人防網絡優(yōu)化數(shù)據(jù)處理模型研究

賈雪松

摘要：隨著大數(shù)據(jù)的推進，軍用信息化、防務數(shù)據(jù)化已然成為了一種必然趨勢，但人民防空方面卻存在數(shù)據(jù)處理速度緩慢、數(shù)據(jù)多樣化、數(shù)據(jù)辨析度不高的問題。本文剖析了當前人民防空所面臨的問題，通過構建數(shù)據(jù)處理模型，人防計算機網絡優(yōu)化提供了積極借鑒。

關鍵詞：人民防空;網絡;優(yōu)化;模型

中圖分類號：TN948.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0037-02

1 當前人民防空所面臨的問題

二十一世紀前中葉，信息科技技術已經逐漸被應用到各個行業(yè)和領域，而在軍事空中防衛(wèi)上，信息化的空襲戰(zhàn)爭也逐漸顯現(xiàn)出一絲新的特征，在接受新的挑戰(zhàn)。但是隨著計算機硬件的不斷發(fā)展，人民防空已經不單單是對領空上的敵機進行偵測及防務，而且還要對當?shù)氐臏囟?、濕度、風速、風力、風向有一個實時的監(jiān)控。既然是人民防空，那么除了預防還有防守，一旦祖國的領空遭受入侵，或者國內客機脫逃等，人民防空的職能就不單單是監(jiān)視了，我們要根據(jù)被監(jiān)視對象的速度、加速度、當?shù)仫L向、風速、風力、溫度、攔截設備的速度、體積、飛行阻力等作出預測，提前計算好目標打擊點。也就是說當被監(jiān)視對象侵犯了我們的利益的時候，我們一旦決定打擊的話，從瞄準、測量、軌跡計算、動能消減計算等都是一瞬間自動完成的。那么這么多數(shù)據(jù)一下子涌入計算機，計算機的內存是否充足？反應速度、計算速度等能否達到預想目標等都成了一個個的問題。

2 計算機網絡優(yōu)化

2.1 通訊網絡面臨的問題

當前我國的移動通信網絡主要分為兩部分：第一個就是無線網絡，而第二個就是交換網絡，常常也被稱為PSTN網絡。無線通訊網絡主要就是移動通信網絡專有的，而完整的無線通訊網絡主要包含以下幾個部分：交換網絡子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、操作維護中心、移動設備。

通訊網絡數(shù)據(jù)量龐大：隨著臺式電腦，筆記本電腦手機、iPad等有線或者無線通訊終端數(shù)量的逐年增加，那么通訊網絡的基站也會越來越多，從而造成的數(shù)據(jù)量也會逐漸增加。而人民防空系統(tǒng)雖然有獨立于大眾通訊網絡通道，但是也會受到影響，而且其每分每秒接收的數(shù)據(jù)種類、數(shù)據(jù)量也是十分繁雜的[1]。

2.2 通訊網絡優(yōu)化方案

通訊網絡面臨的問題主要就是數(shù)據(jù)量龐大，且都是實時性的，首先就是要提升人民防空系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)儲存能力，由于民防系統(tǒng)要實時監(jiān)測，而且其監(jiān)測面積、監(jiān)測范圍及監(jiān)測精度都很高，所以每分每秒產生的數(shù)據(jù)量會很大，而將這些數(shù)據(jù)進行精確加密傳輸、儲存、分析及處理，因為傳輸是有時間限制的，而計算機數(shù)據(jù)又是以字節(jié)為單位進行傳輸?shù)?，而且其分析、處理等也是一項耗時的工作，而民防系統(tǒng)偏偏有如此龐大的數(shù)據(jù)需要實時傳輸、儲存、分析、處理，故而提升民防系統(tǒng)的儲存能力才是關鍵。那么如果在民防通訊網絡中加入大數(shù)據(jù)分析功能，專家識別系統(tǒng)等，在其傳輸?shù)臅r候就對這些數(shù)據(jù)進行分類、整合，通過儲存虛擬化的方式將同一類型的數(shù)據(jù)儲存到同一個平臺上，這樣不僅能夠降低人民防空網絡的動態(tài)變化容量，而且還可以減少資源存儲的成本，降低整個民防通訊網絡這塊的資金投入[2]。

3 數(shù)據(jù)處理模型

3.1 數(shù)據(jù)處理模型簡介

數(shù)據(jù)處理模型是隨著數(shù)據(jù)庫學科的不斷發(fā)展而逐漸深入及完善的，在剛開始的時候，人們普遍的將數(shù)據(jù)模型簡單的理解為數(shù)據(jù)結構，在往后的發(fā)展中逐漸生成了邏輯結構、物理配置、存取路徑以及完整性的約束條件，而數(shù)據(jù)模型主要分為以下幾個方面：

數(shù)據(jù)結構：主要是用來描述數(shù)據(jù)的類型、內容、性質以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)結構可以說是數(shù)據(jù)模型的基礎，不同的數(shù)據(jù)結構具有不同的操作和約束條件。

數(shù)據(jù)操作：主要就是在與之對應的數(shù)據(jù)結構上的操作類型及操作方式。

數(shù)據(jù)約束：數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)約束其實就是指數(shù)據(jù)之間的結構性語法、詞義的聯(lián)系、彼此之間的制約和依存關系，從而保證了數(shù)據(jù)的正確性、精確性、有效性以及相容性。

3.2 基于民防網絡通訊的數(shù)據(jù)處理模型

針對人民防空系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特點，所以目前最好的數(shù)據(jù)處理模型就是通過對多種信息數(shù)據(jù)的特征進行特性性提取，從而將這些信息數(shù)據(jù)化繁為簡，同時按照可視化設計及數(shù)據(jù)挖掘等手段，而在這些數(shù)據(jù)處理的中后期，通過系統(tǒng)快速的還原這些數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在的數(shù)據(jù)處理模型有很多，而可視化方法只是其中一種，其采用的方法就是通過節(jié)點與節(jié)點連接的布局來繪制數(shù)據(jù)之間的關系網絡數(shù)據(jù)圖，并且通過加權的方式來進行輔助布局及繪制。而其最基本的思路就是通過FR算法、KK算法等力學模型來對系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)庫或者傳輸之前的數(shù)據(jù)庫進行建模。這種方法可以能夠很好的將這些數(shù)量龐大的海量數(shù)據(jù)在關系網絡下解決了民防系統(tǒng)監(jiān)測的這些數(shù)據(jù)之間的重疊情況，不僅完美的降低了數(shù)據(jù)之間線性關聯(lián)對系統(tǒng)判斷造成的誤導，而且還能夠節(jié)約更多的系統(tǒng)內存，從而增加了其準確度，其具體布局如圖1所示。

基于多特征屬性的關系的有向加權圖的難點主要體現(xiàn)在以下兩個方面：數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)量與數(shù)據(jù)節(jié)點之間的連接數(shù)量的相對比例、該模型的數(shù)據(jù)維度（也就是依據(jù)數(shù)據(jù)特征而劃分的層數(shù)）。數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)量與數(shù)據(jù)節(jié)點之間的連接數(shù)量的相對比例是受影響于關系網絡的流量，針對人民防空網絡通訊的網絡大數(shù)據(jù)而言，網絡的流量指標對數(shù)據(jù)節(jié)點的數(shù)量與數(shù)據(jù)節(jié)點之間的連接數(shù)量的相對比例、該模型的數(shù)據(jù)維度有最直接的影響，而整體的有向加權可視化的設計圖如圖2所示。

3.3 有向加權圖的算法優(yōu)化

在有向加權的數(shù)據(jù)模型里，假設有向加權圖M=（m，n），節(jié)點的集合為m，有向的集合為n，節(jié)點u，v包含在m里，則節(jié)點u，v之間的相互排斥力為：

Fr（u，v）=k1^2/dist（u，v）

其中，k1是節(jié)點u，v這幾件的網絡節(jié)點數(shù)，節(jié)點數(shù)越靠近，則相互排斥力越強，從而對整個節(jié)點的集合，我們可以通過傳輸字節(jié)的相對位移算出其收斂的條件，使得整個有向加權圖達到能量均衡點。而整個優(yōu)化過程的布局邏輯分為以下四步：（1）預先處理數(shù)據(jù);（2）通過電場力計算節(jié)點間的相互排斥力;（3）通過胡克朗克定律來計算器傳輸差異;（4）通過向量迭代關系來計算其線性回歸的平衡狀態(tài)。

4 結語

人民防空網絡的優(yōu)化可以解決數(shù)據(jù)傳輸過程中的一些如同傳輸速率慢、傳輸精度低、易丟失等問題，而有向加權圖的數(shù)據(jù)優(yōu)化處理過程卻能提升數(shù)據(jù)處理的精度，減少系統(tǒng)反應時間，提升系統(tǒng)的相應速度。

參考文獻

[1] 鄭曉敏.關于加強人防信息化建設的幾點思考[J].通訊世界，2014（11）：15-16.

[2] 廖澤宇，蔡延光，黃司輝，等.人防指揮所三維管理信息系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].電子世界，2014（23）：108-109.