面向协作式网络化的作战计划生成过程模型

范玲瑜，田卫萍，徐凡琦，李文龙，高天莹

（北方自动控制技术研究所，太原 030006）

面向协作式网络化的作战计划生成过程模型

范玲瑜，田卫萍，徐凡琦，李文龙，高天莹

（北方自动控制技术研究所，太原 030006）

传统的指挥控制系统中作战计划生成过程网络化程度低，各个软件模块间难以进行协作。针对战术作战计划生成问题，参照工作流元模型，对计划生成流程进行分析，提出了计划生成过程模型。重点针对作战计划生成过程中的网络化协作问题，在现有模型的基础上，提出了适用于战术作战计划生成的轻量级工作流引擎的设计思想，最后结合工作流技术，设计了辅助作战计划生成的流程组织工具，通过该工具手动或自动地进行作战计划生成过程，验证了该模型的有效性。

作战计划，工作流，工作流引擎，网络化

0 引言

作战计划是军队为完成作战任务而制定的指导作战准备和作战行动的计划，是指挥员决心的具体体现，也是部队作战准备和行动的依据。作战计划生成的实质是对军事资源进行分配以实现战略目标，是一个非常复杂的决策过程。在指挥控制系统中，作战计划常作为一种信息的封装形式，在系统各个模块以及指挥所间传输。在信息化战争中，制定作战计划是指挥控制系统中的一项重要工作，对作战计划进行流程化建模能够明确作战内容，便于作战计划的分发和下达，提高作战效率；能够建立完整的活动模型，便于计算机对其进行辅助决策，有利于作战计划的自动执行。因此，在指挥控制系统中建立作战计划可视化模型显得尤为重要。

本文在作战指挥的时效性、准确性亟需提高的时代背景下，针对战术作战计划生成问题，提出了作战计划的简单模型，针对当前工作流引擎存在的庞大复杂、架构封闭、不易使用等问题，提出了一款适用于不稳定网络下的轻量级工作流引擎，最后结合工作流技术，设计了辅助作战计划生成的流程组织工具。

1 工作流相关技术

1.1 工作流元模型

WfMC定义了工作流过程定义模型，其简化的元模型如图1所示。其中最基本的实体元素有过程定义、活动、角色、工作流相关数据、转移信息以及应用。过程定义用于定义组成一个能够被执行工作流的其他的所有元素，包括活动、活动间的转移信息等。活动用于定义组成一个过程的任务执行单位。角色表示活动的执行者。工作流相关数据包括数据名称、数据类型等。转移信息用于定义一个过程中活动之间的执行条件和路径。应用描述调用应用程序的类型和名称、执行参数、访问路径等。

图1 WfMC的工作流过程定义元模型

1.2 轻量级工作流引擎

工作流引擎是工作流的核心部分，主要负责流程的控制与监控、解释流程定义等。当前工作流引擎主要分为3个层次：

①嵌入式工作流引擎：以接口或函数包的形式向应用系统提供工作流功能支持，如JBPM开源引擎、Firework开源引擎等。

②独立服务式工作流引擎：通过远程调用引擎提供的服务来实现工作流管理功能，如泛微e-cology工作流引擎。

③平台式工作流引擎：包含工作流引擎和集成的许多应用开发工具，如Skelta BPM.NET、奥哲科技H3工作流引擎。

虽然目前市场上工作流引擎种类繁多，但仍存在诸多问题，诸如国内开发出的工作流引擎大都处于静态定义，难以根据工作流实例进行动态修改和结果监控，国外成熟的工作流引擎又庞大复杂，安装配属与维护相对困难，难以满足在不稳定网络环境中辅助战术作战计划生成的需求。由于作战计划生成流程的实现需要不同终端不同软件间的协作配合，要求软件的可移植性以及计划制定的有效性，因此，需要一款轻量级的工作流引擎来实现作战计划生成流程中的逻辑定义、进度控制、结果监控等功能，使得在不稳定网络中降低技术风险和工作量，易于管理和维护。通过数据库系统提供的机制实现事务的并发控制，实现软件的协作问题；通过常规关系数据库管理系统中所提供的存储过程、包以及触发器等机制控制工作流引擎运作的各种逻辑，增强软件的可移植性；只实现诸如过程定义等必不可少的功能，不追求功能的复杂和完备，提高引擎的灵活性，从而提高计划制定的有效性。

2 基于工作流的作战计划生成过程模型设计与实现

通过对现有工作流模型的借鉴与分析，提出了以下核心模型用于“流程组织工具”的开发。下面对其进行详细介绍。

2.1 作战计划生成流程模型

参考工作流过程定义元模型，提出了作战计划生成工作流过程定义元模型，如下页图2所示，将作战计划生成过程分解为5个活动处理节点：受领任务、情报综合、确定战斗构想、作战方案分析和计划生成，分别对应5个软件模块。利用该过程定义模型进行流程组织工具软件的开发，连接不同应用系统解决信息孤岛问题。

其中，受领任务活动需要领会上级意图、明确作战时间、作战地域、作战目标等；情报综合活动需要根据搜集的情况（敌情判断、我情判断、环境分析、战斗力对比等）进行态势分析，判断敌我基本态势、环境特性、敌我双方作战能力等；确定战斗构想活动依据前面得到的中间产品数据，制定作战方案；再由作战参谋、侦察参谋、协同参谋等检查信息，进行作战方案分析活动；最后经作战方案评估，得到生成的作战计划。在计划生成工作流中，有顺序路由、与分支路由、与汇聚路由、或分支路由、或汇聚路由与循环路由6种路由，能够满足作战计划生成过程中的逻辑定义需求，结合流程实例的实际情况激活相应的活动，完成战术作战计划生成过程。

2.2 工作流相关数据

设计轻量级工作流引擎需要实现对工作流过程定义模板的解析，“流程组织工具”的逻辑包视图如下页图3所示。

工作流基本结构类包是构成模板的基本元素，其中工作流节点类构成流程组织工具的基本节点元素，为工作流中的节点提供数据支持；工作流边类构成流程组织工具的基本边元素，为工作流的边提供数据支持。工作流模板类包实现模板绘制、保存、读取功能，工作流实例类包提供模板运行实例的相关功能，为工作实例提供数据支持，控制工作流运行。“流程组织工具”相关数据类图如下页图4所示。

图2 作战计划生成工作流过程定义模型

图3 流程组织工具的逻辑包视图

2.3 战术作战计划生成流程的实现

依据上文建立的作战计划生成工作流过程定义模型，设计开发了流程组织工具，可以帮助指挥员按照不同情况智能决策流程，将系统中的决策人员、各种服务、组件、软件Agent通过工作流技术组织起来，从而提高作战效率。

流程组织工具将依据计划生成工作流步骤特点，通过工作流引擎将各应用软件的不同功能有机地组合，构建流程组织工具向导，组织配合相应的软件运行，提高工作效率。用户可以自定义流程组织工具中各部件的执行顺序，启动该流程后可以通过该组织工具自动或半自动地执行此次工作流程。流程执行时，用户能够进行干预和监控，流程执行需要的信息由窗口部件向信息传输调度服务发送信息请求，信息传输调度服务将信息请求发送至服务调度器，服务调度器查找可用的服务组件，供窗口部件使用。

指挥员或其他用户可以自定义作战计划生成流程或运行已保存好的作战计划生成模板，手动或自动地进行作战计划生成。手动录入作战计划生成工作流模板时，在流程编辑工具中，插入工作节点，在工作节点属性中，编辑作战计划生成过程中相应的应用软件或服务，以及要运行该软件或服务的业务工作终端和席位，同时，输入该节点启动条件和正确的结束结果；然后，将各工作节点按照正确的逻辑以串行或并行方式组织起来，针对并行工作节点，需要判断分支结果是“与”关系还是“或”关系，从而确定流程组织工具中各个工作节点的执行顺序。自动进行作战计划生成流程时，调入已保存好的作战计划生成工作流程模板，点击自动运行按钮，流程组织工具自动开始工作，其后台模块根据工作节点属性，判定当前工作由哪个工作终端的席位上的哪个软件/服务来执行，由该终端上的Agent启动相应的软件/服务进行工作，判定该工作是否结束、是否获取正确的结果，并协调其他Agent进行接续工作，直到在各终端Agent协同工作下完成整个流程，从而完成网络化协作式处理。运用流程组织工具实现战术作战计划生成流程，如图5所示。

图4 相关数据类图

图5 作战计划生成流程的实现

以战斗构想为例，在指挥机关受领任务、进行任务信息采集后，将收集到的信息如敌情、我情、地形、气象、社情等进行情报综合后，并行进行目的战法分析、兵力使用分析和战斗步骤划分的工作，从而快速完成战斗构想。指挥员在制定某次作战计划时，可以按照本次作战的特点和步骤，在指挥软件中选择必要的功能软件，通过该“业务组织工具”将不同软件连接起来，快速形成工作流，从而指导作战。

图6 计划生成过程中“战斗构想”流程组织图

通过建立该模型，将以往作战计划生成过程中的无流程、网络化程度不高、难以实现软件间协作等缺点进行了改进，使得作战计划生成流程化、能够协作式网络化处理，优化作战流程，提高作战决策的快速性，为整个作战过程提供依据，使得作战计划的制定更加科学、有效。

3 结论

本文参考工作流元模型建立了作战计划生成工作流过程定义模型，对作战计划生成过程进行分析，提出了适用于战术作战计划生成的轻量级工作流引擎的设计思想，利用工作流技术，设计出一款辅助作战计划生成的流程组织工具，使得计划的展现和拟制更为容易。旨在以更为直观的方法进行作战计划的拟制和分析，从而辅助作战计划制定，提高作战效率。

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Research on Collaborative Networked Operation Plan Generation Process Model

FAN Ling-yu，TIAN Wei-ping，XU Fan-qi，LI Wen-long，GAO Tian-ying
（North Automatic Control Technique Institute，Taiyuan 030006，China）

In the traditional command and control system，the battle plan generation process has a low degree of network，and it is difficult to cooperate among the various software modules.Aims at the problem of tactical operation plan generation，this paper analyzes the plan generation process by referring to the workflow meta-model，and puts forward the plan generation process model.Based on the existing model，this paper puts forward the design idea of the lightweight workflow engine which is suitable for the tactical combat plan generation.At last，a workflow organization tool is designed，which is combined with the workflow technology.The tool is used to perform the battle plan generation process manually or automatically，which verifies the validity of the model.

operation plan，workflow，workflow engine，networked

TP393

A

1002-0640（2017）05-0126-04

2016-02-15

2016-05-17

范玲瑜（1992- ），女，山西太原人，硕士研究生。研究方向：系统工程。