范玲瑜，田衛(wèi)萍，徐凡琦，李文龍，高天瑩

（北方自動控制技術(shù)研究所，太原 030006）

面向協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)化的作戰(zhàn)計劃生成過程模型

范玲瑜，田衛(wèi)萍，徐凡琦，李文龍，高天瑩

（北方自動控制技術(shù)研究所，太原 030006）

傳統(tǒng)的指揮控制系統(tǒng)中作戰(zhàn)計劃生成過程網(wǎng)絡(luò)化程度低，各個軟件模塊間難以進行協(xié)作。針對戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成問題，參照工作流元模型，對計劃生成流程進行分析，提出了計劃生成過程模型。重點針對作戰(zhàn)計劃生成過程中的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作問題，在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上，提出了適用于戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成的輕量級工作流引擎的設(shè)計思想，最后結(jié)合工作流技術(shù)，設(shè)計了輔助作戰(zhàn)計劃生成的流程組織工具，通過該工具手動或自動地進行作戰(zhàn)計劃生成過程，驗證了該模型的有效性。

作戰(zhàn)計劃，工作流，工作流引擎，網(wǎng)絡(luò)化

0 引言

作戰(zhàn)計劃是軍隊為完成作戰(zhàn)任務(wù)而制定的指導(dǎo)作戰(zhàn)準備和作戰(zhàn)行動的計劃，是指揮員決心的具體體現(xiàn)，也是部隊作戰(zhàn)準備和行動的依據(jù)。作戰(zhàn)計劃生成的實質(zhì)是對軍事資源進行分配以實現(xiàn)戰(zhàn)略目標，是一個非常復(fù)雜的決策過程。在指揮控制系統(tǒng)中，作戰(zhàn)計劃常作為一種信息的封裝形式，在系統(tǒng)各個模塊以及指揮所間傳輸。在信息化戰(zhàn)爭中，制定作戰(zhàn)計劃是指揮控制系統(tǒng)中的一項重要工作，對作戰(zhàn)計劃進行流程化建模能夠明確作戰(zhàn)內(nèi)容，便于作戰(zhàn)計劃的分發(fā)和下達，提高作戰(zhàn)效率；能夠建立完整的活動模型，便于計算機對其進行輔助決策，有利于作戰(zhàn)計劃的自動執(zhí)行。因此，在指揮控制系統(tǒng)中建立作戰(zhàn)計劃可視化模型顯得尤為重要。

本文在作戰(zhàn)指揮的時效性、準確性亟需提高的時代背景下，針對戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成問題，提出了作戰(zhàn)計劃的簡單模型，針對當(dāng)前工作流引擎存在的龐大復(fù)雜、架構(gòu)封閉、不易使用等問題，提出了一款適用于不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)下的輕量級工作流引擎，最后結(jié)合工作流技術(shù)，設(shè)計了輔助作戰(zhàn)計劃生成的流程組織工具。

1 工作流相關(guān)技術(shù)

1.1 工作流元模型

WfMC定義了工作流過程定義模型，其簡化的元模型如圖1所示。其中最基本的實體元素有過程定義、活動、角色、工作流相關(guān)數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)移信息以及應(yīng)用。過程定義用于定義組成一個能夠被執(zhí)行工作流的其他的所有元素，包括活動、活動間的轉(zhuǎn)移信息等。活動用于定義組成一個過程的任務(wù)執(zhí)行單位。角色表示活動的執(zhí)行者。工作流相關(guān)數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)類型等。轉(zhuǎn)移信息用于定義一個過程中活動之間的執(zhí)行條件和路徑。應(yīng)用描述調(diào)用應(yīng)用程序的類型和名稱、執(zhí)行參數(shù)、訪問路徑等。

圖1 WfMC的工作流過程定義元模型

1.2 輕量級工作流引擎

工作流引擎是工作流的核心部分，主要負責(zé)流程的控制與監(jiān)控、解釋流程定義等。當(dāng)前工作流引擎主要分為3個層次：

①嵌入式工作流引擎：以接口或函數(shù)包的形式向應(yīng)用系統(tǒng)提供工作流功能支持，如JBPM開源引擎、Firework開源引擎等。

②獨立服務(wù)式工作流引擎：通過遠程調(diào)用引擎提供的服務(wù)來實現(xiàn)工作流管理功能，如泛微e-cology工作流引擎。

③平臺式工作流引擎：包含工作流引擎和集成的許多應(yīng)用開發(fā)工具，如Skelta BPM.NET、奧哲科技H3工作流引擎。

雖然目前市場上工作流引擎種類繁多，但仍存在諸多問題，諸如國內(nèi)開發(fā)出的工作流引擎大都處于靜態(tài)定義，難以根據(jù)工作流實例進行動態(tài)修改和結(jié)果監(jiān)控，國外成熟的工作流引擎又龐大復(fù)雜，安裝配屬與維護相對困難，難以滿足在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中輔助戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成的需求。由于作戰(zhàn)計劃生成流程的實現(xiàn)需要不同終端不同軟件間的協(xié)作配合，要求軟件的可移植性以及計劃制定的有效性，因此，需要一款輕量級的工作流引擎來實現(xiàn)作戰(zhàn)計劃生成流程中的邏輯定義、進度控制、結(jié)果監(jiān)控等功能，使得在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)中降低技術(shù)風(fēng)險和工作量，易于管理和維護。通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的機制實現(xiàn)事務(wù)的并發(fā)控制，實現(xiàn)軟件的協(xié)作問題；通過常規(guī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中所提供的存儲過程、包以及觸發(fā)器等機制控制工作流引擎運作的各種邏輯，增強軟件的可移植性；只實現(xiàn)諸如過程定義等必不可少的功能，不追求功能的復(fù)雜和完備，提高引擎的靈活性，從而提高計劃制定的有效性。

2 基于工作流的作戰(zhàn)計劃生成過程模型設(shè)計與實現(xiàn)

通過對現(xiàn)有工作流模型的借鑒與分析，提出了以下核心模型用于“流程組織工具”的開發(fā)。下面對其進行詳細介紹。

2.1 作戰(zhàn)計劃生成流程模型

參考工作流過程定義元模型，提出了作戰(zhàn)計劃生成工作流過程定義元模型，如下頁圖2所示，將作戰(zhàn)計劃生成過程分解為5個活動處理節(jié)點：受領(lǐng)任務(wù)、情報綜合、確定戰(zhàn)斗構(gòu)想、作戰(zhàn)方案分析和計劃生成，分別對應(yīng)5個軟件模塊。利用該過程定義模型進行流程組織工具軟件的開發(fā)，連接不同應(yīng)用系統(tǒng)解決信息孤島問題。

其中，受領(lǐng)任務(wù)活動需要領(lǐng)會上級意圖、明確作戰(zhàn)時間、作戰(zhàn)地域、作戰(zhàn)目標等；情報綜合活動需要根據(jù)搜集的情況（敵情判斷、我情判斷、環(huán)境分析、戰(zhàn)斗力對比等）進行態(tài)勢分析，判斷敵我基本態(tài)勢、環(huán)境特性、敵我雙方作戰(zhàn)能力等；確定戰(zhàn)斗構(gòu)想活動依據(jù)前面得到的中間產(chǎn)品數(shù)據(jù)，制定作戰(zhàn)方案；再由作戰(zhàn)參謀、偵察參謀、協(xié)同參謀等檢查信息，進行作戰(zhàn)方案分析活動；最后經(jīng)作戰(zhàn)方案評估，得到生成的作戰(zhàn)計劃。在計劃生成工作流中，有順序路由、與分支路由、與匯聚路由、或分支路由、或匯聚路由與循環(huán)路由6種路由，能夠滿足作戰(zhàn)計劃生成過程中的邏輯定義需求，結(jié)合流程實例的實際情況激活相應(yīng)的活動，完成戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成過程。

2.2 工作流相關(guān)數(shù)據(jù)

設(shè)計輕量級工作流引擎需要實現(xiàn)對工作流過程定義模板的解析，“流程組織工具”的邏輯包視圖如下頁圖3所示。

工作流基本結(jié)構(gòu)類包是構(gòu)成模板的基本元素，其中工作流節(jié)點類構(gòu)成流程組織工具的基本節(jié)點元素，為工作流中的節(jié)點提供數(shù)據(jù)支持；工作流邊類構(gòu)成流程組織工具的基本邊元素，為工作流的邊提供數(shù)據(jù)支持。工作流模板類包實現(xiàn)模板繪制、保存、讀取功能，工作流實例類包提供模板運行實例的相關(guān)功能，為工作實例提供數(shù)據(jù)支持，控制工作流運行?！傲鞒探M織工具”相關(guān)數(shù)據(jù)類圖如下頁圖4所示。

圖2 作戰(zhàn)計劃生成工作流過程定義模型

圖3 流程組織工具的邏輯包視圖

2.3 戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成流程的實現(xiàn)

依據(jù)上文建立的作戰(zhàn)計劃生成工作流過程定義模型，設(shè)計開發(fā)了流程組織工具，可以幫助指揮員按照不同情況智能決策流程，將系統(tǒng)中的決策人員、各種服務(wù)、組件、軟件Agent通過工作流技術(shù)組織起來，從而提高作戰(zhàn)效率。

流程組織工具將依據(jù)計劃生成工作流步驟特點，通過工作流引擎將各應(yīng)用軟件的不同功能有機地組合，構(gòu)建流程組織工具向?qū)?，組織配合相應(yīng)的軟件運行，提高工作效率。用戶可以自定義流程組織工具中各部件的執(zhí)行順序，啟動該流程后可以通過該組織工具自動或半自動地執(zhí)行此次工作流程。流程執(zhí)行時，用戶能夠進行干預(yù)和監(jiān)控，流程執(zhí)行需要的信息由窗口部件向信息傳輸調(diào)度服務(wù)發(fā)送信息請求，信息傳輸調(diào)度服務(wù)將信息請求發(fā)送至服務(wù)調(diào)度器，服務(wù)調(diào)度器查找可用的服務(wù)組件，供窗口部件使用。

指揮員或其他用戶可以自定義作戰(zhàn)計劃生成流程或運行已保存好的作戰(zhàn)計劃生成模板，手動或自動地進行作戰(zhàn)計劃生成。手動錄入作戰(zhàn)計劃生成工作流模板時，在流程編輯工具中，插入工作節(jié)點，在工作節(jié)點屬性中，編輯作戰(zhàn)計劃生成過程中相應(yīng)的應(yīng)用軟件或服務(wù)，以及要運行該軟件或服務(wù)的業(yè)務(wù)工作終端和席位，同時，輸入該節(jié)點啟動條件和正確的結(jié)束結(jié)果；然后，將各工作節(jié)點按照正確的邏輯以串行或并行方式組織起來，針對并行工作節(jié)點，需要判斷分支結(jié)果是“與”關(guān)系還是“或”關(guān)系，從而確定流程組織工具中各個工作節(jié)點的執(zhí)行順序。自動進行作戰(zhàn)計劃生成流程時，調(diào)入已保存好的作戰(zhàn)計劃生成工作流程模板，點擊自動運行按鈕，流程組織工具自動開始工作，其后臺模塊根據(jù)工作節(jié)點屬性，判定當(dāng)前工作由哪個工作終端的席位上的哪個軟件/服務(wù)來執(zhí)行，由該終端上的Agent啟動相應(yīng)的軟件/服務(wù)進行工作，判定該工作是否結(jié)束、是否獲取正確的結(jié)果，并協(xié)調(diào)其他Agent進行接續(xù)工作，直到在各終端Agent協(xié)同工作下完成整個流程，從而完成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作式處理。運用流程組織工具實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成流程，如圖5所示。

圖4 相關(guān)數(shù)據(jù)類圖

圖5 作戰(zhàn)計劃生成流程的實現(xiàn)

以戰(zhàn)斗構(gòu)想為例，在指揮機關(guān)受領(lǐng)任務(wù)、進行任務(wù)信息采集后，將收集到的信息如敵情、我情、地形、氣象、社情等進行情報綜合后，并行進行目的戰(zhàn)法分析、兵力使用分析和戰(zhàn)斗步驟劃分的工作，從而快速完成戰(zhàn)斗構(gòu)想。指揮員在制定某次作戰(zhàn)計劃時，可以按照本次作戰(zhàn)的特點和步驟，在指揮軟件中選擇必要的功能軟件，通過該“業(yè)務(wù)組織工具”將不同軟件連接起來，快速形成工作流，從而指導(dǎo)作戰(zhàn)。

圖6 計劃生成過程中“戰(zhàn)斗構(gòu)想”流程組織圖

通過建立該模型，將以往作戰(zhàn)計劃生成過程中的無流程、網(wǎng)絡(luò)化程度不高、難以實現(xiàn)軟件間協(xié)作等缺點進行了改進，使得作戰(zhàn)計劃生成流程化、能夠協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)化處理，優(yōu)化作戰(zhàn)流程，提高作戰(zhàn)決策的快速性，為整個作戰(zhàn)過程提供依據(jù)，使得作戰(zhàn)計劃的制定更加科學(xué)、有效。

3 結(jié)論

本文參考工作流元模型建立了作戰(zhàn)計劃生成工作流過程定義模型，對作戰(zhàn)計劃生成過程進行分析，提出了適用于戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)計劃生成的輕量級工作流引擎的設(shè)計思想，利用工作流技術(shù)，設(shè)計出一款輔助作戰(zhàn)計劃生成的流程組織工具，使得計劃的展現(xiàn)和擬制更為容易。旨在以更為直觀的方法進行作戰(zhàn)計劃的擬制和分析，從而輔助作戰(zhàn)計劃制定，提高作戰(zhàn)效率。

［1］GURBER T R.A Translation Approach to Portable Ontology Secification［J］.KnowledgeAcquisition，1993，5（2）：199-200.

［2］戈義君，劉忠，張維明.作戰(zhàn)計劃的可視化建模方法［J］.火力與指揮控制，2006，31（4）：46-49.

［3］周獻中，施愛博，吳奎.基于本體的炮兵火力分配決策問題模型化方法探討［J］.火力與指揮控制，2008，33（11）：85-88.

［4］GRADY B，JAMES R，IVAR J.The unified modeling language user guided ［M］.Reading，Massachusetts：Addison-Wesley，1999.

［5］王瑞金，段會川，MARTIN G.統(tǒng)一建模語言UML及其建模實例［J］.計算機應(yīng)用研究，2002，19（8）：80-84.

［6］楊俊強，杜佳.作戰(zhàn)計劃擬制中行動方案的形式化建模［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報，2009，14（23）：7386-7389.

［7］劉木春.輕量級工作流引擎研究與設(shè)計［D］.西安：陜西師范大學(xué)，2013.

［8］高峰，姚益平.基于工作流的指揮決策系統(tǒng)模型［J］.計算機應(yīng)用，2006，26（11）：17-19.

［9］趙文，胡文蕙.工作流元模型的研究與應(yīng)用［J］.軟件學(xué)報，2003，14（6）：25-27.

Research on Collaborative Networked Operation Plan Generation Process Model

FAN Ling-yu，TIAN Wei-ping，XU Fan-qi，LI Wen-long，GAO Tian-ying
（North Automatic Control Technique Institute，Taiyuan 030006，China）

In the traditional command and control system，the battle plan generation process has a low degree of network，and it is difficult to cooperate among the various software modules.Aims at the problem of tactical operation plan generation，this paper analyzes the plan generation process by referring to the workflow meta-model，and puts forward the plan generation process model.Based on the existing model，this paper puts forward the design idea of the lightweight workflow engine which is suitable for the tactical combat plan generation.At last，a workflow organization tool is designed，which is combined with the workflow technology.The tool is used to perform the battle plan generation process manually or automatically，which verifies the validity of the model.

operation plan，workflow，workflow engine，networked

TP393

A

1002-0640（2017）05-0126-04

2016-02-15

2016-05-17

范玲瑜（1992- ），女，山西太原人，碩士研究生。研究方向：系統(tǒng)工程。