王國剛

（北京市豐臺區(qū)小屯路18號 北京 100071）

1 引言

世界軍事戰(zhàn)略環(huán)境的變化，特別是信息技術的發(fā)展，對各國軍事的建設都提出了新的要求。一體化聯合作戰(zhàn)中分域聯合、跨域協同等多種應用場景要求戰(zhàn)場信息資源要能夠柔性組織、智能調度，走融合式發(fā)展之路，實現實時聯動靈活的戰(zhàn)場資源保障，提升協同作戰(zhàn)的精準性和智能性。這就迫切要求我軍必須以增強打贏信息化條件下戰(zhàn)爭的能力為核心，加快發(fā)展應對多種安全威脅、完成多樣化任務的能力，客觀上要求作戰(zhàn)部隊以復雜多變的作戰(zhàn)任務為中心及時規(guī)劃，動態(tài)集成服務資源，構建基于任務驅動的信息資源集成平臺［1］。

2 任務驅動資源集成平臺框架設計

戰(zhàn)場信息系統動態(tài)集成平臺針對戰(zhàn)場信息系統快速動態(tài)集成各類服務資源的需求［2］，形成一個對各類服務資源的部署、發(fā)現、匹配、調度、動態(tài)集成的管理環(huán)境［3］?；诜栈庋b技術［4］，將現有軟件形式轉換為封裝好的服務，提高軟件集成的靈活性；并以此為基礎，開展基于信息的服務動態(tài)組合［5］研究，形成可根據不同的任務需求和使命任務，靈活對現有服務進行組裝和流程編排［6］的能力，保證作戰(zhàn)平臺能夠更好地適應戰(zhàn)場變化，遂行多種作戰(zhàn)任務。

2.1 嵌入式服務總線設計

服務構件總線為服務構件運行時提供統一的運行上下文環(huán)境［7］。針對作戰(zhàn)業(yè)務嵌入式、高實時性和高可靠性的要求，本文提出在ORB核心基礎上，結合數據分發(fā)服務的構件運行平臺的技術方案，將大量的網絡開發(fā)中的通用操作（如對象的注冊、定位、激活、請求的分發(fā)，消息的分段，錯誤處理，調用參數的打包和解包等）封裝起來，提供給應用程序獨立于平臺的模型和抽象，從而解決軍事應用系統跨平臺［8］、開發(fā)集成規(guī)范化和標準化問題。同時采用數據發(fā)布/訂閱機制，具有較好的異步消息處理能力，能提高軍事應用系統信息響應的反應速度，實現系統的松耦合和互操作。

2.2 服務支撐工具

針對嵌入式服務總線中集成運行的服務，提供服務構件集成開發(fā)工具作為工具支持。包括服務構件開發(fā)環(huán)境和服務構件運行管理環(huán)境兩部分［9］。服務構件開發(fā)環(huán)境為服務構件的建模與組裝生命周期［10］提供支持，主要完成服務構件的設計、代碼框架生成、構件實現與應用組裝。服務構件運行管理環(huán)境為應用部署、服務構件的加載與卸載、運行監(jiān)控等生命周期提供支持，主要完成應用的部署、運行與監(jiān)控［11］。二者為作戰(zhàn)應用軟件從設計、開發(fā)、集成、部署、運行、監(jiān)控和維護的完整生命周期過程管理提供基礎環(huán)境和工具支持。

3 任務驅動資源集成平臺框架實現

任務驅動的服務化資源集成框架為上層應用系統提供基礎服務支撐，實現各類服務資源的發(fā)現、匹配、動態(tài)集成［12］。由信息基礎設施的服務管理支撐層、服務總線層、應用邏輯層、典型應用系統層組成。

3.1 服務管理支撐層

為實現服務資源組配，完成靈活多變的作戰(zhàn)任務，本文提供了一系列構件服務集成管理環(huán)境對服務的運行進行統一的管理和調度，實現服務的共享和協作，是任務驅動的服務運行實體可重用和靈活組裝配置的支撐環(huán)境。新的任務從設計開始，采用服務開發(fā)工具設計完成服務，將任務中所需的構件和服務進行設計和生產，并將構件運行實體存入構件庫中。構件庫中的構件和服務通過積累可以成為組配任務實現的零件，對于靈活多變的作戰(zhàn)任務，就可以根據需要將構件庫中的服務構件提取出來在集成和部署環(huán)境中進行組裝并部署到對應的物理節(jié)點上運行，完成集成和部署后搭建完成新任務需求，并通過服務運行監(jiān)控工具了解任務的執(zhí)行狀態(tài)。

3.2 嵌入式服務總線

服務總線是服務運行環(huán)境，運行環(huán)境建立于ORB核心基礎上，ORB內核實現了分布式應用計算的對象化，即以對象的形式來進行透明的遠程訪問，但缺乏構件級別的運行管理支持。構件是一種自我描述、自包含的軟件單元，主要包括容器、節(jié)點管理服務、域管理服務、服務注冊管理中心、服務管理引擎等。

圖1 戰(zhàn)場信息系統的服務資源集成平臺框架

容器實際上是構件應用服務器框架，用于實現構件實例的激活與撤銷以及資源使用的優(yōu)化等，對用戶來說，只需定義基本構件的業(yè)務邏輯和將基本構件“裝入”容器，即可完成完整的服務器端分布式應用，極大地簡化了用戶的開發(fā)過程。

直接管理本節(jié)點上的構件實例并向構件提供本地通用的公共服務。它維護本節(jié)點的可用構件列表，根據域管理服務的指令進行本地構件的啟動、停止操作，并向域管理服務報告本節(jié)點的構件運行狀況。

域管理服務直接管理節(jié)點，從每個網絡節(jié)點上的節(jié)點管理服務上收集構件的運行信息，擁有當前網絡中所有構件的全局信息。它充當構件管理的協調者和仲裁者。域管理服務在整個網絡中只能存在一個，為了實現分布式容錯管理，域管理服務本身可由某個節(jié)點上的節(jié)點管理服務升級而來的，當充當全局管理器的節(jié)點失效時，作戰(zhàn)網絡可根據網絡選舉算法從其它可用節(jié)點中選舉新的域管理器。

服務注冊管理中心，是保障服務可靠性和提高自動化管理的重要機制，包括自發(fā)現、自組織和自監(jiān)控技術，通過服務注冊中心管理，能自發(fā)現查詢并獲取新的可用服務資源，自組織是通過重新整合在服務注冊中心現有服務資源，自監(jiān)控是收集已注冊的服務資源狀態(tài)信息并進行預測。這樣在任務驅動變化時，對服務組合的要求相應變化，服務注冊中心能松耦合服務，為任務驅動提供支撐。

3.3 應用邏輯層

基于任務分解，將系統任務并由一系列與特定業(yè)務相關的通用和專用構件集組成，形成實現系統基本功能的基礎單元，在服務調用通過引擎的牽引，實現服務的執(zhí)行。面向任務的戰(zhàn)場服務資源的獲得，首先需要對任務進行分解，作戰(zhàn)任務是實現作戰(zhàn)目標需要完成的具體使命，確定任務中各個步驟和服務映射關系，通過應用邏輯層，實現服務資源的重構滿足作戰(zhàn)需求的最大化。應用邏輯層中的任務實現通過將任務與之對應的服務進行映射，并將每個服務用時間軸或前后依賴關系的方式串聯起來。作戰(zhàn)任務分解將主要是根據服務資源的不同“刻面”對戰(zhàn)場任務進行分解，最終的目的是得到任務使命的服務全集，，任務的描述成為了作戰(zhàn)任務流程中的各個步驟，通過服務的集合，并確保任務分解的基本粒子對OODA環(huán)中戰(zhàn)場全域覆蓋。

對于作戰(zhàn)任務M來說，是指在一定戰(zhàn)場空間和時間條件下，為達成特定的作戰(zhàn)目標，而進行的一系列相互關聯的作戰(zhàn)行動的有序集合。假定M={TA1，TA2，…，TAn}是某一作戰(zhàn)任務中業(yè)務活動的集合，下面對業(yè)務活動間的各種邏輯關系描述如下：

·通過分解，我們將使命任務m可以分解為M={TA1，TA2，…，TAn}

· 順序關系（⊕）：對于?TAi，TAj∈TA(i，j=1，2，…，n且i≠j)，存在順序關系⊕(TAi，TAj)，表示只有當業(yè)務活動TAi結束后，業(yè)務活動TAj才能開始執(zhí)行。

· 并發(fā)關系（∪）：對于?TA'={TAi+1，…，TAi+m}?TA且m≥2 ，TAi∈TA 且TAi?TA'(i=1，…，n)，存在并發(fā)關系 ∪(TAi，TAj)，表示作戰(zhàn)任務TAi執(zhí)行完成后，能夠使集合TA'中的所有業(yè)務活動都能執(zhí)行。

·ti為基本服務。

·Tn為子任務集。

· M為使命任務。

任務分解的目的是支持更好地完成所賦予的任務，首先提出一系列的業(yè)務活動及活動間的關聯關系（包括先后順序、串并行關系等），通過形式化表達，經過關系間的推理驗證，確保任務和服務的全面覆蓋，如圖2所示。

圖2 任務活動劃分示例圖

其中：

通過演化計算來保證在分解過程中的任務集合能覆蓋到M所含的所有子任務，任務要素包括系統功能的組成、功能間的關聯關系、功能與系統資源的映射關系等都得到滿足。

任務驅動的服務資源管控平臺，首先將任務分解，抽象出任務中的服務，并采用形式化表達，確保任務所關聯的服務信息完整，通過框架中的服務管理技術，實現服務封裝，形成具有強自治、松耦合、可復用以及開放性等特點的各類功能服務，實現應用系統服務的動態(tài)組合，實現任務驅動的服務資源集成，提供面向服務的靈活應用與共享，為構建典型應用系統提供功能服務支持。

4 結語

多樣化任務的客觀情況要求戰(zhàn)場信息系統具有較高的敏捷性和適應性，能快速重構以適應任務類型和任務角色的變化。隨著戰(zhàn)場信息系統規(guī)模的擴大和任務的多樣化，對其用常規(guī)方法進行優(yōu)化和擴展越來越困難，服務化是實現軍事信息系統網絡為中心的重要手段，也是現階段軍事信息系統技術體制發(fā)展的核心和關鍵，服務化技術可使戰(zhàn)場信息系統適應這種變化，使之可以方便、快速地根據一定的重構機制重新組織系統，實現完成多樣化任務的服務能力。本文為解決戰(zhàn)場任務復雜多變的問題，采用任務驅動設計并實現了服務資源的集成平臺，確保多節(jié)點多平臺信息系統服務集成的時效性、準確性及可靠性，實現作戰(zhàn)體系綜合能力的躍升，適應未來戰(zhàn)場多任務的作戰(zhàn)能力。