基于UML的装备保障指挥决策信息流模型

（空军工程大学 防空反导学院，陕西 西安 710051）

1 引言

信息化的战争，必然要求信息化的装备保障，而装备保障信息化的关键是保障指挥手段的自动化[1]。地空导弹装备保障指挥自动化主要是指装备保障人员在战前、战时按照上级、本级的作战要求利用有效的辅助决策手段，制定保障计划和各种应对突发事件的预案，运用保障力量，保障防空战役作战行动顺利进行[2-3]。而其中有效的辅助决策手段是以数据库、专家系统、模型库为基础，通过统计、计算、推理等手段为一定问题给出一定条件下的决策信息或决策方案。因此，准确建立地空导弹装备保障指挥决策模型就显得非常重要。

地空导弹装备保障指挥决策的内容复杂，涉及的实体多，既需要描述决策主体之间的关系，又需要描述主体之间的先后关系和活动过程，统一建模语言（UML）不但具有描述系统的静态结构和系统动态行为的功能，还能从不同的角度为系统建模，并形成不同视图[4]。因此，本文对于体系的概念建模采用UML的建模方法，从不同角度描述系统的功能、组成和运行，选用UML从静态和动态两个方面建立保障指挥决策模型。

2 地空导弹装备保障指挥决策流程

装备保障决策的输入主要是装备的需求信息和装备环境信息，它输出的是保障资源的种类、数量，保障活动的序列、保障方案等信息，其信息流程图如图1所示。

图1 信息流程图

地空导弹装备保障指挥员在进行决策时，需要两方面的信息：一是需求信息，二是资源信息[5]。当需求信息（器材、维修信息、受损装备后送等）随着从供应方（维修保障分队、保障仓库等）流动时，便引起了资源的流动，到达需要保障方时，便完成了保障任务，即信息完成了一次流程。通过资源的流动，需求得到解决。在实施防空作战过程中信息有：战役首长、上级保障机关、装备保障指挥员发出的命令、指示、决心、请示、报告等。为了分析方便，把地空导弹装备保障指挥自动化系统的信息流分为三类：指令信息流、状态信息流、协调信息流。假设保障按照三级进行：作战单元作为下级保障指挥中心；团（旅、师）作为中级保障指挥中心；军区空军（战区综合保障部门、空军保障部门）作为上级保障指挥中心。在对物资、器材进行补充时，假设三级都可以直接与军工企业或者供应商进行协调采购。其装备保障指挥决策流程如图2所示。

图2 保障指挥决策流程图

在图中，下级保障指挥中心对应作战单元，中级保障指挥中心对应团（旅、师）；上级保障指挥中心则对应军区空军（战区综合保障部门、空军保障部门），三级都可以直接与军工企业或者供应商进行协调采购。可以看出：地空导弹保障指挥系统是通过控制各种信息流，如指令信息流、状态信息流、协调信息流、物资（人、知识、器材）流等来完成防空战役保障任务的。战前作战单元通过本级单位的保障系统结合所要执行的防空战役任务对自身的保障能力进行计算、评估完成本级保障方案的生成，中级保障机关得到下级保障单位送来的保障方案后，通过对本级的各种现有的保障资源、保障能力进行计算、分析、评价、优化生成中级保障方案。中级保障方案生成以后，可能中级保障仍然不能保障作战单元的保障要求，这个时候上报上级保障指挥中心，通过上级保障部门进行协调解决。

3 保障指挥决策静态模型

空战役指挥中心（SADBCC）、专家远程修理支援系统（ELDRS）以及器材供应（EP）。用例（Use Case）则包括了计算库存数量（ELSC）、计算运输能力（ETC）、计算随车库存（ESGWTS）、计算训练损失（ETL）、估算装备战损（EELB）、计算维修保障能力（ERC）、预测装备战损（FELB）、库存管理（SM）、战场态势估计（BSE）、生成保障方案（MSS）、计算保障能力（ESC）。

图3 保障指挥决策用例图

3.2 保障指挥决策类图

所谓类图（Class Diagram）是指一类或者一组具有类似属性和共同行为的对象[7]，任何事物都可以看作是具有某些属性和动态行为的对象。一个系统可以看成是一些不同类型的类组成的，类之间的各种关系反映了系统内部各种成分之间的静态结构。保障指挥决策类图如图4所示。图中的类由分成三层的矩形表示，顶层为类命，中间层存放类属性，底层存放类操作。在图4中主要考虑了下级保障指挥中心在计算本级的保障能力后，中级保障指挥中心根据自身的保障能力生成保障方案，通过保障机构实施。没有考虑上级保障指挥中心，主要的原因是在保障的过程中，它没有直接参与。

图4 保障指挥决策类图

3.1 保障指挥决策用例图

所谓用例是指对系统提供的、完成功能的一种描述，执行者是那些可能使用这些用例的人或者外部的系统[6]。因此，用例图重点从系统执行者的角度描述了系统需要完成什么样的功能。通过该图可以直观看出系统中保障方案的制定者、执行者与保障实施所要完成一系列功能之间的关系，如图3所示。其中，用例角色（Actor）主要包括下级保障指挥中心(JSCC)、中级保障指挥中心(ISCC)、上级保障指挥中心(SSCC)、保障执行机构（SEO）、上级保障部门（SSD）、下级防空战役指挥中心（JADBCC）、中级防空战役指挥中心（IADBCC）、上级防

4 保障指挥决策动态模型

图6 保障指挥决策时序图

4.1 保障指挥决策活动状态图

在UML中，活动图本质上就是流程图，它描述了系统的活动、判定点和分支等，被设计用于描述一个过程的步骤，以及活动中对象的状态以及状态的改变。在保障指挥决策中，涉及的活动关系比较多，本文只是对器材补充的过程进行分析，如图5所示。

图5 器材补充时的活动图

在图5中，下级保障指挥中心、中级保障指挥中心、保障执行结构、器材供应商四者发生了相互的关系。首先下级保障指挥中心检查库存情况（随车库存、仓库存储），发现不足则上报中级保障指挥中心，如果中级库存可以满足要求则保障机构执行保障命令。当中级库存不能满足时，则让器材供应商直接提供所需的器材，下级接受器材，则操作完成。

4.2 保障指挥决策时序图

时序图（Sequence Diagram）描述了对象随着时间的推移相互之间交换信息的过程。它主要显示对象之间的动态合作关系，强调对象之间的消息发送的关系和顺序，同时显示对象之间的交互。用时序图表示保障方案的生成、执行过程，如图6所示。

在图6中，下级保障指挥中心首先通过计算保障能力，而中级保障指挥中心利用下级送来的信息，生成了保障方案并送保障执行结构，保障方案在执行以后反馈给中级保障指挥中心和下级保障指挥中心，利用这些信息生成新的保障方案。

4.3 保障指挥决策协作关系图

协作图展现了一组对象，这组对象间的连接以及这组对象收发的消息。它强调收发消息的对象的结构组织，按组织结构对控制流建模。协作图只对相互间有交互作用的对象和这些对象间的关系建模，它除了显示对象间的关联外，还显示对象间事件协作关系。

由于篇幅的原因，本文只分析器材补充过程中相关对象的协作关系，其它的可以照此方法分析。如图7所示，表示的是下级保障指挥中心补充器材时一系列事件过程，采用了2种方式：按级补充和越级直接补充。涉及到下级保障指挥中心、中级保障指挥中心、保障执行结构、器材供应商，事件主要有：下级保障指挥中心发送需求信息，中级保障指挥中心查询库存，命令保障指挥机构执行保障命令，保障指挥机构补充器材，供应商提供、补充器材。当下级保障指挥中心发出器材需求时，它有两种选择：一是直接与器材供应商联系补充，二是上报中级保障指挥中心。中级保障中心得知需求信息后，查询库存，若可以满足则命令保障执行结构进行器材补充，若发现不能满足时，则通过供应商提供下级保障指挥中心所需求的器材，同时也给自己进行补充，使库存保持一定量。通过分析可以看出按级补充的协作路线是：1→2→3→4→5或者1→2→3→8→7；越级补充的协作路线是：6→7。

图7 器材补充协作图

5 结束语

文中采用UML静态视图和动态视图对地空导弹装备保障指挥决策信息流进行了建模分析，解决装备保障指挥自动化中指挥决策建模问题。从模型的表达形式和内容来看，将UML和信息流技术结合应用，具有直观、精确、快速的优点，能够较好地反映装备保障指挥决策工作的各个方面，自动生成模型的图形、连接，提供丰富的生成文档，能够被计算机执行和编译。文中建立的装备保障指挥决策的用例图、类图、活动图、时序图和协作关系图等模型，为地空导弹装备保障指挥自动化系统开发模型库时提供一定的参考。

[1]季卜枚.信息化革命对军事领域的影响[J].现代通信,2003,(11):23-25.

[2]宋华文,龚传信.应加强装备保障指挥自动化系统建设[J].指挥技术学院学报,2001,12(1):73-77.

[3]吴跃忠.装备保障指挥[M].北京:解放军出版社,2009.

[4]冀振燕.UML系统分析设计与应用案例[M].北京:人民邮电出版社,2003.

[5]封利民，龚传信，等.基于SCM的装备保障系统体系结构研究[J].海军航空工程学院学报,2005,20(4):480-484.

[6]杨敦华.基于UML建模的电信产品域模型的研究[D].武汉:华中科技大学,2006.

[7]Joseph Schmuller,著,李虎,赵龙刚,译.UML基础、案例与应用[M].北京:人民邮电出版社,2005.