指控信息系統數據解析關聯平臺設計

王 健，王 薇，王 斐，解 彪，劉 健

（北方自動控制技術研究所，太原 030006）

0 引言

信息化條件下的作戰，為了使得對戰場態勢的感知更加準確，運用了多種信息化技術手段，也使得戰場數據呈現來源廣泛、數量龐大、更新迅速等新的特點［1］。美軍認為當前信息化作戰的根本目標是奪取“信息優勢”，不僅包括有效地阻止敵對方獲取信息數據，還包括高效地采集、處理、傳遞和利用有效信息［2］。各級指揮員在獲取大量作戰信息的同時，快速準確地提取和加工有效信息，并科學地利用有利的信息和知識來進行戰場指揮決策，成為突出且亟待解決的問題［3］。目前，國內的指控裝備只能在作戰通信時，按需存儲指揮報文類數據，采集的信息數據具有單一性［4］；其次，保存的信息數據具有原始性，沒有全面地分析數據情報及指揮命令，不能有效地掌控和保存作戰時完整的戰場情況［5］；再次，指控裝備對所存儲信息數據的處理也基本停留在單一類型、單一作戰單元數據的業務查詢階段［6］，并未對指揮信息系統數據進行全面的融合和關聯分析，造成對戰場情況的感知不夠準確，不足以支撐戰后的過程重演和故障分析。

1 數據解析關聯平臺硬件設計

1.1 硬件設計

數據解析關聯平臺的硬件部分為數據采集裝置，由處理器模塊、存儲模塊、功能模塊和交換模塊等4 部分組成。主要完成數據的采集、存儲等工作，并將采集到的音視頻和報文信息提供給數據分析管理軟件，以便進行數據分析、重演和評估分析。數據采集平臺的組成框圖如圖1 所示。

1.2 應用場景分析

數據解析關聯平臺可部署在指揮控制系統各類新老裝備上，具有較強的兼容性，作為指揮控制系統的“黑匣子”裝備，通過接入車內局域網完成車內及車際通信數據的采集、存儲等工作，并將采集到的音視頻和非格式化數據提供給應用軟件，以便進行數據分析、過程重演和評估分析。數據解析關聯平臺的應用場景如圖2 所示。

2 數據解析關聯平臺軟件設計

數據解析關聯平臺軟件采用模塊化設計思想，將數據與業務邏輯解耦分離。數據采用專有任務方式進行分析處理，業務邏輯采用Java 技術+存儲過程方式實現。數據解析關聯平臺軟件由數據采集模塊、數據解析模塊和數據關聯分析模塊3 部分組成。

圖1 數據解析關聯平臺硬件設計框圖

2.1 數據采集模塊設計

數據采集模塊主要負責實現指揮控制信息系統數據的采集、過濾和去重。其中數據采集是利用網絡數據采集技術，來實現對網絡層所有數據的獲取；數據過濾是指增加特定的過濾機制實現指定協議、數據源、數據目的等的過濾；數據去重是將由于兩次端口鏡像產生的重復數據包進行去重處理。數據采集模塊的工作流程如下頁圖3 所示。

2.2 數據解析模塊設計

數據解析模塊的設計采用多維遞進解析模式，分別解析參考模型各層的協議首部，這種方法可以有效地提高數據解析的效率。經數據采集模塊過濾后，僅保留網絡層符合IP 協議的數據包，在數據解析模塊中先進行協議的逐層解析，最后再進行底層數據的具體解析。數據解析模塊工作流程圖如圖4 所示。

圖2 數據解析關聯平臺應用場景

圖3 數據采集模塊工作流程圖

2.3 數據關聯分析模塊設計

關聯分析主要對作戰時各作戰單元指控裝備間的通信數據進行綜合，分析判斷數據傳輸過程。關聯分析的過程包括在戰爭演習結束后將多個數據解析關聯平臺采集的數據按一定條件導入到本地，進行不同條件內容下的相互之間的關聯分析以及最終關聯結果的展現。數據關聯分析模塊流程圖如圖5 所示。

3 測試結果

圖4 數據解析模塊工作流程圖

圖5 數據關聯分析模塊流程圖

搭建指揮控制系統車內局域網環境，包括兩個及以上裝有某旅指揮控制系統軟件的不同角色席位、車通控制系統、車內網絡攝像系統，模擬真實作戰環境下指揮車內部及車間通信系統，測試數據解析關聯平臺在復雜作戰環境中各類數據（包括報文類、音頻類、視頻類數據）的采集解析及關聯分析情況。測試結果如圖6 所示。

圖6 測試結果

測試結果表明，指控信息系統數據解析關聯平臺可以采集指控系統內大量的指揮控制報文及音視頻等異構數據，并且可以準確地解析出原始的報文及會話數據，同時通過音視頻的正常播放，測試了數據解析關聯平臺采集數據的完整性。

4 結論

本文面向未來戰場，通過研究相關技術，設計并實現了指控裝備信息數據解析關聯平臺。實際測試表明，指控裝備信息數據解析關聯平臺數據采集完整，戰場數據解析準確，數據關聯分析完整可靠，可穩定有效地應用于指揮控制領域，為指揮員在復雜戰場條件下決策提供數據支撐。