适应于多种应用场景和装载平台的机动式作战指挥系统总体设计∗
管东林1李冬梅2古英汉1
（1.海军研究院 北京 100036）（2.江苏自动化研究所 连云港 222006）
摘 要 论文针对机动式作战指挥的实际需求，讨论了适应于多种应用场景和装载平台的机动式作战指挥系统体系结构构建方法。在分析系统常见开设和运行方式的基础上，首先提出了由软件、台位、系统三个层次组成的可扩展体系结构构建方法，随后，设计了基于统一集成框架的核心功能封装和基于总线订阅分发的数据访问机制，为系统的轻量化设计和软件架构的动态构建创造了条件，最后提出硬件系统的通用性设计要求。
关键词 机动；指挥；体系结构；总体设计
1 引言
机动式作战指挥系统是地面、地下、机动的三位一体指挥所编成的重要组成部分，担负着战时备份、接替、加强固定指挥所的任务与作用。在日常训练、重大演习演练中，以及临机突发事件处置时，机动式作战指挥系统能够为指挥员提供方便灵活的指挥所开设保障手段。正是因为机动式作战指挥系统的应用广泛，装载平台多样（车载、船载等），对系统的硬软件设计提出了更高的要求，需要我们在开展方案论证时加以特殊考虑，通过核心要素的服务化封装和轻量化设计，实现软件架构的动态构建，提高系统的灵活部署与运用能力，以满足多样化任务保障需要。
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2 需求分析
机动式作战指挥系统平时作为固定指挥所的备份指挥所，前出指挥时可作为前进指挥所开设，一般都具备固定指挥所的主要功能，依托与其配套的预设阵地、机动通信系统、平台自身通信系统等，通过有线/无线/卫星等手段与上级及所属兵力互连互通，保障作战、训练、演练、处突等军事行动中的指挥任务。
（2）生产加工。在进行生产加工时，会对每一个环节进行统一的标识，并能根据标识进行生产监测，确保在加工时的产品绝对安全。
文中针对低功耗可穿戴设备[21]，提出了一种低复杂度、高效率的血压测量算法。此方法通过滑动均匀滤波、周期分割、基线校准、归一化等处理，识别出特征点并计算出特征值，进而回归分析建立SBP、DBP各自与特征值的关系表达式，实现无创连续的血压测量。本文的血压测量算法与实际的电子血压计具有较好的一致性，SBP与DBP一致性占比均达到95%以上，且SBP与DBP的精确度分别为0.45±6.57 mmHg和 0.09±4.75 mmHg，满足血压标准差不大于8 mmHg的要求。
按照担负的任务，机动式作战指挥系统有多种开设和运行方式。如表1所示。
研究发现，不同类型环境规制对产业升级的影响存在较大差别。模型 （2）的估计结果显示，命令型环境规制的三次项均在5%水平上显著，且命令型环境规制与产业升级之间随着环境规制强度的增加，产生 “N型”影响趋势，说明命令型环境规制对产业升级的影响效果明显。模型 （3）中经济激励型环境规制的效果并不显著，说明激励型环境规制对产业升级的作用并不明显，还有待进一步提高，其影响趋势为 “倒N型”。模型（4）同模型 （3）一般，志愿型环境规制对产业升级的影响趋势为 “倒N型”，且显著性很低，这说明工业企业和居民的环保意识还有待提升。
表1 常见的机动式作战指挥系统开设和运行方式
3 可扩展的体系结构设计
通过总体集成框架和订阅分发数据总线的设计，实现了机动式作战指挥系统核心功能模块的封装和灵活调用，为系统解构和重组创造了条件。
1）在通信系统的接口设计方面，应具备有线通信、无线通信、卫星通信等多种通信接入手段，各种通信手段互为备份；系统内部应具备光纤环网、被复线传输网以及局域网电口、电话接口等接口，内部互连应具有多种备份手段。
1）软件层
随着两国贸易摩擦不断加深，两国关系正处于紧张的对立阶段。这不仅影响了两国的经济交流与发展，还在一定程度上影响了两国人民的和谐关系，我国本着和平发展、以和为贵的态度与美国在贸易战中过招，为的是希望两国能在和平时代的当今作为世界的模范为世界做出榜样，并以真诚的态度希望美国能停止贸易战，为维护两国经济以及两国关系做出让步。因为两国的贸易战一旦打开，受影响的绝不仅仅只是中美两国的经济，也有可能进一步影响到世界经济的发展。就中美当前的关系来说，问题与冲突共同存在。因为在国与国之间，没有永远的朋友，也没有永远的敌人，只有永恒的利益。就中美目前的情况来看，还在政治影响、经贸摩擦等方面存在问题。
机动式作战指挥系统一般由指挥、情报分析、信息服务保障、网络通信以及电源等功能组成。开设方式、装载平台和运用场景的不同，对机动式作战指挥系统的设计提出了较高的要求，一是要求系统体系结构采用松耦合设计，确保能够按需拆分和重组；二是作战指挥、情报处理等核心功能具有可封装的能力，有利于在各种平台上的快速部署和轻量化运行；三是硬件系统应具有通用性，并具有较强的环境适应性。
2）台位层
台位层提供系统组装工具、系统部署工具、运行调度工具。系统组装工具提供软件构件化封装与管理、基于台位的系统组成配置、用户配置、基于软件构件的逻辑台位组装等功能；系统部署工具提供物理台位发现，逻辑台位安装与卸载等功能；运行调度工具基于系统组装和部署，实现台位构件运行调度功能。
3）系统层
系统层采用订阅/发布模型，结合多通道控制技术、数据实时分发技术，实现支持局域网和广域网数据按需订阅分发的数据分发系统，提供系统层的软件即插即用，数据按需订阅分发功能支持。
为适应多种组合方式和装载平台，机动式作战指挥系统的硬件应具有接口通用、易于拆卸组合、适应性强、抗毁能力强、可靠性高等特点。重点如下。
4 核心功能的服务化封装
在机动式作战指挥系统中，作战态势综合、方案计划生成、辅助推演计算、兵力指挥控制等核心功能模块以构件（插件）式进行设计。整体上采用基于构件技术的集成框架实现以及动态集成设计方法，实现对核心功能构件的加载和按需调度、UI资源的配置与生成、构件间的数据通信等功能。各构件具备独立开发能力，能够动态地加入到总体集成框架中，并且可被自由地删除和替换，增强应用程序的可运行、可扩展、可维护性。由构件之间通过接口、消息、命令等方式进行相互的调用，构件内高内聚，构件间低耦合，最终实现了核心功能在总体框架中的封装以及其他应用软件的柔性重组。其组成结构如图2所示。
在调用方式上，机动式作战指挥系统对人机交互界面进行重新定义和设计，包括菜单、工具栏、状态栏以及其他公共交互窗口等。在软件后台，依托软件数据传输总线提供服务化的访问机制，实现信息订阅/发布、组播推送和点对点通信等信息交换功能，为系统内各个应用构件之间提供统一的信息通信服务。基于订阅/发布的数据传输总线基于DDS 标准，在设计时构建一条支持构件即插即用、构件之间信息按需获取、具有高实时性、高可靠性的信息软总线，支持系统的动态重组和灵活部署，同时能够提供多样的服务Qos 配置，满足构件间不同的信息传输要求，并为各类应用构件提供便捷的应用接口，为系统提供应用构件无缝集成手段。
软件层提供基于框架的软件设计、开发、集成的技术和方法。软件框架采用软件构件的设计思想，结合软件设计模式，针对各类应用业务特点，对各类应用业务的基础功能和公共功能进行抽象和封装，提供业务核心逻辑，构建框架与构件、构件与构件之间的交互机制，建立系列扩展点及其扩展定制机制，实现业务应用软件框架式的灵活组装。
图1 可扩展的机动式作战指挥系统体系结构设计方法示意图
图2 机动式作战指挥系统核心功能构件的集成框架结构示意图
图3 机动式作战指挥系统基于订阅/分发的数据传输总线技术
针对机动式作战指挥系统应用场景和装载平台的多样性，应构建按需组配、动态组合的应用框架，采用标准接口和协议，设计模块化、标准化的软硬件平台，实现系统的灵活重组、动态部署、即插即用的扩展，提高系统的扩展性和灵活性。在体系结构设计上应重点解决软件层、台位层、系统层等三个层次问题，为系统轻量化设计和软件架构动态构建创造条件，保障系统快速、灵活、可靠的动态构建能力。
5 硬件通用化设计
一种可扩展的机动式作战指挥系统体系构建方法示意图如图1所示。
虽说是印刷科班出身，但在报业浸润多年，加之多个管理岗位的历练，郭献军已习惯于从多维角度切入去分析问题。采访中，他建议我们跳出固有的思维模式，让视野更广阔一些，而不是就印刷谈印刷。所谓眼光放远格局更大，我想，关于报纸与报纸印刷的未来，正是如此！
2）在指挥工作台的设计方面，台位硬件应尽量通用，当某指挥工作台故障时，即可由其他台位通过软件定义重组实现其功能，快速接替，确保系统主要功能快速恢复。
3）在服务器设计方面，关键服务器采用双机备份设计，确保关键业务的正常运行。
4）供电设计方面，采用冗余设计，应具有市电、电源车供电两种供电手段，各独立单元（如车载方舱等）设置UPS，可提供短时间持续供电。
5）在硬件外部设计方面，根据装载环境配备相应加固设备，提高系统的可靠性。对直接采购的商用设备进行再加固处理，确保设备能满足环境要求；各独立单元（如车载方舱等）的结构设计充分考虑环境要求，严格控制质量，确保外部的刚度、强度能满足装载平台振动及外部冲击要求；各独立单元（如车载方舱等）应配备空调设备，实现舱内温湿度的调节，改善设备工作环境条件。
图4 所示为指挥作业台的通用设计示意图，可组合为多席位会议桌、多席位联排、单席位、双席位背靠背等多种形式，以适应不同任务指挥保障需要。
图4 机动式作战指挥系统指挥作业台位通用化设计示意图
6 结语
机动式作战指挥系统在作战、训练、非战争军事行动等方面发挥着重要作用，通过集成化、轻量化设计，尤其是核心功能的封装和调用，以及硬件设备的通用化设计，有效解决不同应用场景和装载平台上开设及部署问题，有效发挥机动式作战指挥系统的作战使用效能，提高了各级指挥机构遂行多类型任务的能力。本文所提出的机动式作战指挥系统硬软件设计方法在海军多型多类机动式作战指挥系统中进行了广泛应用，取得了良好的效果。
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Overall Design of Maneuverable Command System Applying to Various Scenarios and Loading Platforms
GUAN Donglin1 LI Dongmei2 GU Yinghan1
（1.Naval Academy of Armament，Beijing 100036）（2.Jiangsu Automation Research Institute，Lianyungang 222006）
Abstract Concerning the actual demand of maneuverable command，this article discusses the building method of architecture of maneuverable battle command system. This method is suitable for various scenarios and loading platforms. First，based on analysis of common operation mode of system，a building method of extensible architecture consists of three levels including software，position and system is proposed. Then，a core function encapsulation mechanism which based on a unified integration framework and a data access mechanism based on bus subscription distribution are designed. These two mechanisms create the condition for lightweight design of system and for dynamic building of software architecture of system. Finally，general design requirements of hardware system are described.
Key Words maneuvering，command，architecture，overall design
中图分类号 TJ810
DOI: 10.3969/j.issn.1672-9730.2019.10.001
∗收稿日期: 2019年4月11日，
修回日期: 2019年5月26日
作者简介: 管东林，男，高级工程师，研究方向:指挥信息系统。
Class Number TJ810