軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架研究進(jìn)展

陸 敏，黃湘鵬，施未來

（①海軍指揮學(xué)院，江蘇 南京 211800；②海軍駐南京地區(qū)航空系統(tǒng)軍事代表室，江蘇 南京 210002）

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)爭形態(tài)也轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)的多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)。為獲得戰(zhàn)場取得信息優(yōu)勢，奪取戰(zhàn)爭勝利，一方面要求單個軍事信息系統(tǒng)的功能更為強大，另一方面還需要各信息系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)高效的信息共享，這些都對軍事信息系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)提出了更高的要求。諸多實踐都已證明體系結(jié)構(gòu)框架正是指導(dǎo)軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的頂層規(guī)范，也是實現(xiàn)諸多軍事信息系統(tǒng)綜合集成，充分發(fā)揮集成優(yōu)勢，實現(xiàn)體系對抗，獲得戰(zhàn)爭主動權(quán)的必然要求[4]。

1 軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架最新進(jìn)展

1.1 美國國防部體系結(jié)構(gòu)框架2.0版新變化

2009年 5月，美國國防部在美國國防部體系結(jié)構(gòu)框架（DoDAF, Department of Defense Architecture Framework）1.5版本的基礎(chǔ)上發(fā)布2.0版本。它以企業(yè)體系結(jié)構(gòu)為焦點，以服務(wù)于國防部核心決策過程為目的，以國防部元模型作為數(shù)據(jù)的組織形式，核心內(nèi)容是以數(shù)據(jù)為中心的方法，強調(diào)對高效決策所需數(shù)據(jù)的收集、存儲和維護(hù)，而將創(chuàng)建支持決策的體系結(jié)構(gòu)放在了第二位。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計師和利益攸關(guān)方可以根據(jù)自己的特點和需要自由選擇和開發(fā)視圖，以確保采用“適用的視圖”來提供可視化的導(dǎo)出信息。與早期的版本相比，DoDAF2.0的新變化主要表現(xiàn)在：

(1)以數(shù)據(jù)為中心

體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的重點從以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)移到以數(shù)據(jù)為中心，重點關(guān)注將決策數(shù)據(jù)作為信息提供給決策者。創(chuàng)建了DoDAF元模型，強調(diào)數(shù)據(jù)“適用”原則，引入適用視圖概念，同時增加數(shù)據(jù)信息表現(xiàn)形式的種類，在原有文本、表格、圖片的基礎(chǔ)上，增加儀表板圖、餅狀圖、融合視圖和組合視圖。

(2)提出“適用”原則

在DoDAF2.0中將“適用”定義和描述為與特定的項目或使命目標(biāo)一致的體系結(jié)構(gòu)描述[1]。由于不同層次上體系結(jié)構(gòu)描述的用途或用法會在內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)上有所差別，將體系結(jié)構(gòu)描述按照“適用”的原則進(jìn)行裁剪，可以幫助不同體系結(jié)構(gòu)之間的理解，有助于不同層次上數(shù)據(jù)對決策的支持。

(3)術(shù)語概念上的變化

DoDAF元模型：它取代早期版本中的核心體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型，是一種定義了體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理交換規(guī)范。

DoDAF描述模型：是根據(jù)數(shù)據(jù)分類采集特定數(shù)據(jù)的模板，在每個模型中都映射了DoDAF元模型的概念、關(guān)聯(lián)和屬性。

視圖：填充體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)后的模型稱為視圖，它用于表示特定類型的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和導(dǎo)出信息，DoDAF早期版本中的產(chǎn)品就具有視圖的作用。

適用視圖：是用戶定義的視圖，是為某個特定目的（即“適用”）而創(chuàng)建的數(shù)據(jù)子集。

視角：多個視圖的有機組合。

體系結(jié)構(gòu)描述：用適當(dāng)?shù)亩x將視角進(jìn)行組合就構(gòu)成了體系結(jié)構(gòu)描述。

(4)擴展、增加視角

將邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型和概念數(shù)據(jù)模型合并，放入新創(chuàng)建的數(shù)據(jù)信息視角；標(biāo)準(zhǔn)視角中增加業(yè)務(wù)、商用標(biāo)準(zhǔn)和條例描述；作戰(zhàn)視角中增加功能（業(yè)務(wù)的、情報的、作戰(zhàn)的等）規(guī)則和約束描述；增加能力視角和項目視角，反映國防部能力投資組合和采辦的影響。

(5)借鑒其他體系結(jié)構(gòu)框架的研究成果

在能力視圖中采用了英國國防部體系結(jié)構(gòu)框架MODAF中用于支持采辦的數(shù)據(jù)元素[2]；采用了北約體系結(jié)構(gòu)框架 NAF中定義的能力視圖和項目視圖[3]；采用的“適用”視圖、表現(xiàn)形式源于開發(fā)工作組體系結(jié)構(gòu)框架TOGAF中的業(yè)務(wù)視圖、數(shù)據(jù)視圖、應(yīng)用視圖和技術(shù)視圖。

1.2 體系結(jié)構(gòu)視角和描述模型

體系結(jié)構(gòu)視角是經(jīng)過選擇后組織起來的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的集合，目的是使數(shù)據(jù)可視化，從而易于理解。體系結(jié)構(gòu)描述可以采用圖板、融合視圖、文本、組合視圖或圖形等可視化形式，來表現(xiàn)在體系結(jié)構(gòu)開發(fā)過程中收集的數(shù)據(jù)和導(dǎo)出的信息。DoDAF2.0中給出了8類共52個體系結(jié)構(gòu)描述模型，在實際應(yīng)用中并不是所有的模型都必須創(chuàng)建，具體創(chuàng)建哪些模型需要以決策者的需要為基礎(chǔ)。

(1)能力視角

為體系結(jié)構(gòu)描述中的能力提供戰(zhàn)略背景。與執(zhí)行特定的活動進(jìn)程的整體構(gòu)想相關(guān)聯(lián)的企業(yè)目標(biāo)，或在特定的標(biāo)準(zhǔn)和條件下，通過各種方法和手段的組合去完成一組特定的任務(wù)，實現(xiàn)預(yù)期效果的能力都是能力視角需要描述的內(nèi)容。能力視角由七個描述模型構(gòu)成，分別是CV-1能力構(gòu)想、CV-2能力分類、CV-3能力階段劃分、CV-4能力依賴關(guān)系、CV-5能力到組織開發(fā)的映射、CV-6能力到作戰(zhàn)活動的映射、CV-7能力到服務(wù)的映射。

(2)作戰(zhàn)視角

描述組織、任務(wù)或需要完成的活動，以及他們之間為完成國防部的使命而必須交換的信息。包括所交換信息的類型，交換頻率，該信息交換所支持的任務(wù)或活動，以及信息交換的種類。作戰(zhàn)視角由九個描述模型構(gòu)成，分別是OV-1高層作戰(zhàn)概念圖、OV-2作戰(zhàn)資源流描述、OV-3作戰(zhàn)資源流矩陣、OV-4組織關(guān)系圖、OV-5a作戰(zhàn)活動樹、OV-5b作戰(zhàn)活動模型、OV-6a作戰(zhàn)規(guī)則模型、OV-6b狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述和OV-6c事件追蹤描述。

(3)服務(wù)視角

描述提供給作戰(zhàn)活動或支持作戰(zhàn)活動的系統(tǒng)、服務(wù)和相互聯(lián)系功能的信息。這些功能和服務(wù)資源及組成部分支持作戰(zhàn)活動，與OV中的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相聯(lián)系，為信息交換提供便利。服務(wù)視角由十三個描述模型構(gòu)成，分別是SvcV-1服務(wù)背景描述、SvcV-2服務(wù)資源流描述、SvcV-3a系統(tǒng)-服務(wù)矩陣、SvcV-4服務(wù)功能描述、SvcV-5作戰(zhàn)活動到服務(wù)的追溯矩陣、SvcV-6服務(wù)資源流矩陣、SvcV-7服務(wù)度量矩陣、SvcV-8服務(wù)演變描述、SvcV-9服務(wù)技術(shù)和技能預(yù)測、SvcV-10a服務(wù)規(guī)則模型、SvcV-10b服務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述和SvcV-10c服務(wù)事件追蹤描述。

(4)系統(tǒng)視角

獲取的是有關(guān)支持作戰(zhàn)活動的自動化支持系統(tǒng)、系統(tǒng)間的相互聯(lián)系及其他系統(tǒng)功能的信息。系統(tǒng)視角由十三個描述模型構(gòu)成，分別是SV-1系統(tǒng)接口描述、SV-2系統(tǒng)資源流描述、SV-3系統(tǒng)-系統(tǒng)矩陣、SV-4系統(tǒng)功能描述、SV-5a作戰(zhàn)活動到系統(tǒng)功能的追溯矩陣、SV-5b作戰(zhàn)活動到系統(tǒng)的追溯矩陣、SV-6系統(tǒng)資源流矩陣、SV-7系統(tǒng)度量矩陣、SV-8系統(tǒng)演變描述、SV-9系統(tǒng)技術(shù)和技能預(yù)測、SV-10a系統(tǒng)規(guī)則模型、SV-10b系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移描述和SV-10c系統(tǒng)事件追蹤描述。

(5)項目視角

獲取的是有關(guān)工程項目如何按組織分組為一個連續(xù)的采辦計劃的投資組合信息。它提供了描述多個采辦計劃間相互關(guān)系的方法，其中每個采辦計劃負(fù)責(zé)交付一個單獨的系統(tǒng)或能力。項目視角由三個描述模型構(gòu)成，分別是PV-1項目投資組合關(guān)系、PV-2項目時間表和PV-3項目到能力的映射。

(6)標(biāo)準(zhǔn)視角

描述體系結(jié)構(gòu)中用到的各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、實施協(xié)定、標(biāo)準(zhǔn)選項、規(guī)則和準(zhǔn)則，用于管理給定體系結(jié)構(gòu)描述中的系統(tǒng)以及系統(tǒng)單元或服務(wù)單元。標(biāo)準(zhǔn)視角由StdV-1標(biāo)準(zhǔn)概要和StdV-2標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測共兩個描述模型構(gòu)成。

(7)數(shù)據(jù)和信息視角

描述獲取業(yè)務(wù)信息需求和結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)流程規(guī)則。包括與體系結(jié)構(gòu)描述中的信息交換相關(guān)聯(lián)的信息，如屬性、特性及其相互關(guān)系。該視角的模型所獲取的數(shù)據(jù)需要由多個利益攸關(guān)方來共同考慮。數(shù)據(jù)和信息視角由DIV-1概念數(shù)據(jù)模型、DIV-2邏輯數(shù)據(jù)模型和DIV-3物理數(shù)據(jù)模型共三個描述模型構(gòu)成。

(8)全視角

是體系結(jié)構(gòu)描述中與所有視圖相關(guān)的頂層內(nèi)容，它提供與整個體系結(jié)構(gòu)描述有關(guān)的信息。全視角由AV-1概要與總結(jié)信息和AV-2綜合字典共兩個描述模型構(gòu)成。

2 體系結(jié)構(gòu)資源

體系結(jié)構(gòu)資源是構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)資源，美軍在體系結(jié)構(gòu)建設(shè)的同時高度重視體系結(jié)構(gòu)資源同步建設(shè)，投入大量人力物力，取得一系列卓有成效的成果，到目前為止支持DoDAF2.0版的體系結(jié)構(gòu)資源主要有以下11種：①國防部信息企業(yè)體系結(jié)構(gòu)，它提供了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計師在體系結(jié)構(gòu)研發(fā)工作中必須遵守的重要原則、規(guī)則、約束和最優(yōu)方法；②國防部體系結(jié)構(gòu)注冊系統(tǒng)，所有國防部已有的和正在開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)都需要在這里進(jìn)行注冊和存儲；③國防部信息技術(shù)投資組合存儲庫，它提供國防部相關(guān)的技術(shù)投資的資料，體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)元數(shù)據(jù)也在其中；④國防部信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和概要注冊庫，它是主要的商業(yè)IT標(biāo)準(zhǔn)的在線存儲庫；⑤聯(lián)合C4I計劃評估工具，用于正式評估系統(tǒng)和能力文件，可用于聯(lián)合參謀部互操作性需求驗證；⑥聯(lián)合通用系統(tǒng)功能清單，是描述為聯(lián)合能力提供支持的通用系統(tǒng)/服務(wù)的功能特性的詞典；⑦知識管理/決策支持，用于提交各種文檔和意見，進(jìn)行歷史信息搜索及文檔狀態(tài)追蹤；⑧元數(shù)據(jù)注冊庫，存儲注冊的XML數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)構(gòu)件、數(shù)據(jù)庫段、參考數(shù)據(jù)表以及相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息，包括體系結(jié)構(gòu)的各種資源流和物理圖表；⑨海軍體系結(jié)構(gòu)元素參考指南，提供海軍和海軍陸戰(zhàn)隊的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語索引；⑩服務(wù)注冊庫，提供服務(wù)注冊和存儲，包括體系結(jié)構(gòu)的服務(wù)元數(shù)據(jù)；通用聯(lián)合任務(wù)清單，清單中確認(rèn)了成功完成使命所需的能力。

3 結(jié)語

綜上可見，軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架的發(fā)展更加關(guān)注體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，強調(diào)對支持決策的數(shù)據(jù)的收集、組織和表現(xiàn)，體系結(jié)構(gòu)中對系統(tǒng)描述的視角不斷擴大，同時針對信息作戰(zhàn)的要求適時地引入服務(wù)的概念，不同體系結(jié)構(gòu)框架之間的融合和借鑒也成為一種趨勢。應(yīng)當(dāng)把握軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架發(fā)展的特點，在深入研究外軍軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國的國情軍情，盡快推出符合中國軍隊實際的軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框架，從而為軍事信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計提供指導(dǎo)，切實提高中國軍隊信息作戰(zhàn)力能力。

[1] DoD Chief Information Office.DoD Architecture Framework Version 2.0[R].Washington: U.S.Department of Defense, 2009.

[2] MODAF Development Team.MOD Architecture Framework Version 1.2[R].London: U.K.Department of Defence, 2008 .

[3] NATO C3 Board.NATO Architecture Framework Version 3[R].[s.l.]:NATO, 2007.

[4] 施未來，陸敏.外軍體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展應(yīng)用及啟示[J].通信技術(shù)，2010,43（02）：169-171.