環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享平臺研究

萬軍 ，朱蕾 ，朱玉琴

（1.中國兵器工業(yè)第五九研究所，重慶 400039；2.重慶市環(huán)境腐蝕與防護(hù)工程技術(shù)研究中心，重慶 400039）

環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源是武器裝備環(huán)境分析、設(shè)計(jì)選材和環(huán)境影響防護(hù)的重要依據(jù)，無處引進(jìn)、不可替代，是支撐武器裝備研制的重要基礎(chǔ)。其內(nèi)容包括自然環(huán)境數(shù)據(jù)、平臺誘發(fā)環(huán)境數(shù)據(jù)、電波環(huán)境數(shù)據(jù)以及環(huán)境對裝備的影響數(shù)據(jù)。隨著環(huán)境試驗(yàn)工作大規(guī)模的開展，積累的環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，而各單位依托科研項(xiàng)目建立的數(shù)據(jù)庫因?yàn)閿?shù)據(jù)格式的不兼容和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)共享。數(shù)據(jù)資源得不到有效且深層次利用的現(xiàn)狀急需改進(jìn)，因此建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺的需求也日趨強(qiáng)烈。

筆者根據(jù)多年來從事環(huán)境試驗(yàn)與信息系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，對環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺的框架搭建進(jìn)行了初步構(gòu)思。

1 共享平臺建設(shè)的目的

建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享平臺是為新材料的研發(fā)、武器裝備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)、選材防護(hù)以及環(huán)境適應(yīng)性的評價(jià)服務(wù)，以促進(jìn)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享和深層次利用為目的，構(gòu)建能夠覆蓋環(huán)境試驗(yàn)與觀測專業(yè)管理職能部門、相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和國防科技環(huán)境試驗(yàn)站網(wǎng)的數(shù)據(jù)資源共享平臺。

2 共享平臺框架設(shè)計(jì)

通過環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺框架設(shè)計(jì)，理清數(shù)據(jù)管理平臺為主體的總平臺與環(huán)境試驗(yàn)相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)組成的子平臺之間的關(guān)系，明確共享平臺的服務(wù)對象，共享平臺數(shù)據(jù)資源、平臺運(yùn)行所需要的各種保障體系以及平臺必須具備的服務(wù)功能。

2.1 兩級平臺

整個(gè)共享平臺框架體系大致由環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源管理平臺和分布在全國各地的環(huán)境試驗(yàn)管理機(jī)構(gòu)、研究機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)網(wǎng)站共同組成的子平臺構(gòu)成。管理平臺與各子平臺通過專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互連、互通，共同構(gòu)成環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享平臺網(wǎng)絡(luò)體系。管理平臺從子平臺收集、整理環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，整合入平臺資源庫供用戶使用。

2.2 三大保障體系

環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)整個(gè)過程都必須采用統(tǒng)一規(guī)范的體系來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，能保證數(shù)據(jù)資源的質(zhì)量和各子平臺與管理平臺的同步運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，至少需要建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、安全保障、運(yùn)行管理三大保障體系。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系主要解決平臺信息資源整合問題，規(guī)范數(shù)據(jù)資源從采集、加工、組織管理、維護(hù)更新、發(fā)布、集成等流程，實(shí)現(xiàn)信息資源標(biāo)準(zhǔn)化和資源整合標(biāo)準(zhǔn)化。安全保障體系主要包括建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺統(tǒng)一的安全認(rèn)證和授權(quán)管理體系，完善日志、審計(jì)等安全機(jī)制，建立健全數(shù)據(jù)資源共享的審核與責(zé)任制度。運(yùn)行管理體系建立平臺組織管理機(jī)構(gòu)并明確其管理職責(zé)，確立數(shù)據(jù)資源共享服務(wù)方式，制訂整個(gè)平臺運(yùn)行維護(hù)管理辦法等各種保障機(jī)制，保障平臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 四類數(shù)據(jù)資源

四類數(shù)據(jù)包括平臺整合自然環(huán)境數(shù)據(jù)、平臺誘發(fā)環(huán)境數(shù)據(jù)、電波環(huán)境數(shù)據(jù)以及環(huán)境對裝備的影響數(shù)據(jù)，通過平臺的管理功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)合理存儲和有效管理，通過完善的網(wǎng)絡(luò)體系和共享機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。

2.4 五大平臺功能

2.4.1 信息采集功能

環(huán)境試驗(yàn)與觀測相關(guān)研究機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)站是環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享平臺的數(shù)據(jù)源，通過平臺的信息采集功能，能夠收集到大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和各種相關(guān)信息，這些數(shù)據(jù)和信息是共享平臺提供服務(wù)的基礎(chǔ)，也是產(chǎn)品環(huán)境設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2.4.2 信息交換功能

信息交換是平臺信息共享的基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)整合、信息過濾、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)（如數(shù)字簽名）、信息自動(dòng)更新、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能，以便于數(shù)據(jù)規(guī)范和有效利用。

2.4.3 信息管理功能

環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，須通過優(yōu)良的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和目錄管理來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理，通過靈活可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平臺數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，通過共享平臺后臺功能管理實(shí)現(xiàn)共享平臺功能的擴(kuò)展，以適應(yīng)用戶不斷變化的需要。

2.4.4 信息發(fā)布功能

環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源平臺主要以門戶網(wǎng)站的形式向用戶發(fā)布信息和提供相關(guān)服務(wù)。信息發(fā)布平臺實(shí)現(xiàn)的功能如下。

1）針對不同層次、不同需求的用戶實(shí)現(xiàn)各類基本信息的發(fā)布：目錄發(fā)布、目標(biāo)定位發(fā)布、遠(yuǎn)程發(fā)布、增量式發(fā)布、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)布、多媒體發(fā)布、發(fā)布風(fēng)格定制等功能。

2）針對高層次用戶提供基于知識發(fā)現(xiàn)的智能查詢服務(wù)。如共享平臺對用戶提交的查詢條件進(jìn)行分析，從數(shù)據(jù)庫中查詢出用戶需要的數(shù)據(jù)和與之關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)將查詢結(jié)果加以分析，以圖形或歸納出文字的形式反饋給用戶。相對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢，得出的查詢結(jié)果更加友好、人性化，可以直觀觀察數(shù)據(jù)的變化規(guī)律和與之關(guān)聯(lián)的信息，以幫助用戶做出正確的決策。

3）初步實(shí)現(xiàn)針對某些裝備部件、材料在典型環(huán)境下的壽命預(yù)測或在未知地區(qū)腐蝕情況的預(yù)示。

2.4.5 安全管理功能

建立用來保障共享平臺運(yùn)行，符合相關(guān)規(guī)定的安全管理體系，包括操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全、認(rèn)證服務(wù)（對登錄用戶身份進(jìn)行認(rèn)證）、授權(quán)管理、系統(tǒng)分級使用、數(shù)據(jù)加密、安全審計(jì)、數(shù)據(jù)備份、網(wǎng)絡(luò)安全、病毒防范等管理措施。

3 共享平臺的技術(shù)特點(diǎn)

平臺框架設(shè)計(jì)應(yīng)滿足平臺性、開放性、擴(kuò)展性、可靠性和穩(wěn)定性要求。

1）平臺性。環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)兼容多種數(shù)據(jù)和信息資源的共性和個(gè)性。邏輯上，管理平臺分用戶前臺和后臺管理兩個(gè)部分。后臺能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息的海量存儲、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源靈活高效的管理；前臺能分類別分層次的展現(xiàn)各類數(shù)據(jù)和信息資源，不受資源種類、數(shù)量和結(jié)構(gòu)的限制，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠體現(xiàn)平臺結(jié)構(gòu)思想。這樣，管理平臺與子平臺之間建立數(shù)據(jù)資源共同建設(shè)、共同維護(hù)、共同使用的和諧關(guān)系。

2）開放性。平臺連接了環(huán)境試驗(yàn)與觀測專業(yè)各相關(guān)研究、管理機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)網(wǎng)站，面向裝備設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)單位，因此共享平臺的軟、硬件設(shè)計(jì)須符合國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、支持通用的數(shù)據(jù)格式和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，使管理平臺與子平臺之間不存在技術(shù)壁壘，同時(shí)也最大程度地利用現(xiàn)有軟、硬件資源。制定有限度的數(shù)據(jù)資源共享管理辦法，分類別分層次的為用戶提供相應(yīng)的資源共享，以便更好的為裝備設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)單位服務(wù)。

3）擴(kuò)展性。共享平臺具備較強(qiáng)的擴(kuò)展性，平臺硬件采用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的主流硬件設(shè)備，硬件之間的兼容性強(qiáng)，兼容老舊型號硬件設(shè)備，通過支持國際主流協(xié)議兼容未來硬件設(shè)備。共享平臺軟件結(jié)構(gòu)靈活多變，可通過后臺管理功能的擴(kuò)充滿足用戶對平臺功能擴(kuò)展的需求。平臺預(yù)留相應(yīng)接口，能夠集成第三方算法，通過新算法的加入達(dá)到平臺功能提升的目的。

4）可靠性和穩(wěn)定性。共享平臺，特別是管理平臺應(yīng)采用性能先進(jìn)、穩(wěn)定性好的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)骨干設(shè)備、服務(wù)器組及存儲設(shè)備，從而保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)作。在平臺設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到平臺的冗余度設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫應(yīng)設(shè)計(jì)為雙機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)；底層數(shù)據(jù)庫能具備周期備份、增量備份等安全手段；系統(tǒng)具備安全日志、自動(dòng)復(fù)原、軟件多級保護(hù)等安全措施，增強(qiáng)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺軟、硬件可靠性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

通過管理平臺為主體的總平臺與分布在全國各地的環(huán)境試驗(yàn)管理機(jī)構(gòu)、研究機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)網(wǎng)站形成的子平臺共同組成的兩級平臺，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、信息安全、運(yùn)行管理組成的三大保障體系，集合自然環(huán)境、平臺誘發(fā)環(huán)境、電波環(huán)境以及環(huán)境對裝備的影響四大數(shù)據(jù)資源，設(shè)計(jì)信息采集、信息交換、信息管理、信息發(fā)布、安全管理五大功能模塊，逐步形成體系完整、規(guī)范管理、結(jié)構(gòu)合理、功能全面、專網(wǎng)共享、安全保障、應(yīng)用方便、高效快捷的面向國防科技工業(yè)十大軍工集團(tuán)的環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享平臺，最終達(dá)到環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源共享和對信息資源深層次利用的目的，為新材料的研發(fā)、武器裝備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)、選材防護(hù)以及環(huán)境適應(yīng)性的評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)和重要的數(shù)據(jù)支撐。