楊燦，邱宏燕

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所，廣東 廣州 510310）

0 引言

技術(shù)參考模型是一個(gè)開放的概念性標(biāo)準(zhǔn)框架，支持信息系統(tǒng)的互操作，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)各類資源按需共享、跨域協(xié)同。

當(dāng)前，我軍戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)正在向一體化聯(lián)合作戰(zhàn)、跨域協(xié)同作戰(zhàn)和全域全維作戰(zhàn)方向發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)各軍兵種互聯(lián)互通互操作以及滿足戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)發(fā)展新需求，是亟待解決的問題。因此，急需開展戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型研究。

本文針對(duì)戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)發(fā)展需求，參考美軍TRM（Technical Reference Model，技術(shù)參考模型）和民用系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)資源解耦與共享的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型，用于實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)“一切皆資源、資源解耦、資源共享”，即將戰(zhàn)場(chǎng)所有資源聯(lián)接入網(wǎng)、聚合共享，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)各類資源的按需調(diào)度、靈活重組與跨域協(xié)同。

1 美軍技術(shù)參考模型

本章通過深入分析美軍技術(shù)參考模型和發(fā)展，為提出我軍戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型起到了良好的借鑒和指引作用。

美國(guó)DoD（Department of Defense，國(guó)防部）TRM是支持互操作性的最關(guān)鍵的一個(gè)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化模型，是JTA（Joint Technical Architecture，聯(lián)合技術(shù)體系架構(gòu)）等支持互操作性的體系結(jié)構(gòu)實(shí)例的公共基礎(chǔ)。TRM為DoD各信息系統(tǒng)提供一個(gè)公共的概念性框架和一套公共詞匯表，它不僅提供了整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)和接口的公共定義和關(guān)系，還提供了系統(tǒng)實(shí)施和規(guī)劃的高層描述指導(dǎo)。開發(fā)TRM的主要目的是使DoD各部門能夠較好地協(xié)調(diào)采辦、開發(fā)和支持DoD信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于開放系統(tǒng)和公共互操作性的通信與計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施。

1991年至今，美軍DoD一直致力于研究TRM[1][2]。

2012年12月美軍在GIG（Global Information Grid，全球信息柵格）匯聚總體規(guī)劃中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了資源化和服務(wù)化，其提出的技術(shù)參考模型如圖1所示。

1.1 TRM組成

TRM的結(jié)構(gòu)反映實(shí)現(xiàn)開放系統(tǒng)的一條關(guān)鍵原則——數(shù)據(jù)與應(yīng)用分開以及應(yīng)用與計(jì)算平臺(tái)分開?？紤]到互操作性依賴于建立公共的服務(wù)和接口，而系統(tǒng)開發(fā)者可以利用這些服務(wù)和接口來解決技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題，因此TRM分別由服務(wù)和接口兩個(gè)視圖來描述。

如圖1所示，服務(wù)視圖標(biāo)出了最基本的服務(wù)領(lǐng)域和接口，內(nèi)容包括：一個(gè)包括使命域應(yīng)用和支持性應(yīng)用的應(yīng)用軟件實(shí)體，一個(gè)包括系統(tǒng)服務(wù)（例如用戶接口服務(wù)和數(shù)據(jù)管理服務(wù)等）、操作系統(tǒng)服務(wù)和物理環(huán)境服務(wù)的應(yīng)用平臺(tái)實(shí)體，以及外部環(huán)境和接口。其中，接口包括API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口）和EEI（External Environment Interface，外部環(huán)境接口）。

圖1 美國(guó)國(guó)防部技術(shù)參考模型（DoD TRM）

接口視圖按應(yīng)用軟件、系統(tǒng)服務(wù)、資源訪問服務(wù)及物理資源4個(gè)層次定義了10類接口（包括層次間的直接接口和實(shí)體間的邏輯接口），它們的定義見表1。

表1 TRM接口解釋

1.2 TRM的開發(fā)

通過對(duì)TRM開發(fā)過程的分析，可得出TRM開發(fā)的以下特點(diǎn)：

（1）TRM開發(fā)的必要性。TRM是基于某種使命技術(shù)需求而建立的一種抽象、宏觀、通用的模型，它為實(shí)現(xiàn)該使命技術(shù)需求提供指導(dǎo)性的參考框架。開放小組結(jié)構(gòu)框架（TOGAF）的觀點(diǎn)認(rèn)為TRM是普遍適用的，它可用于構(gòu)建任何系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)于構(gòu)建我軍軍事通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，同樣需要建立一個(gè)指導(dǎo)性的TRM。這不僅有利于有序、高效地開發(fā)新的軍事信息系統(tǒng)，更有利于改善和提高軍事信息系統(tǒng)的互連互通互操作能力。

（2）TRM開發(fā)的組成原則。無論是DoD TRM，還是北約信息系統(tǒng)的TRM（N-TRM），以及美國(guó)聯(lián)邦一體化TRM（FEA-TRM）等其它系統(tǒng)的TRM，都由兩大部分組成：一是分門別類的組成單元的描述；二是直觀表示這些單元的總體視圖。因此，對(duì)于建立我軍軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的TRM，同樣需要采用以上原則。

（3）TRM的組成單元。由于TRM是基于某種使命技術(shù)需求而建立的，因此一定有“使命領(lǐng)域應(yīng)用”的單元實(shí)體。要實(shí)現(xiàn)這些“使命領(lǐng)域應(yīng)用”，就需要軟和硬兩方面的“支持”。軟支持又可按“應(yīng)用與計(jì)算平臺(tái)分開”的開放系統(tǒng)原則，分為“應(yīng)用軟件”的“應(yīng)用支持服務(wù)”和基于服務(wù)的“應(yīng)用平臺(tái)”。硬支持其實(shí)就是“外部環(huán)境”，包括各類通信設(shè)備和各類專用通信系統(tǒng)。在接口方面，不涉及硬支持部分的連接都采用API，軟支持與硬支持部分的連接采用EEI，至于硬支持部分內(nèi)部之間的連接則可采用內(nèi)部接口。

2 技術(shù)參考模型建議

2.1 技術(shù)參考模型建議

通過詳細(xì)分析美軍軍事通信系統(tǒng)技術(shù)參考模型，結(jié)合我軍戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)發(fā)展，提出基于網(wǎng)絡(luò)資源解耦與共享的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)三層技術(shù)參考模型：資源層、服務(wù)層和應(yīng)用層，如圖2所示。

圖2 基于網(wǎng)絡(luò)資源解藕與共享的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型

資源層：位于技術(shù)參考模型最底層，是整個(gè)戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)正常運(yùn)行的物理基礎(chǔ)，包含各類異構(gòu)傳輸資源、路由交換資源、計(jì)算存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)資源、戰(zhàn)場(chǎng)感知資源、兵力火力資源等，通過對(duì)各類資源及其屬性進(jìn)行描述和封裝，為服務(wù)層提供統(tǒng)一的資源訪問和調(diào)用接口。

服務(wù)層：位于技術(shù)參考模型的中部，起到承上啟下的作用。一是把底層各類資源通過資源虛擬化，構(gòu)建虛擬化資源池，并封裝為計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、安全、運(yùn)維等服務(wù)；二是各種資源所有權(quán)和使用權(quán)分離，通過資源認(rèn)證服務(wù)實(shí)現(xiàn)資源的有效管控和按需共享；三是將戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)功能模塊化、服務(wù)化，封裝為服務(wù)；四是應(yīng)用與數(shù)據(jù)、硬件平臺(tái)解耦，將數(shù)據(jù)庫等從上層應(yīng)用中解耦出來，并進(jìn)行服務(wù)化封裝，形成應(yīng)用支撐服務(wù)。

應(yīng)用層：位于技術(shù)參考模型最頂層，主要是完成各種面向用戶的應(yīng)用軟件，包括態(tài)勢(shì)感知、指揮決策、行動(dòng)控制和支援保障等。應(yīng)用層可通過標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口的形式使用服務(wù)層提供的各類共用基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用支撐服務(wù)。

根據(jù)未來一體化聯(lián)合作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)需求，本文提出一種基于網(wǎng)絡(luò)資源解耦與共享的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型，該模型將戰(zhàn)場(chǎng)所有資源（網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、感知資源等）聯(lián)接入網(wǎng)、聚合共享，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)各類資源的按需調(diào)度、靈活重組與跨域協(xié)同。

與現(xiàn)有戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型相比，本文提出的技術(shù)參考模型具有以下特點(diǎn)：

（1）提出了一種適應(yīng)信息體系理念的通用戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型。

陸/海/空/天等各軍兵種基于該參考模型，結(jié)合自身應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，可打破各軍種自成系統(tǒng)，消除“煙囪”，形成適合各軍種跨域協(xié)同作戰(zhàn)的服務(wù)化體系，提升系統(tǒng)一體化聯(lián)合作戰(zhàn)能力、全域作戰(zhàn)能力。

（2）一切皆資源

系統(tǒng)通過采用資源虛擬化、功能服務(wù)化，將戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算存儲(chǔ)、戰(zhàn)場(chǎng)感知、兵力火力等所有資源進(jìn)行統(tǒng)一描述和封裝，構(gòu)建虛擬化資源池，實(shí)現(xiàn)一切皆資源、資源皆共享。

（3）跨域協(xié)同

應(yīng)用與數(shù)據(jù)、硬件平臺(tái)解耦，實(shí)現(xiàn)各作戰(zhàn)單元與資源解耦，資源按需分配，從而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)各類資源按需共享、跨域協(xié)同，提升一體化聯(lián)合作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)的業(yè)務(wù)端到端實(shí)時(shí)傳輸能力、遠(yuǎn)程精確打擊能力。

（4）所有權(quán)與使用權(quán)分離

改變傳統(tǒng)資源所有權(quán)與使用權(quán)綁定、資源固定預(yù)先分配的保障模式，通過資源認(rèn)證服務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源所有權(quán)與使用權(quán)分離，支持資源的全域共享和體系運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)信息的快速流轉(zhuǎn)和按需重構(gòu)。

2.2 應(yīng)用案例

以聯(lián)合島嶼奪控為背景，設(shè)計(jì)陸/海/空/天一體化聯(lián)合作戰(zhàn)場(chǎng)景，同時(shí)基于本文提出的技術(shù)參考模型構(gòu)建戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)，具體應(yīng)用實(shí)例化如圖3所示。

圖3 基于技術(shù)參考模型的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

下面簡(jiǎn)述該作戰(zhàn)場(chǎng)景下戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)運(yùn)行過程。

（1）全網(wǎng)資源虛擬化和聚合

通過資源統(tǒng)一描述和呈現(xiàn)技術(shù)，將陸/海/空/天的計(jì)算存儲(chǔ)、路由交換資源以及各類傳輸資源等虛擬化為計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸和路由交換資源；將各軍種的各種作戰(zhàn)武器、平臺(tái)以及偵察感知設(shè)備獲取的信息虛擬化為兵力火力資源、感知資源等，最終將各類資源聚合形成虛擬化資源池，運(yùn)行在云平臺(tái)上。通過資源認(rèn)證服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)資源的安全訪問和使用。

（2）各類功能服務(wù)化

戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)中各功能模塊封裝服務(wù)，比如通信服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)、分布式同步服務(wù)、消息服務(wù)等，形成共用基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用支撐服務(wù)，運(yùn)行在云平臺(tái)上。

（3）按需構(gòu)網(wǎng)和信息快速流轉(zhuǎn)

以攻擊某島嶼敵方目標(biāo)為例，某指揮中心根據(jù)偵察感知資源信息和作戰(zhàn)意圖完成作戰(zhàn)任務(wù)下達(dá)，戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)的共用基礎(chǔ)服務(wù)根據(jù)接收到的作戰(zhàn)任務(wù)，基于構(gòu)建的虛擬資源池，按需調(diào)用各類資源以及陸/海/空/天各類作戰(zhàn)資源構(gòu)建任務(wù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源跨域協(xié)同，支撐戰(zhàn)場(chǎng)各類信息的快速高效流轉(zhuǎn)，最終殲滅敵方目標(biāo)。

通過本應(yīng)用案例分析，采用本文提出的技術(shù)參考模型構(gòu)建的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)，能夠有效支撐全網(wǎng)資源的高效共享和按需協(xié)同，為滿足未來一體化聯(lián)合作戰(zhàn)提供了頂層技術(shù)指引。

3 結(jié)束語

本文針對(duì)未來作戰(zhàn)需求，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)資源解耦與共享的戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù)參考模型，為各軍種實(shí)現(xiàn)跨域協(xié)同作戰(zhàn)提供的一種通用技術(shù)參考模型。通過典型應(yīng)用案例設(shè)計(jì)，論證了此技術(shù)參考模型的可行性。各軍兵種基于該參考模型，結(jié)合自身應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，可打破各軍種自成系統(tǒng)，消除“煙囪”，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)一切皆資源、資源按需共享，形成適合各軍種跨域協(xié)同作戰(zhàn)的服務(wù)化體系，提升未來戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)能力、全域作戰(zhàn)能力。