指控信息系统数据解析关联平台设计

王 健，王 薇，王 斐，解 彪，刘 健

（北方自动控制技术研究所，太原 030006）

0 引言

信息化条件下的作战，为了使得对战场态势的感知更加准确，运用了多种信息化技术手段，也使得战场数据呈现来源广泛、数量庞大、更新迅速等新的特点［1］。美军认为当前信息化作战的根本目标是夺取“信息优势”，不仅包括有效地阻止敌对方获取信息数据，还包括高效地采集、处理、传递和利用有效信息［2］。各级指挥员在获取大量作战信息的同时，快速准确地提取和加工有效信息，并科学地利用有利的信息和知识来进行战场指挥决策，成为突出且亟待解决的问题［3］。目前，国内的指控装备只能在作战通信时，按需存储指挥报文类数据，采集的信息数据具有单一性［4］；其次，保存的信息数据具有原始性，没有全面地分析数据情报及指挥命令，不能有效地掌控和保存作战时完整的战场情况［5］；再次，指控装备对所存储信息数据的处理也基本停留在单一类型、单一作战单元数据的业务查询阶段［6］，并未对指挥信息系统数据进行全面的融合和关联分析，造成对战场情况的感知不够准确，不足以支撑战后的过程重演和故障分析。

1 数据解析关联平台硬件设计

1.1 硬件设计

数据解析关联平台的硬件部分为数据采集装置，由处理器模块、存储模块、功能模块和交换模块等4 部分组成。主要完成数据的采集、存储等工作，并将采集到的音视频和报文信息提供给数据分析管理软件，以便进行数据分析、重演和评估分析。数据采集平台的组成框图如图1 所示。

1.2 应用场景分析

数据解析关联平台可部署在指挥控制系统各类新老装备上，具有较强的兼容性，作为指挥控制系统的“黑匣子”装备，通过接入车内局域网完成车内及车际通信数据的采集、存储等工作，并将采集到的音视频和非格式化数据提供给应用软件，以便进行数据分析、过程重演和评估分析。数据解析关联平台的应用场景如图2 所示。

2 数据解析关联平台软件设计

数据解析关联平台软件采用模块化设计思想，将数据与业务逻辑解耦分离。数据采用专有任务方式进行分析处理，业务逻辑采用Java 技术+存储过程方式实现。数据解析关联平台软件由数据采集模块、数据解析模块和数据关联分析模块3 部分组成。

图1 数据解析关联平台硬件设计框图

2.1 数据采集模块设计

数据采集模块主要负责实现指挥控制信息系统数据的采集、过滤和去重。其中数据采集是利用网络数据采集技术，来实现对网络层所有数据的获取；数据过滤是指增加特定的过滤机制实现指定协议、数据源、数据目的等的过滤；数据去重是将由于两次端口镜像产生的重复数据包进行去重处理。数据采集模块的工作流程如下页图3 所示。

2.2 数据解析模块设计

数据解析模块的设计采用多维递进解析模式，分别解析参考模型各层的协议首部，这种方法可以有效地提高数据解析的效率。经数据采集模块过滤后，仅保留网络层符合IP 协议的数据包，在数据解析模块中先进行协议的逐层解析，最后再进行底层数据的具体解析。数据解析模块工作流程图如图4 所示。

图2 数据解析关联平台应用场景

图3 数据采集模块工作流程图

2.3 数据关联分析模块设计

关联分析主要对作战时各作战单元指控装备间的通信数据进行综合，分析判断数据传输过程。关联分析的过程包括在战争演习结束后将多个数据解析关联平台采集的数据按一定条件导入到本地，进行不同条件内容下的相互之间的关联分析以及最终关联结果的展现。数据关联分析模块流程图如图5 所示。

3 测试结果

图4 数据解析模块工作流程图

图5 数据关联分析模块流程图

搭建指挥控制系统车内局域网环境，包括两个及以上装有某旅指挥控制系统软件的不同角色席位、车通控制系统、车内网络摄像系统，模拟真实作战环境下指挥车内部及车间通信系统，测试数据解析关联平台在复杂作战环境中各类数据（包括报文类、音频类、视频类数据）的采集解析及关联分析情况。测试结果如图6 所示。

图6 测试结果

测试结果表明，指控信息系统数据解析关联平台可以采集指控系统内大量的指挥控制报文及音视频等异构数据，并且可以准确地解析出原始的报文及会话数据，同时通过音视频的正常播放，测试了数据解析关联平台采集数据的完整性。

4 结论

本文面向未来战场，通过研究相关技术，设计并实现了指控装备信息数据解析关联平台。实际测试表明，指控装备信息数据解析关联平台数据采集完整，战场数据解析准确，数据关联分析完整可靠，可稳定有效地应用于指挥控制领域，为指挥员在复杂战场条件下决策提供数据支撑。