軍事信息系統體系結構框架研究進展

陸 敏，黃湘鵬，施未來

（①海軍指揮學院，江蘇 南京 211800；②海軍駐南京地區航空系統軍事代表室，江蘇 南京 210002）

0 引言

隨著信息技術的發展，戰爭形態也轉向基于網絡的多軍兵種聯合作戰。為獲得戰場取得信息優勢，奪取戰爭勝利，一方面要求單個軍事信息系統的功能更為強大，另一方面還需要各信息系統之間能夠實現高效的信息共享，這些都對軍事信息系統的設計和開發提出了更高的要求。諸多實踐都已證明體系結構框架正是指導軍事信息系統體系結構設計的頂層規范，也是實現諸多軍事信息系統綜合集成，充分發揮集成優勢，實現體系對抗，獲得戰爭主動權的必然要求[4]。

1 軍事信息系統體系結構框架最新進展

1.1 美國國防部體系結構框架2.0版新變化

2009年 5月，美國國防部在美國國防部體系結構框架（DoDAF, Department of Defense Architecture Framework）1.5版本的基礎上發布2.0版本。它以企業體系結構為焦點，以服務于國防部核心決策過程為目的，以國防部元模型作為數據的組織形式，核心內容是以數據為中心的方法，強調對高效決策所需數據的收集、存儲和維護，而將創建支持決策的體系結構放在了第二位。體系結構設計師和利益攸關方可以根據自己的特點和需要自由選擇和開發視圖，以確保采用“適用的視圖”來提供可視化的導出信息。與早期的版本相比，DoDAF2.0的新變化主要表現在：

(1)以數據為中心

體系結構開發的重點從以產品為中心轉移到以數據為中心，重點關注將決策數據作為信息提供給決策者。創建了DoDAF元模型，強調數據“適用”原則，引入適用視圖概念，同時增加數據信息表現形式的種類，在原有文本、表格、圖片的基礎上，增加儀表板圖、餅狀圖、融合視圖和組合視圖。

(2)提出“適用”原則

在DoDAF2.0中將“適用”定義和描述為與特定的項目或使命目標一致的體系結構描述[1]。由于不同層次上體系結構描述的用途或用法會在內容、結構和細節上有所差別，將體系結構描述按照“適用”的原則進行裁剪，可以幫助不同體系結構之間的理解，有助于不同層次上數據對決策的支持。

(3)術語概念上的變化

DoDAF元模型：它取代早期版本中的核心體系結構數據模型，是一種定義了體系結構數據元素的數據結構，包括概念數據模型、邏輯數據模型和物理交換規范。

DoDAF描述模型：是根據數據分類采集特定數據的模板，在每個模型中都映射了DoDAF元模型的概念、關聯和屬性。

視圖：填充體系結構數據后的模型稱為視圖，它用于表示特定類型的體系結構數據和導出信息，DoDAF早期版本中的產品就具有視圖的作用。

適用視圖：是用戶定義的視圖，是為某個特定目的（即“適用”）而創建的數據子集。

視角：多個視圖的有機組合。

體系結構描述：用適當的定義將視角進行組合就構成了體系結構描述。

(4)擴展、增加視角

將邏輯數據模型、物理數據模型和概念數據模型合并，放入新創建的數據信息視角；標準視角中增加業務、商用標準和條例描述；作戰視角中增加功能（業務的、情報的、作戰的等）規則和約束描述；增加能力視角和項目視角，反映國防部能力投資組合和采辦的影響。

(5)借鑒其他體系結構框架的研究成果

在能力視圖中采用了英國國防部體系結構框架MODAF中用于支持采辦的數據元素[2]；采用了北約體系結構框架 NAF中定義的能力視圖和項目視圖[3]；采用的“適用”視圖、表現形式源于開發工作組體系結構框架TOGAF中的業務視圖、數據視圖、應用視圖和技術視圖。

1.2 體系結構視角和描述模型

體系結構視角是經過選擇后組織起來的體系結構數據的集合，目的是使數據可視化，從而易于理解。體系結構描述可以采用圖板、融合視圖、文本、組合視圖或圖形等可視化形式，來表現在體系結構開發過程中收集的數據和導出的信息。DoDAF2.0中給出了8類共52個體系結構描述模型，在實際應用中并不是所有的模型都必須創建，具體創建哪些模型需要以決策者的需要為基礎。

(1)能力視角

為體系結構描述中的能力提供戰略背景。與執行特定的活動進程的整體構想相關聯的企業目標，或在特定的標準和條件下，通過各種方法和手段的組合去完成一組特定的任務，實現預期效果的能力都是能力視角需要描述的內容。能力視角由七個描述模型構成，分別是CV-1能力構想、CV-2能力分類、CV-3能力階段劃分、CV-4能力依賴關系、CV-5能力到組織開發的映射、CV-6能力到作戰活動的映射、CV-7能力到服務的映射。

(2)作戰視角

描述組織、任務或需要完成的活動，以及他們之間為完成國防部的使命而必須交換的信息。包括所交換信息的類型，交換頻率，該信息交換所支持的任務或活動，以及信息交換的種類。作戰視角由九個描述模型構成，分別是OV-1高層作戰概念圖、OV-2作戰資源流描述、OV-3作戰資源流矩陣、OV-4組織關系圖、OV-5a作戰活動樹、OV-5b作戰活動模型、OV-6a作戰規則模型、OV-6b狀態轉移描述和OV-6c事件追蹤描述。

(3)服務視角

描述提供給作戰活動或支持作戰活動的系統、服務和相互聯系功能的信息。這些功能和服務資源及組成部分支持作戰活動，與OV中的體系結構數據相聯系，為信息交換提供便利。服務視角由十三個描述模型構成，分別是SvcV-1服務背景描述、SvcV-2服務資源流描述、SvcV-3a系統-服務矩陣、SvcV-4服務功能描述、SvcV-5作戰活動到服務的追溯矩陣、SvcV-6服務資源流矩陣、SvcV-7服務度量矩陣、SvcV-8服務演變描述、SvcV-9服務技術和技能預測、SvcV-10a服務規則模型、SvcV-10b服務狀態轉移描述和SvcV-10c服務事件追蹤描述。

(4)系統視角

獲取的是有關支持作戰活動的自動化支持系統、系統間的相互聯系及其他系統功能的信息。系統視角由十三個描述模型構成，分別是SV-1系統接口描述、SV-2系統資源流描述、SV-3系統-系統矩陣、SV-4系統功能描述、SV-5a作戰活動到系統功能的追溯矩陣、SV-5b作戰活動到系統的追溯矩陣、SV-6系統資源流矩陣、SV-7系統度量矩陣、SV-8系統演變描述、SV-9系統技術和技能預測、SV-10a系統規則模型、SV-10b系統狀態轉移描述和SV-10c系統事件追蹤描述。

(5)項目視角

獲取的是有關工程項目如何按組織分組為一個連續的采辦計劃的投資組合信息。它提供了描述多個采辦計劃間相互關系的方法，其中每個采辦計劃負責交付一個單獨的系統或能力。項目視角由三個描述模型構成，分別是PV-1項目投資組合關系、PV-2項目時間表和PV-3項目到能力的映射。

(6)標準視角

描述體系結構中用到的各種技術標準、實施協定、標準選項、規則和準則，用于管理給定體系結構描述中的系統以及系統單元或服務單元。標準視角由StdV-1標準概要和StdV-2標準預測共兩個描述模型構成。

(7)數據和信息視角

描述獲取業務信息需求和結構化業務流程規則。包括與體系結構描述中的信息交換相關聯的信息，如屬性、特性及其相互關系。該視角的模型所獲取的數據需要由多個利益攸關方來共同考慮。數據和信息視角由DIV-1概念數據模型、DIV-2邏輯數據模型和DIV-3物理數據模型共三個描述模型構成。

(8)全視角

是體系結構描述中與所有視圖相關的頂層內容，它提供與整個體系結構描述有關的信息。全視角由AV-1概要與總結信息和AV-2綜合字典共兩個描述模型構成。

2 體系結構資源

體系結構資源是構建體系結構的基礎資源，美軍在體系結構建設的同時高度重視體系結構資源同步建設，投入大量人力物力，取得一系列卓有成效的成果，到目前為止支持DoDAF2.0版的體系結構資源主要有以下11種：①國防部信息企業體系結構，它提供了體系結構設計師在體系結構研發工作中必須遵守的重要原則、規則、約束和最優方法；②國防部體系結構注冊系統，所有國防部已有的和正在開發的體系結構都需要在這里進行注冊和存儲；③國防部信息技術投資組合存儲庫，它提供國防部相關的技術投資的資料，體系結構的系統元數據也在其中；④國防部信息技術標準和概要注冊庫，它是主要的商業IT標準的在線存儲庫；⑤聯合C4I計劃評估工具，用于正式評估系統和能力文件，可用于聯合參謀部互操作性需求驗證；⑥聯合通用系統功能清單，是描述為聯合能力提供支持的通用系統/服務的功能特性的詞典；⑦知識管理/決策支持，用于提交各種文檔和意見，進行歷史信息搜索及文檔狀態追蹤；⑧元數據注冊庫，存儲注冊的XML數據和元數據構件、數據庫段、參考數據表以及相關的元數據信息，包括體系結構的各種資源流和物理圖表；⑨海軍體系結構元素參考指南，提供海軍和海軍陸戰隊的標準術語索引；⑩服務注冊庫，提供服務注冊和存儲，包括體系結構的服務元數據；通用聯合任務清單，清單中確認了成功完成使命所需的能力。

3 結語

綜上可見，軍事信息系統體系結構框架的發展更加關注體系結構數據，強調對支持決策的數據的收集、組織和表現，體系結構中對系統描述的視角不斷擴大，同時針對信息作戰的要求適時地引入服務的概念，不同體系結構框架之間的融合和借鑒也成為一種趨勢。應當把握軍事信息系統體系結構框架發展的特點，在深入研究外軍軍事信息系統體系結構框架的基礎上，結合中國的國情軍情，盡快推出符合中國軍隊實際的軍事信息系統體系結構框架，從而為軍事信息系統的開發設計提供指導，切實提高中國軍隊信息作戰力能力。

[1] DoD Chief Information Office.DoD Architecture Framework Version 2.0[R].Washington: U.S.Department of Defense, 2009.

[2] MODAF Development Team.MOD Architecture Framework Version 1.2[R].London: U.K.Department of Defence, 2008 .

[3] NATO C3 Board.NATO Architecture Framework Version 3[R].[s.l.]:NATO, 2007.

[4] 施未來，陸敏.外軍體系結構的發展應用及啟示[J].通信技術，2010,43（02）：169-171.