基于UML的裝備保障指揮決策信息流模型

（空軍工程大學 防空反導學院，陜西 西安 710051）

1 引言

信息化的戰爭，必然要求信息化的裝備保障，而裝備保障信息化的關鍵是保障指揮手段的自動化[1]。地空導彈裝備保障指揮自動化主要是指裝備保障人員在戰前、戰時按照上級、本級的作戰要求利用有效的輔助決策手段，制定保障計劃和各種應對突發事件的預案，運用保障力量，保障防空戰役作戰行動順利進行[2-3]。而其中有效的輔助決策手段是以數據庫、專家系統、模型庫為基礎，通過統計、計算、推理等手段為一定問題給出一定條件下的決策信息或決策方案。因此，準確建立地空導彈裝備保障指揮決策模型就顯得非常重要。

地空導彈裝備保障指揮決策的內容復雜，涉及的實體多，既需要描述決策主體之間的關系，又需要描述主體之間的先后關系和活動過程，統一建模語言（UML）不但具有描述系統的靜態結構和系統動態行為的功能，還能從不同的角度為系統建模，并形成不同視圖[4]。因此，本文對于體系的概念建模采用UML的建模方法，從不同角度描述系統的功能、組成和運行，選用UML從靜態和動態兩個方面建立保障指揮決策模型。

2 地空導彈裝備保障指揮決策流程

裝備保障決策的輸入主要是裝備的需求信息和裝備環境信息，它輸出的是保障資源的種類、數量，保障活動的序列、保障方案等信息，其信息流程圖如圖1所示。

圖1 信息流程圖

地空導彈裝備保障指揮員在進行決策時，需要兩方面的信息：一是需求信息，二是資源信息[5]。當需求信息（器材、維修信息、受損裝備后送等）隨著從供應方（維修保障分隊、保障倉庫等）流動時，便引起了資源的流動，到達需要保障方時，便完成了保障任務，即信息完成了一次流程。通過資源的流動，需求得到解決。在實施防空作戰過程中信息有：戰役首長、上級保障機關、裝備保障指揮員發出的命令、指示、決心、請示、報告等。為了分析方便，把地空導彈裝備保障指揮自動化系統的信息流分為三類：指令信息流、狀態信息流、協調信息流。假設保障按照三級進行：作戰單元作為下級保障指揮中心；團（旅、師）作為中級保障指揮中心；軍區空軍（戰區綜合保障部門、空軍保障部門）作為上級保障指揮中心。在對物資、器材進行補充時，假設三級都可以直接與軍工企業或者供應商進行協調采購。其裝備保障指揮決策流程如圖2所示。

圖2 保障指揮決策流程圖

在圖中，下級保障指揮中心對應作戰單元，中級保障指揮中心對應團（旅、師）；上級保障指揮中心則對應軍區空軍（戰區綜合保障部門、空軍保障部門），三級都可以直接與軍工企業或者供應商進行協調采購。可以看出：地空導彈保障指揮系統是通過控制各種信息流，如指令信息流、狀態信息流、協調信息流、物資（人、知識、器材）流等來完成防空戰役保障任務的。戰前作戰單元通過本級單位的保障系統結合所要執行的防空戰役任務對自身的保障能力進行計算、評估完成本級保障方案的生成，中級保障機關得到下級保障單位送來的保障方案后，通過對本級的各種現有的保障資源、保障能力進行計算、分析、評價、優化生成中級保障方案。中級保障方案生成以后，可能中級保障仍然不能保障作戰單元的保障要求，這個時候上報上級保障指揮中心，通過上級保障部門進行協調解決。

3 保障指揮決策靜態模型

空戰役指揮中心（SADBCC）、專家遠程修理支援系統（ELDRS）以及器材供應（EP）。用例（Use Case）則包括了計算庫存數量（ELSC）、計算運輸能力（ETC）、計算隨車庫存（ESGWTS）、計算訓練損失（ETL）、估算裝備戰損（EELB）、計算維修保障能力（ERC）、預測裝備戰損（FELB）、庫存管理（SM）、戰場態勢估計（BSE）、生成保障方案（MSS）、計算保障能力（ESC）。

圖3 保障指揮決策用例圖

3.2 保障指揮決策類圖

所謂類圖（Class Diagram）是指一類或者一組具有類似屬性和共同行為的對象[7]，任何事物都可以看作是具有某些屬性和動態行為的對象。一個系統可以看成是一些不同類型的類組成的，類之間的各種關系反映了系統內部各種成分之間的靜態結構。保障指揮決策類圖如圖4所示。圖中的類由分成三層的矩形表示，頂層為類命，中間層存放類屬性，底層存放類操作。在圖4中主要考慮了下級保障指揮中心在計算本級的保障能力后，中級保障指揮中心根據自身的保障能力生成保障方案，通過保障機構實施。沒有考慮上級保障指揮中心，主要的原因是在保障的過程中，它沒有直接參與。

圖4 保障指揮決策類圖

3.1 保障指揮決策用例圖

所謂用例是指對系統提供的、完成功能的一種描述，執行者是那些可能使用這些用例的人或者外部的系統[6]。因此，用例圖重點從系統執行者的角度描述了系統需要完成什么樣的功能。通過該圖可以直觀看出系統中保障方案的制定者、執行者與保障實施所要完成一系列功能之間的關系，如圖3所示。其中，用例角色（Actor）主要包括下級保障指揮中心(JSCC)、中級保障指揮中心(ISCC)、上級保障指揮中心(SSCC)、保障執行機構（SEO）、上級保障部門（SSD）、下級防空戰役指揮中心（JADBCC）、中級防空戰役指揮中心（IADBCC）、上級防

4 保障指揮決策動態模型

圖6 保障指揮決策時序圖

4.1 保障指揮決策活動狀態圖

在UML中，活動圖本質上就是流程圖，它描述了系統的活動、判定點和分支等，被設計用于描述一個過程的步驟，以及活動中對象的狀態以及狀態的改變。在保障指揮決策中，涉及的活動關系比較多，本文只是對器材補充的過程進行分析，如圖5所示。

圖5 器材補充時的活動圖

在圖5中，下級保障指揮中心、中級保障指揮中心、保障執行結構、器材供應商四者發生了相互的關系。首先下級保障指揮中心檢查庫存情況（隨車庫存、倉庫存儲），發現不足則上報中級保障指揮中心，如果中級庫存可以滿足要求則保障機構執行保障命令。當中級庫存不能滿足時，則讓器材供應商直接提供所需的器材，下級接受器材，則操作完成。

4.2 保障指揮決策時序圖

時序圖（Sequence Diagram）描述了對象隨著時間的推移相互之間交換信息的過程。它主要顯示對象之間的動態合作關系，強調對象之間的消息發送的關系和順序，同時顯示對象之間的交互。用時序圖表示保障方案的生成、執行過程，如圖6所示。

在圖6中，下級保障指揮中心首先通過計算保障能力，而中級保障指揮中心利用下級送來的信息，生成了保障方案并送保障執行結構，保障方案在執行以后反饋給中級保障指揮中心和下級保障指揮中心，利用這些信息生成新的保障方案。

4.3 保障指揮決策協作關系圖

協作圖展現了一組對象，這組對象間的連接以及這組對象收發的消息。它強調收發消息的對象的結構組織，按組織結構對控制流建模。協作圖只對相互間有交互作用的對象和這些對象間的關系建模，它除了顯示對象間的關聯外，還顯示對象間事件協作關系。

由于篇幅的原因，本文只分析器材補充過程中相關對象的協作關系，其它的可以照此方法分析。如圖7所示，表示的是下級保障指揮中心補充器材時一系列事件過程，采用了2種方式：按級補充和越級直接補充。涉及到下級保障指揮中心、中級保障指揮中心、保障執行結構、器材供應商，事件主要有：下級保障指揮中心發送需求信息，中級保障指揮中心查詢庫存，命令保障指揮機構執行保障命令，保障指揮機構補充器材，供應商提供、補充器材。當下級保障指揮中心發出器材需求時，它有兩種選擇：一是直接與器材供應商聯系補充，二是上報中級保障指揮中心。中級保障中心得知需求信息后，查詢庫存，若可以滿足則命令保障執行結構進行器材補充，若發現不能滿足時，則通過供應商提供下級保障指揮中心所需求的器材，同時也給自己進行補充，使庫存保持一定量。通過分析可以看出按級補充的協作路線是：1→2→3→4→5或者1→2→3→8→7；越級補充的協作路線是：6→7。

圖7 器材補充協作圖

5 結束語

文中采用UML靜態視圖和動態視圖對地空導彈裝備保障指揮決策信息流進行了建模分析，解決裝備保障指揮自動化中指揮決策建模問題。從模型的表達形式和內容來看，將UML和信息流技術結合應用，具有直觀、精確、快速的優點，能夠較好地反映裝備保障指揮決策工作的各個方面，自動生成模型的圖形、連接，提供豐富的生成文檔，能夠被計算機執行和編譯。文中建立的裝備保障指揮決策的用例圖、類圖、活動圖、時序圖和協作關系圖等模型，為地空導彈裝備保障指揮自動化系統開發模型庫時提供一定的參考。

[1]季卜枚.信息化革命對軍事領域的影響[J].現代通信,2003,(11):23-25.

[2]宋華文,龔傳信.應加強裝備保障指揮自動化系統建設[J].指揮技術學院學報,2001,12(1):73-77.

[3]吳躍忠.裝備保障指揮[M].北京:解放軍出版社,2009.

[4]冀振燕.UML系統分析設計與應用案例[M].北京:人民郵電出版社,2003.

[5]封利民，龔傳信，等.基于SCM的裝備保障系統體系結構研究[J].海軍航空工程學院學報,2005,20(4):480-484.

[6]楊敦華.基于UML建模的電信產品域模型的研究[D].武漢:華中科技大學,2006.

[7]Joseph Schmuller,著,李虎,趙龍剛,譯.UML基礎、案例與應用[M].北京:人民郵電出版社,2005.