能,由TSCE管理這些接口連接。美軍將TSCE中的應(yīng)用層服務(wù)架構(gòu)也進(jìn)行了詳細(xì)的劃分和標(biāo)準(zhǔn)化,TSCE的系統(tǒng)服務(wù)層在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和計(jì)算處理設(shè)施的基礎(chǔ)上對通信服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施管理服務(wù)、分布式計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)管理服務(wù)、人機(jī)交互服務(wù)和操作系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌應(yīng)用,在系統(tǒng)服務(wù)層統(tǒng)一提供系統(tǒng)運(yùn)行,資源管理和應(yīng)用交互的服務(wù)資源,基于這些系統(tǒng)服務(wù)向業(yè)務(wù)層提供應(yīng)用支撐。

TSCE數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)籌共用實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的綜合存儲、傳輸、處理和分發(fā),是全艦計(jì)算環(huán)境的核心設(shè)計(jì)之一。美軍在TSCE中通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫集成模式實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理,所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在數(shù)據(jù)倉庫中,數(shù)據(jù)的采集、分析、處理和管理都在TSCE中進(jìn)行。

美軍在TSCE中也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的任務(wù)流程描述、任務(wù)流程的組織,任務(wù)流程驅(qū)動引擎,任務(wù)統(tǒng)籌管理,對任務(wù)的調(diào)度,任務(wù)中服務(wù)資源的分配,以及任務(wù)的生命周期在TSCE中進(jìn)行了統(tǒng)一的管理。

2.3 美軍全艦信息化集成的特性分析

美軍的TSCE體系架構(gòu)及全艦信息化集成設(shè)計(jì)中充分考慮了應(yīng)用耦合性,系統(tǒng)運(yùn)行、部署和維護(hù)各方面的能力需求,突出實(shí)現(xiàn)信息化集成系統(tǒng)層次間的解耦、屏蔽設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)TSCE基礎(chǔ)設(shè)施、信息化應(yīng)用系統(tǒng)以及上層應(yīng)用服務(wù)等各層透明性設(shè)計(jì)[10]。實(shí)現(xiàn)全艦信息化集成的模塊化部署。

全艦信息化系統(tǒng)各層訪問透明:屏蔽了用戶本地訪問和遠(yuǎn)程訪問機(jī)制間的差異性、底層的通信模式和被訪問對象的存儲位置,其透明性設(shè)計(jì)還支持跨語言、跨操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)訪問操作的語法和語義的一致性。同時TSCE屏蔽了來自于不同應(yīng)用終端的并發(fā)服務(wù)請求的各種訪問沖突,簡化應(yīng)用處理過程。TSCE通過虛擬數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了持久性的特性,持久性透明設(shè)計(jì)允許應(yīng)用程序管理、應(yīng)用持久性數(shù)據(jù),而不需要關(guān)注其存儲位置或數(shù)據(jù)庫的表現(xiàn)形式。

全艦信息系統(tǒng)的復(fù)用能力支持:TSCE實(shí)現(xiàn)了服務(wù)級、應(yīng)用級到系統(tǒng)級的不同粒度的復(fù)用支持。支撐數(shù)據(jù)、服務(wù)和業(yè)務(wù)功能等不同粒度的復(fù)用和部署使用。

全艦信息系統(tǒng)的運(yùn)維與應(yīng)用解耦:系統(tǒng)的運(yùn)行配置對應(yīng)用透明。應(yīng)用系統(tǒng)無需關(guān)注計(jì)算資源的分配調(diào)度過程和復(fù)雜的資源管理機(jī)制。同時TSCE實(shí)現(xiàn)了對軟硬件錯誤的容錯管理和故障恢復(fù),使得容錯機(jī)制對應(yīng)用透明。TSCE實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)用遷移的透明管理。應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)遷移到其他設(shè)備上時,應(yīng)用程序無需宕機(jī),操作人員也感覺不到遷移過程。

全艦信息系統(tǒng)的技術(shù)兼容設(shè)計(jì):TSCE進(jìn)行了大量的兼容性考慮和設(shè)計(jì),通過開放式的架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的接口兼容將可能出現(xiàn)的新的中間件技術(shù)。

通過上述設(shè)計(jì),TSCE實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用與基礎(chǔ)設(shè)施真正的解耦,保障了TSCE中各類應(yīng)用的可用性、可維護(hù)性和全系統(tǒng)的高效集成能力。

3 我軍全艦計(jì)算環(huán)境及信息化總體概念方案研究

3.1 全艦計(jì)算環(huán)境及信息化需求分析

分析全艦各系統(tǒng)及平臺對全艦信息支撐環(huán)境的應(yīng)用需求,梳理全艦信息資源,系統(tǒng)的研究信息采集,信息協(xié)同和交互,信息處理,信息分發(fā),信息展現(xiàn)等全過程的信息化需求,分析全艦系統(tǒng)及平臺的信息處理業(yè)務(wù)流對信息化平臺的支撐能力需求,將全艦信息化集成分為信息展現(xiàn)及監(jiān)控,信息協(xié)同交互,信息處理,信息分析與推送等功能區(qū),并對各系統(tǒng)和裝備的信息化需求進(jìn)行初步分析,形成各系統(tǒng)對信息化功能構(gòu)成的初步認(rèn)識,為全艦計(jì)算環(huán)境及信息化總體方案設(shè)計(jì)提供支撐。

3.2 全艦計(jì)算環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作為承載全艦信息化業(yè)務(wù)的硬件基礎(chǔ)支撐平臺,全艦計(jì)算環(huán)境必須具備計(jì)算處理高性能,網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)訪問高效率,數(shù)據(jù)存儲安全可靠,同時還必須兼容適配各種不同體系架構(gòu)的軟硬件平臺等各種需求,以滿足信息系統(tǒng)在各類信息化業(yè)務(wù)處理過程中應(yīng)用需求。

全艦計(jì)算環(huán)境根據(jù)全艦各系統(tǒng)和平臺的配置需求,以電子集裝箱的方式在艦內(nèi)配置多個計(jì)算中心,計(jì)算中心按各系統(tǒng)功能域分配給各平臺和系統(tǒng)使用。全艦計(jì)算環(huán)境的計(jì)算中心采用容災(zāi)和可靠性設(shè)計(jì),計(jì)算中心間采用容災(zāi)互連方式確保出現(xiàn)部分損毀情況下,系統(tǒng)正常運(yùn)行。全艦計(jì)算環(huán)境配置示意圖如圖5所示。

全艦計(jì)算環(huán)境基于開放式體系的公共計(jì)算服務(wù)系統(tǒng),高性能計(jì)算設(shè)備采用服務(wù)器架構(gòu),支持刀片式、機(jī)架式計(jì)算單元集成,確保兼容各硬件組件的主流物理形態(tài),支撐計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)形成硬件技術(shù)體制的分類統(tǒng)一。

圖5 全艦計(jì)算環(huán)境電子集裝箱及設(shè)備組成示意圖

3.3 全艦信息化總體概念方案研究

根據(jù)全艦信息化資源的梳理和信息化應(yīng)用需求,全艦計(jì)算環(huán)境及信息化總體概念設(shè)計(jì)方案分為兩部分,如圖6所示,一部分是為全艦信息化提供基礎(chǔ)硬件支撐的底層硬件支撐平臺,包括各類計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及人機(jī)交互和展現(xiàn)平臺,這些硬件基礎(chǔ)設(shè)施已公共開放的接口面向全艦提供計(jì)算、存儲、顯控、傳輸環(huán)境,支持各應(yīng)用的一體化集成;第二部分是為全艦信息資源提供各類信息化綜合處理業(yè)務(wù)信息化軟件支撐平臺,包括信息的標(biāo)記與表示,信息展現(xiàn)框架,信息處理框架,信息分發(fā)框架,多級信息存儲框架,信息分析與推送,應(yīng)用集成框架,信息安全框架等各類信息化集成與應(yīng)用軟件。

圖6 全艦信息化總體概念方案

其中,基于公共計(jì)算服務(wù)的全艦信息化硬件基礎(chǔ)設(shè)施以電子集裝箱的形式對計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備進(jìn)行冗余部署,以增強(qiáng)硬件設(shè)備的抗毀容災(zāi)能力,并為硬件設(shè)備提供統(tǒng)一的供電、制冷,電磁屏蔽與減震支持;人機(jī)交互及信息展現(xiàn)平臺為各類應(yīng)用提供多屏、觸摸、語音、手勢、鍵鼠、操縱桿等多模態(tài)的顯控交互支撐功能,支持各類信息資源的全面展現(xiàn)和交互。

全艦信息化軟件支撐平臺為信息資源全壽命周期的應(yīng)用處理提供各類信息應(yīng)用集成框架,從信息的采集和表示,信息的存儲,信息處理,信息分析,信息分發(fā),信息的分析挖掘與智能化推送,信息的全方位展現(xiàn),以及信息的容災(zāi)備份和訪問控制等各個方面提供全面的信息化集成方案。

1) 全艦信息系統(tǒng)的信息協(xié)同、交互和共享

目前,全艦信息化系統(tǒng)內(nèi)部存在著大量孤立的信息資源,這些信息資源在全艦信息化平臺內(nèi)需要充分的共享和交互,同時也存在著信息協(xié)同的需求。另外,全艦信息資源多元多樣,有靜態(tài)存儲的信息資源,也有動態(tài)生成和實(shí)時采集的信息資源;信息資源種類有指揮信息、情報信息、設(shè)備控制信息、系統(tǒng)監(jiān)控信息、氣象海文信息和后勤保障信息等;各類信息資源對信息分發(fā)的時效性要求也多種多樣,有強(qiáng)實(shí)時信息、弱實(shí)時信息和非實(shí)時信息;各信息資源的傳輸和表示方式又有元數(shù)據(jù)、主題數(shù)據(jù)、格式化報文數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)等多個種類。全艦信息資源的多種多樣及多元化要求信息分發(fā)模式的多樣化有機(jī)集成,以滿足各類信息資源交換、共享和協(xié)同的需求。

針對各類信息資源的傳輸、交互和共享的特色需求,結(jié)合全艦硬件基礎(chǔ)支撐平臺設(shè)計(jì),綜合采用數(shù)據(jù)訂閱/分發(fā)、信息服務(wù)總線及信息直通管道等多種分發(fā)模式,并將其有機(jī)集成,以適應(yīng)不同種類信息資源傳輸共享需求,優(yōu)化信息交互和信息化操控流程。

針對強(qiáng)實(shí)時、控制類信息資源,由于其信息傳輸?shù)臅r效性要求較高,這類信息的信源信宿間采用工業(yè)總線及信息直通管道的方式進(jìn)行互通,并采用實(shí)時系統(tǒng)和實(shí)時中間件以保證其信息處理的時效性;對于弱實(shí)時、動態(tài)信息資源則可采用數(shù)據(jù)訂閱/分發(fā)模式,一方面保障信息的實(shí)時性需求,另一方面則提高信息分發(fā)效率,減少動態(tài)信息資源對網(wǎng)絡(luò),存儲資源的占用;對于數(shù)據(jù)庫信息,靜態(tài)數(shù)據(jù)及非實(shí)時信息,則可采用信息服務(wù)總線的方式在信息系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行分發(fā),可充分提高信息的交互共享效率,同時降低對網(wǎng)絡(luò)資源的占用。全艦信息交互、協(xié)同和共享框架示意圖如圖7所示。

圖7 全艦信息交互、協(xié)同和共享框架示意圖

2) 全艦信息系統(tǒng)的信息多級存儲及同步

全艦信息資源廣泛的分布于全艦各個系統(tǒng)及裝備之中,信息資源的持久化及數(shù)據(jù)的同步共享也給信息資源的存儲帶來了嚴(yán)酷的挑戰(zhàn),同時信息資源的高效訪問的需求也對數(shù)據(jù)的存儲訪問設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

全艦信息存儲網(wǎng)絡(luò)綜合集成分布式數(shù)據(jù)庫、嵌入式數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等多層次信息存儲框架,通過內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,嵌入式數(shù)據(jù)庫等方式提升信息終端的數(shù)據(jù)庫訪問的效率,同時通過分布式數(shù)據(jù)同步和共享機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)的持久化和同步,提升各級數(shù)據(jù)存儲、訪問以及信息處理的效率。

另外,全艦信息系統(tǒng)中也廣泛的分布著大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),因此在數(shù)據(jù)存儲框架設(shè)計(jì)中也要有機(jī)集成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫,以滿足不同的信息存儲需求。

信息多級存儲及同步示意圖如圖8所示。

圖8 信息多級存儲及同步示意圖

3) 面向服務(wù)化及容器架構(gòu)的全艦信息化集成

全艦信息化平臺上各系統(tǒng)的信息處理業(yè)務(wù)紛繁復(fù)雜,對平臺操作系統(tǒng)及中間件的要求也多種多樣,這大大增加了信息化系統(tǒng)集成的難度,同時降低了應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行、部署的靈活性和可靠性。

面向服務(wù)化設(shè)計(jì)和容器架構(gòu)能以一種松散耦合架構(gòu)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的靈活集成,提升應(yīng)用系統(tǒng)的部署、運(yùn)行和維護(hù)的靈活性,同時由于應(yīng)用系統(tǒng)在容器內(nèi)隔離運(yùn)行,以及服務(wù)化處理的松耦合機(jī)制,也增強(qiáng)了應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

全艦信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件平臺,采用虛擬化技術(shù)及容器架構(gòu),在硬件平臺的基礎(chǔ)上構(gòu)建虛擬化資源池,然后根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)需求構(gòu)建不同的虛擬化操作系統(tǒng)供應(yīng)系統(tǒng)使用,在每個虛擬機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用軟件以構(gòu)件容器的方式進(jìn)行隔離式的獨(dú)立運(yùn)行,同時滿足服務(wù)需求的非實(shí)時應(yīng)用以服務(wù)的形式向上層應(yīng)用發(fā)布,應(yīng)用方以松耦合的方式調(diào)用服務(wù)完成相應(yīng)的功能業(yè)務(wù)。面向服務(wù)化及容器架構(gòu)的應(yīng)用集成示意圖如圖9所示。

4) 全艦信息資源的綜合利用與效能提升

全艦信息化系統(tǒng)中存在海量的信息資源,這些信息資源在以前的利用模式中往往是事先確定的,定向式應(yīng)用,應(yīng)用方事先知道需要利用那些信息然后以固定的流程利用這些信息資源,信息資源的利用效率低下,大量的信息資源被淹沒在了信息海洋中。

全艦信息系統(tǒng)要充分挖掘信息資源的利用效率,采用知識關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)推理等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)全艦信息資源綜合利用,通過統(tǒng)計(jì)和關(guān)聯(lián)規(guī)則讓信息化系統(tǒng)理解各類業(yè)務(wù)軟件的信息需求,并在后臺對所需的信息資源進(jìn)行歸集和整理,向各類業(yè)務(wù)軟件進(jìn)行智能推送,提升信息系統(tǒng)對信息資源管理的智能化水平。

圖9 面向服務(wù)化及容器架構(gòu)的全艦信息化集成

4 結(jié)語

美軍根據(jù)多年的艦載信息系統(tǒng)集成設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),提出了全艦計(jì)算環(huán)境和基于全艦計(jì)算環(huán)境的信息系統(tǒng)集成應(yīng)用模式,減少資源配置,提升作戰(zhàn)效能。當(dāng)前,我軍全艦計(jì)算環(huán)境及信息化系統(tǒng)集成仍處于研究和發(fā)展階段,仍存在許多問題需要深入分析和研究,借鑒美軍TSCE的設(shè)計(jì)思路和發(fā)展模式,本文認(rèn)為未來我軍信息化系統(tǒng)集成的發(fā)展和應(yīng)用過程中仍需注意以下幾點(diǎn)。

1) 充分尊重應(yīng)用需求,加強(qiáng)全艦信息化集成的頂層規(guī)劃和總體設(shè)計(jì)。

2) 統(tǒng)籌設(shè)計(jì),建立統(tǒng)一的全艦信息化基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用技術(shù)體制。

3) 體系結(jié)構(gòu)兼容,建立開放透明的信息化基礎(chǔ)設(shè)施體系和信息化集成架構(gòu)。

4) 加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè),規(guī)范集成,建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)證平臺。

5) 優(yōu)化用戶體驗(yàn),從作戰(zhàn)指揮的角度加強(qiáng)適用性和可用性設(shè)計(jì)。

[1] 董曉明,石朝明,黃坤,等.美海軍DDG-1000全艦計(jì)算環(huán)境體系結(jié)構(gòu)探析[J].中國艦船研究,2012,7(6):7-14.

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Conceptual Scheme of Total Ship Computing Environment and Informational System

XU Yong

(Software Department, Naval Equipment Information System Bureau, Beijing 100841)

It briefly introduced the architecture of USA navy total ship computing environment (TSCE) and the integration model of total ship informational system, analyzed the thinking of design and system features. And then combined with our applications, it analyzed the requirement of our navy total ship computing environment and informational system, proposed an conceptual scheme of total ship computing environment architecture and total ship informational system. At last, it proposed some development suggestion of total ship computing environment and shipboard information system integration, to provide some consults about development of our shipboard information system.

total ship computing environment, informational system integration, total ship informational

2016年5月3日,

2016年6月24日

徐勇,男,碩士,研究方向:作戰(zhàn)系統(tǒng),電子信息系統(tǒng)。

TN919.3

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.11.004