基于SOA的軍事電子信息系統仿真架構技術分析

章偉

（武漢輕工大學 湖北省武漢 430023）

基于SOA的軍事電子信息系統仿真架構技術分析

章偉

（武漢輕工大學 湖北省武漢 430023）

在過去的軍事電子信息系統仿真領域當中，HLA是應用較為普遍的體系架構，但是由于其中存在著很多問題，因此難以滿足現代軍事電子信息系統仿真的要求。基于此，對SOA進行了應用，其核心是共享和服務，同時協議和標準較為開放，再加上其松散耦合性，對于系統組件重用、互操作等較為方便，能夠對復雜的軍事仿真系統進行更加有效的建立。基于此，本文對基于SOA的軍事電子信息系統仿真架構技術進行了分析。

SOA；軍事電子信息系統；仿真架構技術

前言

在軍事電子信息系統當中，主要是為了提供一個良好的試驗環境，從而實現訓練研討、試驗評估、綜合集成、系統頂層設計等工作。在研制軍事電子信息系統的過程中，軍事系統仿真包含著很多的任務，例如支持系統研制建設、支持部隊綜合使用、以及支持系統采辦管理等。同時，其也包含了不同層次的內容，主要是戰略層、戰役層、戰術層、技術層等方面。而面對這些復雜的任務和內容，基于SOA的仿真架構技術都能夠有效的應對。

1 軍事電子信息系統仿真架構模型

1.1 仿真架構層次劃分

在軍事電子信息系統仿真架構模型當中，主要包括仿真應用層、仿真服務體系層、仿真服務中間件平臺層、仿真基礎資源層等層次。其中，仿真應用層在整個仿真服務體系中，是最終的用戶，在SOA體系架構中，也發揮著服務消費者的作用，對于系統分析評估、仿真支撐工具開發、異地分布仿真系統開發等，都能夠提供支持作用。仿真服務體系層中主要有輔助服務、復合應用服務、仿真應用公共服務、仿真運行管理服務等服務體系，在SOA當中，具有核心性的作用。其能夠提供給房展應用層服務，對系統開發運行加以支持[1]。仿真服務中間件平臺層主要是在仿真服務的運行過程中，提供必要的核心服務和運行環境。在中間件平臺中，包含了用戶管理、作業、安全等服務。在SOA之下，.NET平臺、J2EE平臺等應用都較為廣泛。在仿真基礎資源層當中，針對仿真系統論證開發提供了相應的資源，例如軍用算法、地理信息庫、仿真模型庫、基礎數據、裝備數據庫、作戰想定庫等。在軍事仿真當中，數據是最為重要的基礎性內容，其中的基礎數據能夠不受環境、模型變化的影響，例如部隊編制數據、作戰環境數據等。

1.2 基于SOA的仿真環境

為了對基于SOA的軍事電子信息系統仿真環境進行進一步的完善和優化，應當對面向服務仿真系統的運行、建模、管理、開發等工具進行優化，從而更好的支持仿真環境的建立。基于仿真用戶的角度，在基于SOA的仿真環境當中，要能夠有效的激烈和管理各種資源，為仿真成員提供開發功能，并且對整個仿真系統提供開發功能。同時應對運行支撐功能進行有效的提供，管理整個環境的運行、配置等[2]。對于戰場的狀態，要利用三維動畫和二維動畫的形式進行模擬，提供可視化的仿真過程。同時應提供評估分析功能、可供研討集成環境，對仿真環境進行有效的利用，對整個作戰系統研討、武器裝備等都要進行良好的支持。

2 分層仿真服務體系

2.1 仿真服務體系層次劃分

在SOA架構技術當中，服務是重要的核心部分，因此在設計應用當中，要想取得更為良好的效果，正確的服務設計理念是必不可少的。在仿真服務體系中，主要包含了仿真服務訪問總線、仿真基礎服務、數據訪問服務等層次，在重組服務和管理服務的過程中，分層服務體系具有很大的優勢，對仿真應用、仿真基礎服務等，可通過仿真服務訪問總線進行分離，對于仿真基礎服務、數據資源，則可通過數據訪問服務分離，這樣能夠使數據資源、仿真應用等和服務之間的耦合性得到降低[3]。

在仿真服務訪問總線中，可暴露出服務應用，并且通過服務總線實現消費者調用服務，以及不同服務的交互，對于路由、數據轉換等，服務總線也能夠實現。仿真基礎服務中，能夠實現仿真應用層對仿真應用界面服務、仿真邏輯功能、仿真運行管理等，具體如輔助服務、復合應用服務、仿真應用公共服務、仿真運行管理服務等。在數據訪問服務中，集成了多個異構數據源，在訪問中可對標準數據接口進行應用，在描述當中則應用通用數據格式。在數據訪問服務中，對于數據格式不一致、數據源異構等都能夠進行屏蔽。

2.2 仿真基礎服務設計重點

在仿真服務資源當中，仿真基礎服務是一個非常關鍵的部分，采用以Web為基礎的HLA/RTI，能夠實現仿真運行管理服務。通過對HLA標準的運用，能夠實現數據分發管理服務、時間管理服務、所有權管理服務、對象管理服務、聲明管理服務、聯邦管理服務等[4]。在廣域網環境中，利用該技術還能夠對系統運行支撐環境進行仿真，在仿真聯邦成員之間，通過Web服務標準，對其互操作和數據交換加以實現。在對仿真應用公共服務進行建立的過程中，對于現有的仿真資源，應當進行充分的應用，而現有的仿真系統資源，在開發過程中主要是采用的基于組件、面向對象的技術，因此服務的實現也可以分為不同層次，分別為復合服務、Web服務、組件層、類/對象層等。對于特定功能組件，可通過組織類和對象加以實現。通常是由多個組件構成的服務，并且由多個服務組成的復合服務。在設計服務的過程中，采用Web服務形式，并不能對整個系統的所有服務加以實現。如果需要在系統內部調用高頻率大數據量，則應當對IIOP、COM等技術進行應用，能夠提升其實際性能。此外，還包含了仿真系統配置管理、模型檢索、仿真資源管理等輔助性的服務[5]。

3 仿真服務的封裝

3.1 封裝原則

在SOA當中，需要根據相應的原則來設計服務，杜宇松散耦合、基于接口、服務可發現等服務，在服務平臺開發中就能夠得到確保，而還有一些原則，就應當在實際設計服務的過程中，根據實際情況進行考慮。在對服務設計粒度大小進行確定的時候，應當對已有的仿真資源進行參考，封裝現有仿真組件，使之形成服務，或是對需要的服務利用組合現有服務形成。在不同的顆粒度層面上，SOA都能夠實現，因而在SOA系統的設計當中，控制服務粒度是非常重要的[6]。其中，細粒度接口主要應對具體方法的不同操作，而粗粒度接口則是面對完整處理任務。對于仿真服務的力度，應當根據數據的接受和發送量、以及服務功能等進行定義，主要包括組合服務、粗粒度服務、細粒度服務等。其中粗粒度服務主要是對較大的業務功能加以實現，而細粒度則是為了應當最小功能。在面向服務原則中，對于可組合原則十分重視，在和其它服務進行組合的過程中，基于實際需求能夠快速實現，無需對是否需要其它服務組合才能完成工作的情況進行考慮。在服務可組合性原則中，對于設計服務操作十分重視，因此需要進行標準化的設計。

3.2 實現方式

在服務實現的過程中，組件、類/對象等，具有重要的支持和輔助作用，在服務實現當中，采用Web Service、DCOM、CORBA等方式，都應當采用組件、類的方式，來封裝實現邏輯，從而提升靈活性、獨立性等性能。采用Web服務的方式，實現作戰流程服務，充足作戰流程服務可由BPEL4WS語言實現。采用Web的方式實現廣域網交互服務，在Web服務當中，在跨越防火墻的通信當中，可應用SOAP協議實現，在調用者、服務者之間，能夠良好的松耦合性。要根據系統實際情況，來決定局域網交互服務。在算法服務中，一般在系統內部、本地組件進行應用，因此無需進行Web服務方式的封裝，利用COM組件等方式即可。服務需要對服務進行共享，則可對DCOM或CORBA的方式加以運用。此外，顯示服務、界面操作服務等，大多在系統內部、本地進行應用，并且調用頻率很高，因此，可以利用COM組件等方式進行。

4 基于SOA架構的軍事仿真系統開發過程模型

在SOA軍事仿真系統當中，可以對MDA的開發思想進行應用。開發人員在仿真服務行為邏輯PIM的設計當中，采用MDA的方法，之后可以利用工具自動完成服務仿真應用集成、以及PIM到PSM、代碼生成等步驟。此外，在仿真系統的開發當中，通過對MDA的應用，可以通過人工的方式來調整和改動工具自動生成的代碼，從而在設計階段就能夠集成測試仿真系統，對其中的問題和漏洞進行修復。在實際的開發過程中，通過分析面向服務系統，對系統需求加以明確，并對相應的仿真概念模型進行建立。對系統中的關鍵領域問題進行定義，并對SOA的潛在范圍加以確定，對各個服務層進行定制。

對服務的構建進行選擇，并且明確需要對哪些邏輯進行封裝。在總體設計面向服務系統的過程中，要對服務層次進行選擇，對核心SOA標準進行行為，并且設計各個層次的服務。在設計過程中，應當以系統要求為基礎，對仿真服務資源進行充分應用。開發基于MDA服務的時候，先對服務平臺無關模型PIM進行建立，通過UML中核心模型來代表PIM，通常采用的是UML圖表。然后要將PIM轉換為PSM，可通過對相關轉換規則的利用來實現。其中，服務涉及的功能是由PIM定義的，而功能在具體平臺當中如何實現則是由PSM進行明確。在Web服務當中，將PIM轉換為PSM，能夠與WSDL、SAOP進行對應。在PIM和PSM之間信息反饋這一模型修改迭代過程中，是基于MDA服務開發實現的。最后將代碼在這些具體UML當中形成，并對服務功能邏輯加以完善。

在服務測試當中，需要測試服務質量、異常條件、接口、功能、性能等服務。在部署服務的過程中，關系到服務開發平臺，需要對服務描述部署問題、新增服務對現有服務的影響、服務和用戶安全賬號設置、服務分布等方面的問題進行考慮。在測試和構建仿真應用系統的時候，在已有仿真服務和新構建仿真服務的基礎上，能夠對仿真應用系統進行快速重組，從而完成測試。在管理服務的過程中，則主要包含了檢測性能瓶頸、跟蹤管理服務信息、監控服務使用情況。

5 結論

在基于SOA的軍事電子信息系統仿真架構技術當中，SOA當中離不開Web服務技術、應用平臺、正確的應用方法、良好的設計理念等方面的內容，在仿真系統的開發當中，如何在仿真系統架構中對SOA的理念進行融入，是最為關鍵的部分。基于此，通過本文的論述期望能夠為SOA理念在軍事電子信息系統仿真中的應用提供借鑒和思考。

[1]章巴生，孫武，徐常凱.基于SOA的軍事物流信息系統規劃[J].物流科技，2010，11：104～106.

[2]舒振，陳洪輝，羅雪山.基于SOA的軍事電子信息系統體系結構開發方法[J].現代防御技術，2010，03：45～52.

[3]舒振，馬建威，羅雪山.基于SOA的新型指揮控制系統體系框架及開發方法[J].兵工自動化，2010，08：49～52+56.

[4]汪貽生，馮云，王豐，王銳淇.基于SOA的軍事物流信息系統總體架構研究[J].后勤工程學院學報，2011，04：72～77+87.

[5]聶凱，汪厚祥，井小沛，何皎.面向服務的海戰場指揮信息系統體系結構框架[J].現代防御技術，2013，03：88～93+110.

[6]張睿，王之騰，張宏軍，徐寶宇，張洪軼.淺析建模與仿真領域的現狀與發展趨勢[J].系統仿真學報，2013，S1：52～55.

TP391.9

A

1004-7344（2016）09-0271-02

2016-3-10

章 偉（1992-），男，漢族，湖北荊州人，本科，研究方向為電子信息科學技術、通信。