數據鏈技術在后勤保障中的應用需求研究

王文政，曹　琦

(后勤工程學院，重慶　401311)

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數據鏈技術在后勤保障中的應用需求研究

王文政，曹琦

(后勤工程學院，重慶401311)

摘要：為了加快信息化戰爭條件下后勤保障模式的轉變，實現以信息為主導，適時、適地、適量的精確后勤保障，提高后勤保障效能，提出了將數據鏈技術應用于我軍后勤保障的構想。分析了后方勤務數據鏈的概念、功能以及同其他信息系統之間的區別和聯系；對后方勤務數據鏈的體系架構進行了重點研究；針對基于信息化戰爭條件下后勤保障的特點和要求，分析了構建后方勤務數據鏈的可行性以及對后方勤務數據鏈組網建設的相關問題。

關鍵詞：后勤保障；后方勤務數據鏈；體系架構；建設

本文引用格式：王文政，曹琦.數據鏈技術在后勤保障中的應用需求研究[J].兵器裝備工程學報，2016(7):63-68.

Citation format:WANG Wen-zheng, CAO Qi.Research on Application Requirements of Data Link Technology in Logistics Support[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(7):63-68.

隨著信息技術的快速發展及其在軍事領域的廣泛應用，一場以信息化為核心的新軍事革命正在興起。在軍事后勤領域，為驅散后勤保障資源和后勤保障需求兩大“迷霧”，也正進行著如火如荼的信息化建設過程。如何實現后勤保障需求的實時、準確獲取以及“資源”和“需求”的有效對接，是后勤信息化建設成敗的關鍵環節，也是美軍提出“感知與反應后勤”理論[1]的根本出發點。

隨著信息技術的快速發展，我軍后勤信息化建設也已經步入快車道。除大量的理論研究外，諸多后勤信息系統已成功應用，并取得良好效果。然而，從某種意義上來說，目前后勤信息化建設還僅限于靜態后勤保障領域，無法實現緊急情況下的動態保障，特別是戰時的實時動態保障。同時，保障能力延伸的“最后一公里”，即從保障系統到保障對象的直聯互通，還沒有真正實現，無法適應當前基于信息系統的體系作戰后勤保障需求，而這正是提高信息化戰爭條件下后勤保障能力的關鍵，因此，后勤保障還需要積極探索合適的保障模式[2]。

信息化戰爭條件下，對部隊進行“適時、適地、適量”的精確保障已經成為各國軍隊后勤保障的目標，實現這一目標的關鍵在于及時、準確地掌握后勤保障相關信息。數據鏈技術[3]作為現代軍事電子信息系統的核心技術之一，能夠將戰場上各種戰術終端緊密連接在一起，構成海、陸、空、天一體化的作戰平臺，為上至最高指揮部、下至基本作戰單元乃至單兵，提供所需信息，從而大大增強體系作戰效能。

將數據鏈技術應用于后勤領域[4-5]，實現各種保障信息基于數據鏈在保障及被保障單元之間實時、安全、可靠的收集、處理與分發，并與現有網系互聯互通互操作，最終實現各種保障信息的有機融合、各種保障要素的綜合集成，各種保障力量的有效聚合，不僅可以實現保障的實時化和可視化，還可以實現保障的精確化和最優化，有效提高基于信息系統的體系作戰后勤保障能力，適應信息化后勤保障需求。

這方面的研究，美軍一直走在世界的前列。如戰斗指揮持續保障系統對后勤保障態勢的實時獲取、遠程醫療和遠程維修系統等對作戰部隊的實時保障等都體現了數據鏈技術對后勤保障的支撐作用[6-7]。

為此，本文提出將數據鏈技術應用于后勤保障領域，在論述后方勤務數據鏈相關概念的基礎上，重點分析后方勤務數據鏈的運行體系結構、系統體系結構和技術體系結構，最后對后方勤務數據鏈的組網建設進行簡要分析。

1后方勤務數據鏈基本概念

1.1定義

根據數據鏈的相關定義[3]及信息化戰爭條件下后勤保障的特點和要求[8]，可以將后方勤務數據鏈定義為在后勤保障相關終端之間自動傳輸格式化后勤保障相關信息的標準通信鏈路。其中，后勤保障相關終端不僅包括后勤保障人員、機構及裝備，還包括其保障對象；后勤保障相關信息不但包括保障資源信息還包括保障需求信息，不但包括后勤指控信息還包括后勤保障過程信息。同時，該定義還說明了后方勤務數據鏈本質上是具有標準傳輸特性的通信系統，與一般通信系統的最大區別在于能夠自動傳輸格式化信息，具有特定的報文標準。

后方勤務數據鏈的主要功能是在適當的時間，將適當的后勤保障相關信息提供給適當的對象，并以適當的方式進行分發和顯示。這樣，后勤保障力量就能夠在恰當的時間，把恰當的保障物資送到恰當的地點，從而實現利用后方勤務數據鏈所提供的信息優勢，實現“一體化精確保障”，最大化后勤保障效能。

1.2同其他系統之間的區別與聯系

作為C4ISR[9]的一部分，后方勤務數據鏈同戰術數據鏈、后勤資產可視化系統[10]之間既有區別又有聯系，如圖1所示。

如果參照美軍網絡中心戰C4ISR體系聯合規劃網、聯合數據網和復合跟蹤網的3層邏輯結構劃分[11]，那么后方勤務數據鏈與戰術數據鏈和后勤資產可視化系統同屬于聯合戰術網，主要用于傳送和顯示目標狀態、保障需求和指揮命令等戰術數據。

后方勤務數據鏈和戰術數據鏈在硬件構成上基本相同，但是應用的對象和實現的目標不同：后方勤務數據鏈主要應用于后勤保障領域，其目標是實現后勤保障相關信息的實時分發，消除“保障資源迷霧”和“保障需求迷霧”；戰術數據鏈主要應用于作戰領域，其目標是實現前方戰場信息的實時分發，獲取信息優勢；兩者也有一定重疊，因為有些作戰單元既需要通過戰術數據鏈傳遞戰術信息，也需要通過后方勤務數據鏈傳遞保障需求信息。囿于當前技術及現實因素，需要分別開展戰術數據鏈和后方勤務數據鏈的研究開發，但是，戰術數據鏈和后方勤務數據鏈的最終完全融合是一體化數據鏈發展的趨勢和目標所在。

后方勤務數據鏈和后勤資產可視化系統在實現目標上是一致的，都是為了實現高效的后勤保障，但是后勤資產可視化系統強調的是后勤資產的信息采集、傳輸和顯示，而后方勤務數據鏈重點實現后勤資產信息、后勤指控命令以及后勤保障需求等后勤保障相關信息的分發、處理和顯示，從而形成通用的后勤保障態勢圖；同時，為了實現“適時、適地、適量”的要求，相比較于后勤資產可視化系統，后方勤務數據鏈更強調信息傳輸的實時性；另外，后方勤務數據鏈還強調保障能力延伸的“最后一公里”，即后勤保障相關信息在保障與被保障單元之間的互聯互通，從這個意義上來說，后方勤務數據鏈是后勤資產可視化系統的有效擴充，是后勤保障力生成過程中的關鍵環節。

圖1　后方勤務數據鏈作用域示意圖

1.3系統組成

同戰術數據鏈一樣，后方勤務數據鏈的三大組成要素為：通信協議、報文標準、終端設備。通信協議用于規定系統各單元之間通過數據鏈進行信息交互的規則；報文標準用于規定數據鏈傳輸報文的格式以及不同字段的含義，以便于系統各單元之間的信息交互；數據鏈終端設備用于實現在約定的通信協議下，按照約定的報文標準進行信息交互。下面以圖2所示的后勤指揮機構同在途運輸分隊之間的數據鏈通信過程為例來說明后方勤務數據鏈的工作過程及各組成要素的作用。

后勤指揮機構通過傳感器得到某一關鍵路段大橋被毀的報告，于是，首先對此信息進行預處理；然后，戰術數據系統接收信息后，將其轉換為后方勤務數據鏈標準報文格式；數據終端設備加密報文，并將報文發射到后方勤務數據鏈網絡上；在途運輸分隊的數據終端設備接收到報文；解密報文；過濾掉不相關的報文；然后戰術數據系統從報文中提取內容并將信息顯示在多用途彩色顯示器上。

圖2　后方勤務數據鏈報文傳輸過程示意圖

2后方勤務數據鏈體系架構

統一的體系架構對于后方勤務數據鏈的開發和應用都是非常重要的。基于后勤保障的特點，同時考慮到將來構建一體化數據鏈的系統化、通用化需求，本節重點論述后方勤務數據鏈的運行體系結構、系統體系結構和技術體系結構3個方面內容。

2.1運行體系結構

運作體系結構描述了后方勤務數據鏈的組成部分及相互間的邏輯關系，并作為最上層體系結構指導系統體系結構與技術體系結構的構建。

如圖3所示，后方勤務數據鏈的主要組成部分包括組織/人員、數據環境、計算環境、管理環境、支撐環境以及各種硬件設備。

組織/人員主要由直接從事為軍事行動提供物資技術條件等保障活動的后勤保障人員、從事組織指揮活動的后勤指揮人員以及為后勤保障活動和組織指揮活動提供服務、保障的后勤輔助人員構成[9]。其中后勤保障人員又包括物資保障人員、油料保障人員、衛勤保障人員和運輸保障人員等。后勤輔助保障人員包括后勤防衛人員、后勤工程人員以及其他后勤輔助人員。

數據環境主要為收集和存儲各種數據提供服務。這里的數據主要包含兩類：后勤保障公共數據和后勤保障專業數據。兩者共同構成了后勤保障態勢數據，不僅包括后勤保障資源信息、后勤保障需求信息，還包括后勤保障過程信息，這些數據采用統一的格式和規范存儲，并進行統一管理，以實現信息的實時共享與高效應用。

計算環境主要實現各種信息處理功能，包括各種傳感器信息的數據融合、優化計算、各種保障方案的自動生成、保障效能評估等，以確保傳輸信息的有效、準確和精煉。

管理環境主要為后方勤務數據鏈運行過程中涉及的人員、過程、信息和數據等進行管理，包括報文格式化、系統運行所采用的各種通信協議等。

支撐環境主要是系統運行所需要的各種軟件工具，包括數據庫管理軟件、文檔處理軟件，優化計算工具、信息圖形化顯示工具等。

2.2系統體系結構

系統體系結構定義了實現運作體系結構所需的系統軟、硬件組成及各組成之間的相互關系。這里描述的系統體系結構不同于一般通信系統的協議分層模型，而是從整個系統的軟硬件組成的角度，將后方勤務數據鏈系統體系結構分為5層：設備層、支撐層、技術層、信息層和應用層，如圖4所示。

設備層主要體現構建后方勤務數據鏈的物資基礎，包括顯示設備、戰術數據系統以及數據終端設備。其中，顯示設備作為人機接口，主要實現操作員的信息輸入與接收信息的顯示。戰術數據系統(TICS)收發各種數據，并將其格式化或去格式化。數據終端設備(DTS)是數據鏈系統的核心部分，它控制著整個數據鏈的工作并負責與其他系統進行信息交換。

支撐層主要實現后方勤務數據鏈的軟環境建設，包括數據庫管理系統、數據融合系統、圖形圖像處理系統以及文檔處理系統和各種優化處理系統等。

技術層主要體現構建后方勤務數據鏈需要的各項關鍵技術，例如實現基本功能需要的數據通信技術、保證安全可靠的通信安全性技術和可靠性技術、實現信息收集處理的傳感器技術以及實現資產可視的可視化技術等。

圖3　后方勤務數據鏈運行體系結構

圖4　后方勤務數據鏈系統體系結構

信息層主要給出了后方勤務數據鏈傳輸的各種實時和非實時的后方勤務信息源，包括相關的戰場態勢信息、后勤指控信息、后勤防衛信息、技術保障信息、財務保障信息、營房保障信息、物資保障信息、交通保障信息、物流保障信息、醫療保障信息以及后勤保障態勢信息等。

應用層主要是后方勤務數據鏈的應用端口，包括單兵后勤保障態勢信息系統、后勤分部信息系統、集團軍后勤指揮信息系統、戰區聯勤指揮信息系統以及聯指后勤指揮信息系統等。其中，單兵后勤保障態勢信息系統主要應用于各類后勤保障分隊或后勤保障庫所等單位和人員。

2.3技術體系結構

技術體系結構定義了構建后方勤務數據鏈所采取的關鍵技術以及必須遵循的標準、規范和協議等。

如圖5所示，根據后方勤務數據鏈的特點，將其網絡協議模型分為5 層，由低到高依次為：物理層，數據鏈路層，網絡層，服務層和應用層。物理層是后方勤務數據鏈分層協議模型中的最低層，主要完成收發信機的頻率控制、數據的接收和發送、幀同步以及各種通知服務等。數據鏈路層是后方勤務數據鏈網絡分層協議模型中最重要的一層，該層負責信道訪問控制協議[12]以及OSI標準模型中數據鏈路層功能(如數據成幀、鏈路管理和差錯控制等)的實現。網絡層除在上下層之間完成數據的傳遞外，為提高系統容量，還要實現網絡多重化功能，負責子網的選擇接入等。當需要超視距傳輸時，網絡層還將為中繼節點實現路由選擇功能。服務層對消息進行編碼和解碼，使用預先指定的后方勤務數據鏈報文標準來格式化各種戰術數據，并將來自下層的格式化消息解封裝后送往應用層。應用層產生各種數據發送到服務層處理，同時接收來自服務層的解封之后的數據以支持各種戰術數據的應用，如監視、識別、任務管理、協同保障以及保密話音、參與者精確定位等。

圖5　后方勤務數據鏈技術體系結構

網絡管理包括網絡安全性管理、網絡可靠性管理和網絡資源管理。網絡安全性管理主要是為保證數據傳輸的安全性，后方勤務數據鏈在傳輸符號包的生成過程中，采用的一系列安全措施，包括報文加密技術、傳輸加密技術。網絡可靠性管理主要是為確保信息傳輸具有較強的抗干擾能力，后方勤務數據鏈采用的信道編碼技術、擴頻技術等。網絡資源管理主要是對網絡中的無線資源進行高效管理。

考慮到應用環境，技術體系結構規定了后方勤務數據鏈采用無基礎設施的無中心節點分布式網絡體系結構，在這種結構中，各個節點的地位是平等的，即使部分節點被擊毀，仍可正常運行,具有很強的抗毀性。術語標準采用軍事術語詞典和通信術語詞典。數據管理采用Oracle數據庫管理系統。各種應用軟件的開發，采用B/S結構，開發語言采用Java。

3后方勤務數據鏈建設

目前國外戰術數據鏈的發展已經非常成熟，我軍的建設也有了長足進步，由于戰術數據鏈和后方勤務數據鏈本質上相同，技術上通用，因此可以采用現有技術實現。由于采用相同的技術規范，這也為信息化戰爭條件下的所有參戰單元的互聯互通互操作能力需求打下良好的基礎。其次，我軍現有的以及在研的大量后方勤務業務軟件、大批高素質的后方勤務工作人員也為后方勤務數據鏈的開發和利用提供了一定的基礎條件。因此，后方勤務數據鏈的建設是可行的。

后方勤務數據連建設首要問題是做好詳細的需求分析，在明確系統應用范圍、系統實現功能的基礎上進行系統分析，提出整體需求，確定數據鏈的鏈路、鏈路節點和鏈路關系，明確各機構需求信息內容與來源。其次，依據后方勤務數據鏈的技術體系結構，確立統一的數據鏈通信協議，并對后方勤務數據進行規范，制定后方勤務數據鏈數據字典和報文格式。

在進行后方勤務數據鏈組網建設時，考慮到其應用環境，還應重點關注以下幾個問題：一是系統保密性，由于后方勤務數據鏈傳輸的都是保密性要求較高的戰術數據，因此，必須保證數據不被敵方截獲。二是系統抗干擾性[13]，由于后方勤務數據鏈不僅僅應用于平時，更重要的是應用于電磁環境較為復雜的戰時，加上敵方的惡意干擾，因此，要求系統具有較強的抗干擾能力。三是系統抗毀性，要求后方勤務數據鏈系統具有較強的抗毀能力，以保證在戰時遭到敵惡意破壞后，系統其他部分能夠繼續正常工作。四是系統實時性，信息的實時性在信息化戰爭條件下顯得尤為重要，這就要求后方勤務數據鏈必須具有較高的實時性，以達成后勤保障的信息優勢。五是系統數據傳輸速率，后方勤務數據鏈將要處理的信息量很大，甚至包括圖像和視頻信息，這要求系統具有較高的數據傳輸速率。

最后，在后方勤務數據鏈建設過程中，還應遵循事物發展的規律，首先實現從無到有的突破，發展應用范圍相對較小的數據鏈系統，然后發展具有綜合能力的數據鏈系統，并最終實現后方勤務數據鏈同戰術數據鏈的融合，構成一體化數據鏈系統。

4結束語

構建后方勤務數據鏈對我軍后勤保障具有重要的現實意義，不但豐富了信息化戰爭條件下后勤保障手段，而且提高了后勤保障的有效性、精確性，使得后勤保障能力在贏取信息化戰爭的過程中得以更好地發揮。本文首次提出了后方勤務數據鏈的概念，并對其體系結構進行了闡述，旨在推動后勤保障能力生成模式的轉變，加快后勤信息化建設。

在下一步的研究中，我們將重點關注后方勤務數據鏈建設的需求分析，并對其傳輸信息的內容和格式進行分析研究。

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(責任編輯周江川)

收稿日期：2016-02-02；修回日期：2016-03-02

基金項目：重慶市基礎與前沿研究計劃項目(cstc2014jcyjA40008)；重慶市高等教育學會高等教育科學研究課題(CQGJ13B532)

作者簡介：王文政(1980—), 男, 講師， 博士,主要從事后勤信息化理論與實踐研究; 曹琦(1976—)，男,副教授，博士，主要從事復雜系統建模與仿真研究。

doi:10.11809/scbgxb2016.07.015

中圖分類號：E917

文獻標識碼：A

文章編號：2096-2304(2016)07-0063-06

Research on Application Requirements of Data Link Technology in Logistics Support

WANG Wen-zheng, CAO Qi

(Logistical Engineering University, Chongqing 401311, China)

Abstract:In order to speed up the transformation of logistics support mode in the information war, and deliver the right material to the right locations at right time under the leadings of the information to improve the efficiency of logistics, the conception of application of the data link technology to logistics support was put forward. First of all, the paper discussed the concept, the function of the rear service data link system, and the difference and connection between with other information systems; and then, we focused on discussing the architecture of the rear service data link system. Finally, based on the characteristics and needs of logistics support in information war, the feasibility of constructing a rear service data link system was simple discussed, and other issues on the rear service data link system construction were analyzed.

Key words:logistics support; rear service data link system; architecture; construction

【后勤保障與裝備管理】