通用裝備保障數據資源建設關鍵問題研究

陳祥斌，張愛民，史 蕓

(1.軍事交通學院 裝備保障系，天津300161;2.軍事交通學院 汽車指揮系，天津300161)

信息時代的戰爭主要依靠信息制勝，誰擁有了更多、更有效的信息，誰就會在競爭中處于有利地位。而數據作為信息的載體，正日益受到人們的重視［1］。隨著我軍信息化建設的不斷發展，為適應新形勢和任務要求，推進通用裝備保障轉型建設、信息化建設和裝備保障科學發展，需要更準確、更及時、更全面地掌握通用裝備使用和保障的各類信息，運用科學合理的手段，有效記錄和應用各類信息。因此，開展以通用裝備保障信息獲取、處理、融合、共享、服務和應用為中心的數據資源建設勢在必行。

1 通用裝備保障數據資源建設內容

通用裝備保障數據資源建設，是實現基于通用裝備保障工作的信息獲取、數據采集、數據存儲管理、數據共享的綜合性信息系統工程，是通用裝備保障信息化基礎工程的重要組成部分。因此，必須結合信息化條件下通用裝備保障工作的實際，規范數據從產生到使用的全過程，為通用裝備保障信息系統互聯、互通、互操作提供數據標準支持，為系統之間的數據共享提供安全、可靠的支撐環境，為系統的運用提供準確及時的數據保障和服務［2］。

通用裝備保障數據資源建設以通用裝備保障工作中的各類數據資源為主體，以數據信息系統建設為支撐，以數據管理為保障，以數據標準規范為規則，構建通用裝備保障數據資源體系。主要包括數據資源、數據支撐環境、數據管理和標準規范4 個方面(如圖1 所示)。

圖1 通用裝備保障數據資源建設內容體系

1.1 數據需求

數據需求是數據工程建設的主體，根據通用裝備保障工作實際和特點，分析通用裝備保障數據需求，明確軍事需求數據、裝備編制數據、裝備性能數據、裝備結構及部件數據、裝備使用保障數據、裝備保障管理數據、裝備保障政策法規、成果情報資料等方面數據需求。

1.2 數據支撐環境

數據支撐環境是形成數據資源的技術手段和物資基礎，包括計算機網絡、硬件設備、軟件工具和各類功能軟件等。數據支撐環境主要明確數據采集、數據管理維護、數據查詢顯示，以及基于數據的各類信息服務和應用軟硬件的實現方案。

1.3 數據管理

通用裝備保障數據資源管理是及時補充更新數據、保證資源準確的主要手段，也是實現系統穩定運行的重要保證。因此，需要明確數據獲取、數據共享和數據維護等一整套數據管理辦法和機制。

1.4 標準規范

通用裝備保障數據量大、種類繁多，并與軍隊相關數據資源具有關聯性和共享性。因此，需要制訂各類通用裝備保障數據標準，通過數據的標準化、規范化建設，達到建立有效數據資源庫的目的。

2 標準體系

通用裝備保障數據資源建設的一個重要問題就是數據資源的標準，只有依據標準建設的數據源，才能無障礙地實現跨系統數據共享。科學的標準體系是促進通用裝備保障數據資源建設趨向科學合理化的手段［3］。通用裝備保障數據標準體系主要由指導類標準、通用類標準和專用類標準3大部分組成。

2.1 指導類標準

指導類標準是與標準制訂、應用和理解等方面相關的標準。它主要闡述通用裝備保障數據標準化的總體需求、概念、組成和相互關系，以及使用的基本原則和方法等，包括標準體系及標準化工作指南等。

2.2 通用類標準

通用類標準是通用裝備保障數據建設中具有共性的相關標準，包括數據標準、服務標準和管理建設標準。

(1)數據標準。包括元數據、分類與編碼、數據內容等方面的標準。

(2)服務標準。是提供通用裝備保障數據共享服務相關標準的總稱，包括目錄服務、數據訪問服務、數據分發服務等方面的標準，涉及數據和信息的發布、表達、交換和共享等多個環節，規范通用裝備保障論證數據的轉換格式和方法、互操作的方法和規則，以及認證、目錄服務、服務接口、圖示表達等各方面。

(3)管理建設標準。用于指導系統的建設，規范系統的運行和使用，包括數據匯交管理辦法、質量管理規范、信息安全管理規范、數據中心建設規范等。

2.3 專用類標準

專用類標準是根據通用類標準制訂出來的、滿足各層次論證任務數據資源建設需求的標準，重點是反映通用裝備保障論證數據特點和效能評估數據特點的數據類標準，如元數據內容、部件層次劃分、數據分類與編碼、數據模式、數據交換格式和數據采集規范等。

3 數據體系

根據通用裝備保障數據資源建設的需求，在全面梳理通用裝備保障數據資源建設成果的基礎上，明確數據資源建設所涵蓋的兵種專業，提出通用裝備保障論證評估數據資源建設的內容體系，按照“分布建設、分步實施、誰用誰建、誰建誰管”的原則開展數據資源的梳理、采集、加工、整理工作。

3.1 通用裝備保障數據資源分類

全面梳理通用裝備保障論證評估的各類數據資源，研究通用裝備保障論證評估數據資源的分類體系，建立面向共享交換的統一數據資源分類框架，是數據資源建設的前提條件。通用裝備保障數據資源可分為3 個部分。

(1)通用裝備保障基礎數據。包括裝備數據、裝備結構數據、保障系統編制數據、環境數據和文檔資料，對通用裝備保障工作起基礎支撐作用。

(2)通用裝備保障實測數據。包括裝備保障的方案、過程和結果數據，涵蓋了通用裝備保障的全過程。這些數據具有空間上多點分布、時間上連續、效應上關聯的特征，共有的特性是時間性，其表述的信息是和時間相關的。

(3)通用裝備保障仿真實驗數據。包括實驗任務數據、實驗評估仿真數據、實驗評估結果數據等。

3.2 通用裝備保障數據體系建設

通用裝備保障數據資源體系可按共享、代建和自建3 種途徑來建設。

(1)共享獲取的基礎數據。當前，全軍相關業務單位已經采集了大量的基礎數據，為了避免重復建設，并確保數據資源的權威性和一致性，通用裝備保障工作所需的基礎數據不再重新建設，可以通過相互協作、互惠互利的原則，實現基礎數據共享應用。比如裝備基本信息、特性數據、性能數據、編制編成數據、作戰保障數據、作戰對象數據等都可以從權威部門通過共享的方式獲取。

(2)需要代建的基礎數據。通用裝備保障數據體系中還有大部分數據需要補充建設，其中有些數據只有權威的業務部門利用相關的技術手段才能獲取。因此，為確保數據的準確性和權威性，必須依托這些權威業務部門來建設。比如，作戰想定和規則數據、氣象水文數據、電磁環境數據、測繪導航數據等可以委托相關單位代建。

(3)需要自建的基礎數據。通用裝備保障數據還有大部分數據是通用裝備保障所特有的，必須依靠各兵種專業自己建設。比如，軍械、裝甲、車輛、工程、防化、船艇裝備保障想定數據、保障力量運用數據、保障規則數據、保障單元及修理時間數據、保障單元故障模式及失效機理數據，以及相關的資料文檔等需要各依托建設單位根據自己的職能特點分工進行建設。

4 運行支撐環境

數據支撐環境是形成數據資源的技術手段和物質基礎，為通用裝備保障數據資源建設提供硬件支撐平臺和軟件應用環境，主要包括硬件設備、計算機網絡、軟件工具和各類功能軟件等，用于實現數據資源的轉換、數據采集、數據管理、數據維護、數據查詢展示，以及基于數據的各類信息處理、挖掘和應用。支撐環境可按照“1 個數據中心、6 個數據分中心”的模式來建設(如圖2 所示)。

數據中心與各分中心依托軍事信息網實現互連，并連接其他相關業務信息系統和平臺。數據中心建有郵件服務器、文件服務器、目錄服務器、數據服務器、安全服務器和應用服務器等，具有嚴格的網絡安全和保密措施，嚴格的數據共享與訪問控制。主中心數據庫負責日常運行維護，全面負責系統建設的管理和實施以及各兵種共享數據加載、調用。分中心數據庫，按各所、直屬單位、地域進行建設，各所、直屬單位自行負責領域的數據資源的生產、加工、維護和更新。各數據分中心按統一的技術架構進行數據支撐環境建設，采用統一的基礎設施、數據管理與共享服務平臺。不同的是，數據資源建設的內容和支撐環境建設的規模有所差異。

圖2 通用裝備保障數據中心共享關系

5 數據管理

依托通用裝備保障數據運行支撐環境，通過開發數據管理與服務平臺，實現通用裝備保障數據資源的有效采集、管理和共享服務。該平臺在數據匯交、數據管理、數據共享、信息安全等相關信息技術的支持下，依托軍事綜合信息網，實現對分布式數據庫和數據集的標準化和規范化管理、名錄發布、目錄服務、數據服務、延伸服務等功能。為了便于數據管理與共享應用，形成全軍統一的數據共享服務機制，避免重復開發，消除“煙囪系統”，數據中心根據實際需要，立足公共軟件和平臺，通過二次開發，補充研制相關軟件和工具，重點放在數據匯交、數據驗證、數據分析、數據挖掘等方面。

5.1 數據采集

數據采集方式應與通用裝備保障實踐工作相結合，通過制定數據采集上報規范，采用數據采集工具，優化裝備保障工作流程，簡化數據搜集工作，完成數據采集和數據的歸檔入庫。數據采集應做到要素齊全、格式規范、數據準確。主要功能包括數據錄入與匯交、數據質量檢驗、數據預處理、數據整理歸檔等。

(1)數據錄入與匯交。用于把原始數據錄入到相應的數據庫中，并通過數據接口將各相關業務系統的可用數據導入通用裝備保障數據資源庫中進行統一管理。

(2)數據質量檢驗。用于數據入庫前對原始數據和導入數據進行檢查。

(3)數據預處理。用于將原始數據按照一定的數據處理的方法或算法進行規范化和標準化處理。

(4)數據歸檔。主要是對結構化、半結構化數據和非結構化數據進行歸檔存儲。

5.2 數據整理

利用分布式數據庫技術、數據倉庫管理技術、元數據技術和網絡技術，建立以分布式為主、集中式為輔的標準化數據管理系統，提供對各類通用裝備保障數據及文檔的統一管理，涵蓋數據存儲、備份、容災、質量、報表、版本、權限、接口管理等功能。

(1)數據存儲管理。主要包括3 種數據存儲方式。一是在線存儲，可以實時訪問;二是近線存儲，即要借助一定的軟件和網絡來實現不同系統間的數據異地存放，以及需要時的數據回遷;三是離線存儲，即把數據存放在可以隨時脫離系統的磁盤、光盤等設備中。實際應用時，要根據數據類型、密級和用戶需求進行數據存儲。

(2)數據備份與容災管理。數據備份是為了防止用戶操作失誤、系統故障等意外原因導致數據丟失而將整個應用系統的數據或一部分關鍵數據復制到其他介質上，必要時能迅速恢復數據。容災系統需要建立2 套或多套功能相同的系統，互相之間可以進行狀態監視和功能切換，當一套系統因意外停止工作時，整個應用系統可以自動切換到另一套系統，確保整個系統的正常運用。

(3)數據質量管理。是對錄入數據質量在線監測，包括單字段、字段間的完整性、邏輯性和規則符合性在線監測并告警;對批量數據進行重復數據、缺失數據、邏輯錯誤、不一致數據的批量檢測、分析與輔助修正。

(4)數據報表管理。主要包括類似EXCEL 方式的報表設計，自定義復雜組合條件查詢，以圖、文、表復合方式展現報表內容，按指定報表樣式打印報表等。

(5)數據權限管理。是對不同種類數據、不同密級數據的訪問權限進行控制。

(6)外部數據接口管理。主要是對數據匯交時與通用裝備保障數據資源庫進行數據導入的各類數據接口進行管理。

5.3 數據共享

數據共享是數據從生產者手中通過各種方式將數據傳送到用戶的過程，包括數據發布、數據發現、數據分發與獲取、數據評價等。數據共享服務平臺作為數據提供者與數據使用者之間的媒介，實現資源數據的共享。

(1)數據發布。是將已生產的和標準化的數據傳送到數據分發系統中，包括元數據、數據本身、數據質量信息及相關信息。數據發布是用戶發現、獲取和評價數據的基礎。

(2)數據發現。主要是通過開發數據目錄服務系統，使用戶快捷地搜索到所需的相關數據信息。

(3)數據分發與獲取。主要是通過身份認證、權限控制和安全審計，按用戶數據訂閱要求分發相關數據。用戶可以通過在線下載、郵購、快遞或其他方式獲取數據。

(4)數據評價。是用戶對數據的內容進行判斷和評定，判斷數據是否符合自己的要求，對符合自己要求的數據，在數據使用結束后，對數據的質量信息進行評價。

5.4 數據分析

數據分析主要是建立基于通用裝備保障資源數據的評估和決策支撐模型體系，構建以性能水平評估、決策支持為目標，以數據統計分析、數據挖掘技術為核心的裝備決策支持體系。通過數據清理和集成，生成并分析相關數據，選擇不同的數據挖掘算法，設定不同的參數建立挖掘模型，進行數據挖掘操作，輸出挖掘結果，可根據需要提供定時或實時挖掘服務。

數據挖掘主要是從海量的通用裝備保障數據中發現隱含在內的客觀規律，發掘有用的信息，并實現數據資源整合、改造與重組，為輔助決策提供依據。主要包括數據總結、關聯分析、分類與預測、聚類分析、孤立點分析等任務。

5.5 數據維護

數據維護主要包括運維管理和安全管理。

(1)運維管理就是通過整合各種系統資源，并對資源的運行狀態進行檢測，對系統運行故障征兆進行預警，使維護人員能夠及時發現并排除故障，確保系統連續、可靠、安全運行，提高系統運行管理水平和服務保障水平。

(2)安全管理就是按照軍隊相關安全保密要求，提供必要的網絡安全、數據安全和密碼保護等安全基礎設施保障和病毒更新、漏洞掃描、補丁更新、安全審計、安全認證等公共安全服務，保障數據采集、傳輸、處理、發布等過程安全可信和用戶對試驗數據資源的受控使用，確保系統安全運行。

6 結 語

未來戰爭是以信息化為主要特點的一體化聯合作戰。在此背景下，以通用裝備保障數據資源建設推動通裝保障信息系統的整體建設，以數據為中心構建信息系統，以數據集成推動信息系統集成，重視數據法規和標準建設，構建一體化數據支撐環境，建立健全數據管理機制，促進數據共享，強化數據管理，最大限度地提高數據的使用價值，是通用裝備保障信息化建設的主要目標。

［1］ 羅強一，曹京春，胥少卿，等.數據工程在信息系統建設中的作用［J］.數字國防，2009(3):44-46.

［2］ 陳鵬.對軍隊數據工程建設的認識和思考［J］. 軍事通信學術，2008(2):15-17.

［3］ 林平，劉永輝，陳大勇.軍事數據工程基本問題分析［J］. 軍事運籌與系統工程，2012，26(1):14-17.