袁春慧 楊海濤

數(shù)據(jù)鏈,本質(zhì)上是一種通信鏈路,按照規(guī)定的消息格式和通信協(xié)議傳輸信息,它將戰(zhàn)場(chǎng)上的傳感器、指揮與控制中心、陸?？盏任淦髌脚_(tái)、作戰(zhàn)部隊(duì)之間傳遞的信息進(jìn)行連接,使各力量緊密交鏈[1],構(gòu)成立體分布、縱橫交錯(cuò)的信息平臺(tái)[2],有效發(fā)揮了一體化作戰(zhàn)體系同步感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、快速行動(dòng)、精確打擊、協(xié)同作戰(zhàn)等的系統(tǒng)效能.

數(shù)據(jù)鏈的研究始于20 世紀(jì)50 年代,目前,美國(guó)、俄羅斯、北約組織、以色列以及我國(guó)等許多國(guó)家都使用了數(shù)據(jù)鏈.而美國(guó)作為最早使用數(shù)據(jù)鏈的國(guó)家,歷經(jīng)60 多年時(shí)間先后研制裝備了幾十種數(shù)據(jù)鏈,形成了適應(yīng)信息化作戰(zhàn)的數(shù)據(jù)鏈體系,數(shù)據(jù)鏈技術(shù)較為先進(jìn),數(shù)據(jù)鏈型號(hào)種類繁多,按照各種鏈在作戰(zhàn)中的應(yīng)用范圍可分為通用數(shù)據(jù)鏈、專用數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈,按照作戰(zhàn)功能可分為情報(bào)偵察數(shù)據(jù)鏈、武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈等,如圖1所示.時(shí)至今日,美軍數(shù)據(jù)鏈經(jīng)歷了從單向到高速雙向,從視距到多種傳輸手段的飛速發(fā)展.我國(guó)數(shù)據(jù)鏈的研發(fā)起步較晚,但發(fā)展較快.目前已有多種類型的軍兵種專用、通用數(shù)據(jù)鏈用于裝備或在研.

可以看出數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菫闈M足作戰(zhàn)需求設(shè)計(jì)的一種特殊的通信系統(tǒng),其傳輸?shù)氖怯?jì)算機(jī)可以識(shí)別的特定消息,稱之為“報(bào)文”,不同的需求設(shè)計(jì)出不同類型的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),因此,消息具有多源的特性,同時(shí),其涵蓋范圍、編碼解析方式等等的不同又造成了消息的異構(gòu)性.所以數(shù)據(jù)鏈消息具有多源異構(gòu)的特性,這也造成了不同數(shù)據(jù)鏈之間、數(shù)據(jù)鏈與各平臺(tái)間不能直接進(jìn)行信息的傳遞和交換,需要對(duì)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行集成.傳統(tǒng)的更新方法采用碰到什么問題解決什么問題的方式,例如在數(shù)據(jù)鏈間、數(shù)據(jù)鏈與平臺(tái)間添加格式轉(zhuǎn)換適配器以滿足信息交換,這種專用的集成方法集成范圍窄、花費(fèi)巨大、無(wú)法推廣使用.因此,需要尋找一種通用的、集成范圍廣、費(fèi)用低廉的集成方法.

本體,作為對(duì)知識(shí)的一種明確規(guī)范的概念描述模型,可在語(yǔ)義層面上解決多源異構(gòu)的問題.本文嘗試將其與數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)南⒙?lián)系起來(lái),在數(shù)據(jù)鏈消息融合領(lǐng)域加以應(yīng)用.通過建立數(shù)據(jù)鏈消息本體,實(shí)現(xiàn)本體間互操作,達(dá)到各系統(tǒng)間的互連、互通、互操作,以期建立一體化數(shù)據(jù)鏈體系,實(shí)現(xiàn)信息的快速交換和共享.

圖1 美軍主要數(shù)據(jù)鏈發(fā)展概況

1 本體技術(shù)概述

本體技術(shù)起源于哲學(xué)領(lǐng)域,最初被定義為“對(duì)世界上客觀存在物的系統(tǒng)描述”,20 世紀(jì)90 年代起,本體技術(shù)逐漸被應(yīng)用于情報(bào)研究、人工智能和系統(tǒng)工程等領(lǐng)域,并迅速成為這些領(lǐng)域的熱門研究課題[3].后來(lái),本體技術(shù)的概念被衍化為“規(guī)范的概念化說(shuō)明”[4].一般來(lái)講,本體包含5 部分內(nèi)容:類、屬性、實(shí)體、關(guān)系及規(guī)則,語(yǔ)義是本體的核心,類是所描述對(duì)象的集合,屬性是類的特征,實(shí)體是類包含的具體事例,規(guī)則是對(duì)類間關(guān)系的約束,支持未明確表達(dá)或隱藏的新知識(shí)[5],抽象出的本體模型是計(jì)算機(jī)可讀的.近些年來(lái),越來(lái)越多的專家、學(xué)者致力于本體技術(shù)的研究,使其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大.

1)在信息檢索方面.本體具有很強(qiáng)的邏輯推理能力,可將其用于信息檢索.IBM 研究院[6]、美國(guó)的馬里蘭大學(xué)[7]等提出了基于語(yǔ)義互操作的信息檢索方法.馬斌[8]等利用本體技術(shù),優(yōu)化了中文分詞算法,實(shí)現(xiàn)了基于語(yǔ)義擴(kuò)展的信息查詢,大大提高了查詢的速度和準(zhǔn)確率.

2)在語(yǔ)義互操作方面.作為標(biāo)準(zhǔn)化的概念模型,本體可將各種數(shù)據(jù)和信息資源描述為機(jī)器可理解的語(yǔ)義,促進(jìn)計(jì)算機(jī)的相互理解和互操作性[9].Jiang Xing[10]構(gòu)建了用戶學(xué)習(xí)本體以滿足用戶的個(gè)性化需求.Pulido J.[11]采用SOM 方法和本體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了知識(shí)地圖,服務(wù)于Web 的動(dòng)態(tài)操作.周津[12]等利用本體技術(shù)構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)信息融合模型.

3) 在語(yǔ)義集成方面.作為規(guī)范化的共享概念模型,本體可以有效地解決數(shù)據(jù)融合和集成問題.Cinzia Daraio 等[13]提出了基于本體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理方法,通過數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)和調(diào)用來(lái)解決異構(gòu)數(shù)據(jù)源的集成問題.

4)在軍事應(yīng)用領(lǐng)域.近年來(lái),本體技術(shù)也越來(lái)越多地被應(yīng)用在軍事領(lǐng)域,例如,為了解決裝備數(shù)據(jù)定義的概念不一致問題,軍械工程學(xué)院的肖冰等[14]采用本體思想明確裝備領(lǐng)域概念,提出了構(gòu)建裝備領(lǐng)域本體的方法.中國(guó)艦船研究院的張中亮[15]根據(jù)數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)母袷交推錁錉罱Y(jié)構(gòu),概述了本體技術(shù)在多數(shù)據(jù)鏈集成方面的可行性和與其他方法相比的優(yōu)越性.

5)在其他學(xué)科領(lǐng)域.除了上述領(lǐng)域,本體也廣泛應(yīng)用于各個(gè)需要信息融合和知識(shí)共享的專業(yè)領(lǐng)域.例如:哥倫比亞大學(xué)的Claire 等于2015 年構(gòu)建出了臨床細(xì)菌性感染疾病本體[16].北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院楊春媛等于2015 年研究出了人類肝臟類疾病本體[17]等.

本體用于數(shù)據(jù)集成和檢索查詢的意義在于它用統(tǒng)一的規(guī)范性模型來(lái)描述異構(gòu)數(shù)據(jù),并且是計(jì)算機(jī)可讀的,這就使得異構(gòu)數(shù)據(jù)源間可以透明地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,用戶不需要知道數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),只通過語(yǔ)義互操作、本體間映射關(guān)系以及規(guī)則推理即可完成集成和檢索,大大提高了數(shù)據(jù)源的兼容性和可操作性[18].因此,從消息層面研究數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)集成具有一定的可行性.基于本體在數(shù)據(jù)集成方面的優(yōu)勢(shì),本文將本體技術(shù)引入到數(shù)據(jù)鏈消息集成中,通過構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈消息本體對(duì)多數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行集成.

2 數(shù)據(jù)鏈消息本體的構(gòu)建

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)包括3 個(gè)基本要素:傳輸通道、通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的格式化消息[19].其中,格式化消息是數(shù)據(jù)鏈信息實(shí)現(xiàn)“機(jī)器到機(jī)器”傳輸，共享戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的關(guān)鍵[20].文獻(xiàn)[21]指出未來(lái)數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在: 消息標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)鏈整合、向無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)發(fā)展等.

近些年來(lái),美軍為解決其多數(shù)據(jù)鏈集成使用問題,開發(fā)了一系列消息處理系統(tǒng),用以屏蔽異構(gòu)格式消息,其中較為典型的有C2P 指揮控制處理器、MTP多戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈處理器和CLIP 通用鏈路集成處理器)[22],雖然其技術(shù)細(xì)節(jié)未被詳細(xì)介紹,但是這些處理器均對(duì)消息進(jìn)行轉(zhuǎn)換.隨著各種新型數(shù)據(jù)鏈的不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈集成系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足作戰(zhàn)平臺(tái)與鏈路間的信息融合與交互,構(gòu)建可擴(kuò)展、自描述的語(yǔ)義級(jí)本體模型可以解決這一問題.

圖2 數(shù)據(jù)鏈模型結(jié)構(gòu)

如圖2所示,消息的格式化轉(zhuǎn)換主要是在數(shù)據(jù)鏈模型的應(yīng)用層進(jìn)行.

2.1 技術(shù)路線

本體數(shù)據(jù)可通過概念、關(guān)系、屬性、實(shí)例和規(guī)則來(lái)描述客觀世界的數(shù)據(jù)鏈消息,并建立模型.本文參照Gomez Perez 定義的本體模型[23],將數(shù)據(jù)鏈消息本體模型形式化定義如下:

定義數(shù)據(jù)鏈消息本體

本體表示為一個(gè)5 元組O(C,R,P,A,I),

C代表類(Class)[24].主要表示一類對(duì)象的集合,包括數(shù)據(jù)鏈消息中數(shù)據(jù)元素的邏輯結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的約束關(guān)系等.

R代表關(guān)系(Relation),是領(lǐng)域中不同概念之間的相互關(guān)系.具體到數(shù)據(jù)鏈消息,其基本的關(guān)系主要有3 種: part-of(部分和整體)、instance-of(類與對(duì)象)、attribute-of(屬性)、kind-of(傳遞關(guān)系).

P代表屬性(Property).屬性用于描述類的特征.主要包括數(shù)據(jù)類型屬性和對(duì)象屬性等.

A代表規(guī)則.規(guī)則表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,可在推理機(jī)中對(duì)規(guī)則進(jìn)行定義及說(shuō)明.

I代表實(shí)例(Individual),代表數(shù)據(jù)鏈消息概念類所指示的具體實(shí)體:I=i1,i2,i3,··· ,in∈C.

構(gòu)建本體的目的是使其成為解釋各數(shù)據(jù)鏈消息源中共享概念及概念間關(guān)系的全局概念,以實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義集成,提升知識(shí)融合效率[25].對(duì)于本文研究的數(shù)據(jù)鏈消息,由于數(shù)據(jù)鏈路的快速發(fā)展,將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的數(shù)據(jù)源,描述的范圍和方法也各有不同,這大大增加了全局本體的構(gòu)建難度.根據(jù)數(shù)據(jù)鏈消息明顯的分領(lǐng)域特性,例如目標(biāo)監(jiān)視領(lǐng)域、武器協(xié)同領(lǐng)域、PLI 領(lǐng)域等,進(jìn)行領(lǐng)域劃分可降低本體構(gòu)建的難度,如圖3所示,在構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈全局本體時(shí)加入全局?jǐn)?shù)據(jù)集合的概念,也就是領(lǐng)域本體,對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)源消息中具有的相同概念進(jìn)行提取,使其分類為多個(gè)領(lǐng)域,通過各數(shù)據(jù)鏈源本體與領(lǐng)域之間的映射,實(shí)現(xiàn)本體間的互操作.

圖3 數(shù)據(jù)鏈消息本體構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)

原則上,全局本體是一個(gè)包含所有概念的通用本體模型,對(duì)數(shù)據(jù)鏈消息全局本體來(lái)說(shuō),其應(yīng)該包含各數(shù)據(jù)鏈消息源的所有概念、屬性等等,構(gòu)建所需工作量巨大,而且一旦有新的數(shù)據(jù)鏈加入,則需要重新構(gòu)建,過程復(fù)雜.本文加入領(lǐng)域本體后,描述全局本體時(shí)僅僅需要它在領(lǐng)域?qū)＜业闹笇?dǎo)下,對(duì)各個(gè)領(lǐng)域本體中出現(xiàn)的相同概念進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)定,以防止相同的概念在各領(lǐng)域本體中出現(xiàn)不同的定義[26].例如,“航跡”、“批號(hào)” 等,可由全局本體進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,也可在某領(lǐng)域特性較強(qiáng)時(shí),直接劃歸到某領(lǐng)域.很明顯,這非常適用于不斷更新的數(shù)據(jù)源.本文數(shù)據(jù)鏈消息本體構(gòu)建的整體技術(shù)路線如圖4所示.

2.2 構(gòu)建領(lǐng)域本體

領(lǐng)域本體是用來(lái)描述同領(lǐng)域內(nèi)概念、屬性及其相互關(guān)系的本體模型,本文中加入數(shù)據(jù)鏈消息領(lǐng)域本體是基于數(shù)據(jù)鏈消息明顯的分領(lǐng)域特性,以及在數(shù)據(jù)鏈更新?lián)Q代的需求及各型數(shù)據(jù)鏈涌出的背景下,僅僅使用全局本體已經(jīng)無(wú)法滿足不斷增改的數(shù)據(jù)鏈消息源.

國(guó)內(nèi)外研究出來(lái)很多構(gòu)建本體的工具,如Prot′eg′e[27]、WebODE[28]、OilEd[29]以及OntoEdit[30]等.比較這幾種主要開發(fā)工具,Prot′eg′e是由斯坦福大學(xué)開發(fā)的一個(gè)開源的本體編輯器,界面友好,用戶比較容易學(xué)習(xí)使用,具有開源、良好擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì),目前最新版本是2019 年6 月發(fā)布的5.5.0 版.

現(xiàn)行的領(lǐng)域本體的構(gòu)建方法有: IDEFS法、TOVE 法、骨架法、METHONTOLOGY 法、七步法等[31-32].每種方法都有各自的適用領(lǐng)域,事實(shí)上,本體構(gòu)建非常講究應(yīng)用需求,不同的需求需要用到不同的構(gòu)建方法,對(duì)數(shù)據(jù)鏈消息領(lǐng)域本體構(gòu)建來(lái)說(shuō),可以根據(jù)指揮應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的特點(diǎn),來(lái)考慮構(gòu)建方法,可以將方法進(jìn)行適應(yīng)性的改進(jìn),或者將其中兩種或多種方法進(jìn)行融合.本文根據(jù)幾種構(gòu)建方法,結(jié)合數(shù)據(jù)鏈消息的特點(diǎn),給出數(shù)據(jù)鏈消息領(lǐng)域本體的通用構(gòu)建流程,如圖5所示.

步驟1.領(lǐng)域分析.根據(jù)應(yīng)用需求,分析各消息標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域范圍.明確各消息中數(shù)據(jù)元素的含義,參照這些消息的類別,將消息進(jìn)行歸類,完成領(lǐng)域的劃分.領(lǐng)域劃分的原則是將數(shù)據(jù)元素大致相同的消息歸為一個(gè)領(lǐng)域[33],確保領(lǐng)域本體能夠支持消息的集成和共享.

步驟2.分析領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)元素.在上一步中已經(jīng)將各個(gè)消息標(biāo)準(zhǔn)在本領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)元素進(jìn)行了歸類,接著將屬于同一領(lǐng)域的數(shù)據(jù)元素提取出來(lái)加以整合,將無(wú)意義的字段刪除,即可得到本領(lǐng)域的數(shù)據(jù)元素.

步驟3.本體重用.通過本體重用可以減少本體構(gòu)建的工作量[34],鑒于數(shù)據(jù)鏈消息的領(lǐng)域特殊性及之前研究領(lǐng)域的空白,本體構(gòu)建過程中,只需要考慮各個(gè)數(shù)據(jù)鏈消息在一些概念及其屬性上的重用,以確保相同類的一致性.

步驟4.定義類及其關(guān)系.由于在第2 步中提取出的數(shù)據(jù)元素絕大部分都是屬于底層概念,因此,可以采用自底向上法定義類及其關(guān)系.為數(shù)據(jù)元素定義概念,抽取合適的概念作為類,并采用Prot′eg′e進(jìn)行類及其關(guān)系的設(shè)計(jì).

步驟5.定義屬性及其關(guān)系.本文對(duì)類進(jìn)行定義時(shí),已經(jīng)為數(shù)據(jù)元素定義了概念,接下來(lái)為這些類定義屬性及其關(guān)系,以描述類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系.

步驟6.創(chuàng)建實(shí)例.最后對(duì)類進(jìn)行實(shí)例化,即賦予類具體的數(shù)值并添加屬性.

利用Prot′eg′e構(gòu)建的數(shù)據(jù)鏈消息本體,可以以文件擴(kuò)展名為OWL 文件格式存儲(chǔ),易于復(fù)制、編輯,便于計(jì)算機(jī)識(shí)別等操作.OWL 是一種本體格式語(yǔ)言,本體的推理機(jī)Jena 可以解析OWL 語(yǔ)言格式的文件[35].

圖4 數(shù)據(jù)鏈消息本體構(gòu)建的技術(shù)路線

圖5 數(shù)據(jù)鏈消息領(lǐng)域本體構(gòu)建流程

按照上述流程,對(duì)M、J 系列消息標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行領(lǐng)域劃分,以目標(biāo)監(jiān)視領(lǐng)域?yàn)槔?

M 系列: 空中航跡位置報(bào)文、空中位置擴(kuò)展報(bào)文、水面航跡位置報(bào)文、水面位置擴(kuò)展報(bào)文、特殊點(diǎn)位置報(bào)文、特殊點(diǎn)擴(kuò)展報(bào)文、數(shù)據(jù)鏈基準(zhǔn)點(diǎn)位置報(bào)文.

J 系列: 數(shù)據(jù)鏈基準(zhǔn)點(diǎn)報(bào)文、緊急點(diǎn)報(bào)文、空中航跡報(bào)文、水面航跡報(bào)文、水下航跡報(bào)文、陸地點(diǎn)或軌跡報(bào)文、空間航跡報(bào)文.

將上述M、J 系列消息劃分為同一領(lǐng)域后,提取其數(shù)據(jù)元素,刪除報(bào)文攜帶的與傳輸消息無(wú)關(guān)的字段,合并后得到所有數(shù)據(jù)元素: 航跡、屬性、平臺(tái)信息、經(jīng)緯度體系、直角坐標(biāo)體系、航跡質(zhì)量、傳感器、時(shí)間、訓(xùn)練標(biāo)識(shí)、強(qiáng)制告知標(biāo)識(shí)、緊急標(biāo)識(shí)等.最后通過Prot′eg′e工具定義各類及其屬性、層級(jí)關(guān)系等,構(gòu)建目標(biāo)監(jiān)視領(lǐng)域本體.例如圖6為現(xiàn)實(shí)世界中由預(yù)警機(jī)、載機(jī)及導(dǎo)彈等組成的空中數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈消息與目標(biāo)監(jiān)視部分領(lǐng)域本體的對(duì)應(yīng)關(guān)系.

2.3 本體映射

數(shù)據(jù)鏈消息領(lǐng)域本體構(gòu)建完成后,就需要將其與各數(shù)據(jù)鏈源本體進(jìn)行映射,以完成數(shù)據(jù)融合.

本體映射是對(duì)兩個(gè)或多個(gè)不同的本體按照語(yǔ)義關(guān)聯(lián)關(guān)系為這些本體中的元素(概念、屬性、實(shí)例)建立互操作的過程[36],完成源本體和目標(biāo)本體間的相互轉(zhuǎn)換[37].對(duì)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)而言,其主要功能是進(jìn)行消息的接收和發(fā)送,因此,各數(shù)據(jù)鏈源本體和領(lǐng)域本體互為源本體和目標(biāo)本體,其映射類型可分為概念之間、屬性之間以及概念與屬性之間等,即1: 1,1:n(或n:1),l: null(或null: l)和m:n.

Ehrig 和Staab 提出了本體映射過程的6 個(gè)步驟[38]: 1) 提取概念、屬性等特征以計(jì)算相似度；2)選擇相互映射的概念對(duì)；3)計(jì)算相似度；4)整合相似度；5) 優(yōu)化映射；6) 迭代,反復(fù)進(jìn)行第1) 步到第5)步,直到得到滿意結(jié)果為止.從整個(gè)映射過程可以看出相似度的計(jì)算是本體映射的重要環(huán)節(jié).目前,有很多針對(duì)本體映射提出的相似度計(jì)算方法,使用的技術(shù)手段各不相同.

圖6 數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖7 本體映射流程

本文將基于混合高斯模型的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)[39]引入到數(shù)據(jù)鏈消息本體映射算法中,以滿足多源異構(gòu)數(shù)據(jù)鏈信息對(duì)可靠性和時(shí)效性的要求以及多本體映射要求.如圖7所示,首先將本體模型轉(zhuǎn)換成貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型,將本體中的元素轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)模型中的節(jié)點(diǎn),然后采用K-Means 聚類算法對(duì)相似節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類,利用混合高斯模型對(duì)K-Means 算法中的K值進(jìn)行判定,以保證聚類結(jié)果的全局最優(yōu)化,從而減少結(jié)果誤差,使其滿足查全率和查準(zhǔn)率并保證穩(wěn)定性和效率.

2.4 語(yǔ)義集成框架

本文應(yīng)用中間件技術(shù),設(shè)計(jì)了一套可供二次開發(fā)的數(shù)據(jù)鏈語(yǔ)義集成框架.中間件是一種獨(dú)立的服務(wù)程序或系統(tǒng)軟件,數(shù)據(jù)鏈平臺(tái)應(yīng)用軟件間可借助其實(shí)現(xiàn)資源共享,中間件位于客戶機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)上,管理計(jì)算機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)通訊[40].本文設(shè)計(jì)的中間件系統(tǒng)除了具備傳統(tǒng)中間件的功能外,還根據(jù)數(shù)據(jù)鏈多源異構(gòu)消息的特點(diǎn),增加了本體知識(shí)庫(kù).使用本體知識(shí)庫(kù)作為數(shù)據(jù)分類、共享、重用的基礎(chǔ),使用OWL 描述Web 服務(wù)的概念、關(guān)系、方法,用JENA推理引擎進(jìn)行語(yǔ)義推理,解決互操作問題.在單一領(lǐng)域內(nèi)統(tǒng)一相關(guān)概念的定義,有利于一體化數(shù)據(jù)鏈體系消息無(wú)縫傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn),可以有效解決數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)“孤島”問題,適應(yīng)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的飛速發(fā)展.系統(tǒng)框架如圖8所示.

圖8 中間件設(shè)計(jì)框架圖

3 結(jié)論

數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的飛速發(fā)展使得數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)建設(shè)缺少頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一規(guī)劃的缺點(diǎn)日益顯現(xiàn),例如數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中存在多數(shù)據(jù)鏈共存現(xiàn)象,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與多作戰(zhàn)平臺(tái)間存在數(shù)據(jù)交換等問題.從國(guó)外數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,為適應(yīng)未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的需求,必須提高數(shù)據(jù)鏈的整體作戰(zhàn)效能,使數(shù)據(jù)鏈朝著網(wǎng)絡(luò)化、集成化、體系化和功能綜合化方向發(fā)展.本研究從消息標(biāo)準(zhǔn)層面對(duì)一體化數(shù)據(jù)鏈體系中多源異構(gòu)消息進(jìn)行了特性分析,介紹了數(shù)據(jù)鏈及本體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)基于本體技術(shù)的消息集成方法,包括全局本體、領(lǐng)域本體及其之間的映射算法進(jìn)行了梳理.提煉了構(gòu)建多源異構(gòu)數(shù)據(jù)鏈本體的新思路,為數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用研究提供了一定的可行方向.