炮兵指揮信息系統(tǒng)情報(bào)獲取能力優(yōu)化

石景嵐，童 力，郭偉鋒

(中國(guó)人民解放軍63891部隊(duì)，河南 洛陽 471003)

0 引言

指揮信息系統(tǒng)是為完成不同任務(wù)需求，開發(fā)的基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的應(yīng)用系統(tǒng)［1］。獲取情報(bào)是系統(tǒng)應(yīng)用的目的之一，情報(bào)獲取能力是反映指揮信息系統(tǒng)綜合集成性能與水平的關(guān)鍵指標(biāo)。通常，作為戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用的炮兵指揮信息系統(tǒng)需要正確獲取其上下級(jí)指揮所、偵察單元及武器平臺(tái)的多種類情報(bào)信息，為其戰(zhàn)術(shù)決策提供依據(jù)。在系統(tǒng)研制與驗(yàn)收過程中都需要對(duì)情報(bào)獲取能力進(jìn)行充分的測(cè)試，以獲得對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化的信息。

進(jìn)行充分的測(cè)試需要所有與系統(tǒng)具有信息交互關(guān)系的各類平臺(tái)，搭建這些平臺(tái)與系統(tǒng)之間進(jìn)行情報(bào)信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用符合系統(tǒng)實(shí)際使用要求的情報(bào)產(chǎn)生和傳輸模式，對(duì)情報(bào)獲取的正確性、實(shí)時(shí)性等做出評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)集成的各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題進(jìn)行分析，以便采取相應(yīng)的優(yōu)化方法，提高系統(tǒng)的綜合性能。

1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、協(xié)議與情報(bào)傳輸分析

炮兵指揮信息系統(tǒng)為炮兵戰(zhàn)術(shù)指揮控制服務(wù)，其通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和部隊(duì)編制、作戰(zhàn)指揮原則和作戰(zhàn)樣式相適應(yīng)，基本結(jié)構(gòu)形式為樹型［2］。群團(tuán)級(jí)戰(zhàn)術(shù)指揮信息系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，在群、營(yíng)、連各級(jí)指揮所內(nèi)部，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備將本級(jí)的數(shù)據(jù)和話音指揮終端組成局域網(wǎng)，執(zhí)行TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息和話音信息在指揮所內(nèi)部的交換。各級(jí)的通信控制處理機(jī)是系統(tǒng)自組網(wǎng)以及與其他具有信息交互關(guān)系的平臺(tái)進(jìn)行組網(wǎng)的通信控制設(shè)備，完成有線、無線通信手段的控制，對(duì)外路由選擇和協(xié)議轉(zhuǎn)換。偵察信息機(jī)和火炮終端以有線和無線方式接入各級(jí)指揮所，進(jìn)行情報(bào)信息的交互。

情報(bào)傳輸通信網(wǎng)絡(luò)采用報(bào)文分組交換體制，在各級(jí)的通信控制處理機(jī)中將報(bào)文拆分為適合信道設(shè)備傳輸?shù)拈L(zhǎng)度，對(duì)有線和無線傳輸采用不同的路由機(jī)制，將報(bào)文分組轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)指揮所的通信控制機(jī)，在此重新將分組組裝成報(bào)文，傳輸至指揮終端計(jì)算機(jī)。

圖1 戰(zhàn)術(shù)指揮信息系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖中，①代表各級(jí)通信控制處理機(jī);②代表各級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī);③代表各級(jí)指揮終端;④ 代表各級(jí)語音終端;▽代表各無線通信子網(wǎng)的同頻電臺(tái);□代表各級(jí)信息機(jī)。

2 情報(bào)獲取能力影響因素分析

作為情報(bào)信息的直接使用者——群指揮計(jì)算機(jī)，在獲取發(fā)送方情報(bào)信息的過程中要經(jīng)歷以下環(huán)節(jié):接口、通信線路、通信控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、通信軟件及應(yīng)用軟件。

在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，信息機(jī)是偵察器材與群指揮所的接口，接口通信協(xié)議不匹配直接影響偵察情報(bào)信息的正確接收。營(yíng)指揮所以及群的上級(jí)指揮所和友鄰指揮所通過有線或無線方式與群進(jìn)行報(bào)文交換，有無線通信線路沿途的噪聲干擾會(huì)帶來傳輸誤碼。通信控制設(shè)備對(duì)報(bào)文的拆分、重組錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致接收到的情報(bào)失真;分組到達(dá)通信控制設(shè)備時(shí)，若隊(duì)列已滿則產(chǎn)生分組丟失(也稱“丟包”)［3］。網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議本身，是非可靠的、無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)分組在傳輸中可能丟失、投遞無序或重復(fù)投遞［4］。在指揮終端計(jì)算機(jī)上通常安裝通信代理服務(wù)軟件和應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件通過通信代理軟件接收其他指揮終端的信息或向其他終端發(fā)送信息，底層通信軟件在向上層應(yīng)用軟件投遞報(bào)文或從上層應(yīng)用軟件接收?qǐng)?bào)文過程中，程序設(shè)計(jì)缺陷等問題，都將導(dǎo)致接收方不能正常接收信息。尤其是在大批量情報(bào)信息傳輸過程中，更易暴露出上述各方面的問題。

3 情報(bào)獲取能力測(cè)試環(huán)境與方法

3.1 測(cè)試環(huán)境

圖2是對(duì)群指揮所獲取情報(bào)能力進(jìn)行測(cè)試的硬件環(huán)境。

圖2 情報(bào)獲取能力測(cè)試環(huán)境

情報(bào)獲取能力測(cè)試的目的是從作戰(zhàn)使用的角度驗(yàn)證系統(tǒng)集成的合理性，充分發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在集成各個(gè)環(huán)節(jié)隱藏的問題，為優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供第一手資料。據(jù)此目的，設(shè)計(jì)測(cè)試環(huán)境應(yīng)滿足情報(bào)傳輸對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)容量的要求，情報(bào)產(chǎn)生和傳輸方式應(yīng)與作戰(zhàn)實(shí)際使用方式一致。

群指揮所情報(bào)獲取來源主要有上級(jí)師指揮所、友鄰群指揮所、若干個(gè)下級(jí)營(yíng)指揮所以及若干個(gè)偵察保障單元，這就要求通信網(wǎng)絡(luò)中各級(jí)指揮所的節(jié)點(diǎn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與終端的數(shù)量以及所屬偵察信息機(jī)的數(shù)量應(yīng)達(dá)到實(shí)際要求的最大規(guī)模，同時(shí)，應(yīng)保證通信鏈路中各設(shè)備的真實(shí)性［5］。

炮兵作戰(zhàn)指揮中使用的情報(bào)信息由偵察器材通過探測(cè)得到，信息機(jī)作為偵察器材與指揮所的接口轉(zhuǎn)換設(shè)備，完成必要的硬件接口轉(zhuǎn)換和情報(bào)信息的格式轉(zhuǎn)換。偵察器材以自動(dòng)方式輸入接口設(shè)備信息，接口設(shè)備自動(dòng)完成QDB81格式偵察信息向炮兵專用情報(bào)信息格式的轉(zhuǎn)換，并將信息發(fā)送給指揮所。各級(jí)指揮所之間傳遞信息，是經(jīng)指揮員對(duì)本級(jí)情報(bào)進(jìn)行篩選、融合等處理后的信息，以人工發(fā)送方式向上下級(jí)和友鄰指揮所通報(bào)。

通過上述分析，測(cè)試環(huán)境需達(dá)到實(shí)際使用要求的規(guī)模，偵察情報(bào)信息的產(chǎn)生與發(fā)送方式為自動(dòng)，各級(jí)指揮所間情報(bào)信息傳輸方式為手動(dòng)。偵察情報(bào)利用模擬信息源產(chǎn)生，以便于實(shí)現(xiàn)炮兵偵察、測(cè)地、氣象等多種類信息的產(chǎn)生，以及便于控制模擬信息的自動(dòng)傳輸。

3.2 測(cè)試方法

在上節(jié)所述測(cè)試環(huán)境的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)情報(bào)獲取能力測(cè)試的步驟是:① 輸入測(cè)試信息;② 采集輸出信息;③對(duì)輸出信息的判斷。

輸入測(cè)試信息的類型包括目標(biāo)信息、炮兵氣象信息及炮兵測(cè)地信息等情報(bào)信息。目標(biāo)信息由模擬信息源，師、友鄰及下級(jí)指揮所產(chǎn)生。氣象和測(cè)地信息由模擬信息源產(chǎn)生。采集輸出信息，即在群指揮所指揮終端上顯示、存儲(chǔ)接收到各類情報(bào)信息，對(duì)輸入和輸出各類信息的數(shù)據(jù)項(xiàng)的正確性等進(jìn)行判斷。

4 系統(tǒng)測(cè)試問題分析與解決

4.1 系統(tǒng)測(cè)試問題分析

下面對(duì)測(cè)試中的幾個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析。

①群指揮所在接收信息機(jī)發(fā)送的炮兵專用格式偵察信息時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行正常;但在接收由模擬信息源發(fā)送的QDB81格式的偵察信息時(shí)，應(yīng)用軟件出錯(cuò)，程序無法運(yùn)行。研究發(fā)現(xiàn)，群應(yīng)用軟件對(duì)2種不同格式報(bào)文的解析處理程序沒有進(jìn)行區(qū)分，把對(duì)專用格式報(bào)文的解析程序應(yīng)用于QDB81格式報(bào)文的解析而導(dǎo)致程序出錯(cuò)。

②在有線通信條件下，群指揮所在接收單路情報(bào)信息時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行正常，而在接收最大規(guī)模配置的情報(bào)信息，在應(yīng)用軟件上出現(xiàn)有些信息重復(fù)多次收到，有些信息遺漏。通過在底層通信服務(wù)軟件上監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)通信軟件已正確收到所有報(bào)文，進(jìn)一步對(duì)通信服務(wù)軟件與應(yīng)用軟件的接口程序研究發(fā)現(xiàn)，通信軟件在同一時(shí)刻向上層應(yīng)用軟件轉(zhuǎn)發(fā)信息時(shí)，采用的消息發(fā)送機(jī)制不當(dāng)，造成先收到的信息還未來得及向上層轉(zhuǎn)發(fā)，就被后面的信息所覆蓋。

③在無線通信條件下，多路偵察信息機(jī)的信息丟失。通過對(duì)偵察信息機(jī)硬件接口檢查以及對(duì)無線通信信道監(jiān)測(cè)，可排除該2方面的原因。進(jìn)一步調(diào)試證明偵察信息機(jī)與群指揮所的通信應(yīng)答與重發(fā)機(jī)制，群指揮所通信服務(wù)軟件與應(yīng)用軟件之間的應(yīng)答與等待時(shí)間不協(xié)調(diào)。

4.2 系統(tǒng)問題解決方法

對(duì)上節(jié)所述問題，分別采用相應(yīng)的程序優(yōu)化方法。大量的測(cè)試表明，優(yōu)化方法是行之有效的。

①針對(duì)報(bào)文解析程序未對(duì)2種不同格式的報(bào)

文分開處理的情況，需增加對(duì)2種不同格式報(bào)文的分支判斷，修改的報(bào)文解析程序如下。

∥增加分支判斷

②針對(duì)消息發(fā)送機(jī)制的設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致后面的信息覆蓋掉先前未向應(yīng)用層轉(zhuǎn)發(fā)的信息的問題，分配一個(gè)新的結(jié)構(gòu)體保存目標(biāo)信息，發(fā)送消息的結(jié)構(gòu)體在其內(nèi)容受到后續(xù)信息覆蓋時(shí)并不影響向應(yīng)用層轉(zhuǎn)發(fā)。

③信息收發(fā)雙方的應(yīng)答與重發(fā)的不協(xié)調(diào)主要是發(fā)信方在未接到收信方的應(yīng)答時(shí)，在其等待時(shí)間內(nèi)反復(fù)重發(fā)信息，造成接收方信息堵塞;信息接收方的通信服務(wù)軟件與應(yīng)用軟件之間的等待時(shí)間較短，在通信服務(wù)等待時(shí)間內(nèi)沒有收到應(yīng)用軟件回執(zhí)，通信服務(wù)軟件就會(huì)丟掉未及時(shí)上報(bào)的數(shù)據(jù)信息，造成信息丟失。從信息接收方對(duì)信息的處理時(shí)間，通信服務(wù)等待時(shí)間，信息發(fā)送方的重發(fā)間隔3個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整:減少群指揮所對(duì)收到信息時(shí)的處理時(shí)間，并將其通信服務(wù)的等待時(shí)間延長(zhǎng)，將偵察信息機(jī)的重發(fā)間隔適當(dāng)延長(zhǎng)。

接收信息的群應(yīng)用軟件:

5 結(jié)束語

指揮信息系統(tǒng)是軟硬件集成度很高的系統(tǒng)，對(duì)于系統(tǒng)性能的測(cè)試必須運(yùn)用系統(tǒng)的方法，重視整體環(huán)境，突出使用條件，通過充分的測(cè)試發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)集成各環(huán)節(jié)的問題，對(duì)于采取針對(duì)性的優(yōu)化方法，提升系統(tǒng)整體性能是非常有效的。

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