海戰場偵察情報系統需求分析方法研究*

喻　鵬　吳照林

(1.海軍工程大學電子工程學院　武漢　430033)(2.國防信息學院　武漢　430010)

海戰場偵察情報系統需求分析方法研究*

喻鵬1,2吳照林2

(1.海軍工程大學電子工程學院武漢430033)(2.國防信息學院武漢430010)

摘要針對海戰場偵察情報保障需求快速變化的特點,提出了一種面向服務的需求分析方法。該方法在軍事需求層和系統需求層之間增加了服務需求層,通過服務需求視圖實現了用戶情報需求與情報系統功能的松耦合關聯,支持系統功能的動態擴展和作戰任務的動態變化,為海戰場偵察情報系統需求分析提供了良好的解決方案。

關鍵詞面向服務; 需求分析; 海戰場; 偵察情報

Class NumberTP391

1引言

隨著以信息化為主要特征的新軍事革命的不斷深入,未來海上戰爭的主要形式必然是基于信息系統的一體化聯合作戰,其作戰情報保障方式也必然是一體化情報支援保障。按照海上一體化聯合作戰的行動意圖,構建一個適應海上作戰需求的、科學高效的海戰場偵察情報系統,是軍事信息系統建設的重要內容,也是決定海上戰爭成敗的關鍵因素。

海戰場偵察情報系統是一個涵蓋太空、海空、海面、海中、海底以及從海岸到周邊島礁及大陸架海域等多元、多層、多維立體空間的,關聯陸、海、空、天等多個要素的、極其復雜和龐大的軍事信息系統[1],對于這樣一個復雜大系統,明確軍事需求是系統建設的第一步,也是后續建設的基礎和依據[2]。軍事信息系統的需求分析方法,國內外研究成果很多,比較典型的有多視圖的體系結構需求分析方法[3]。這種方法適合描述靜態的系統需求,難以適應聯合作戰條件下海戰場偵察情報系統用戶需求快速變化的特點。因此,本文借鑒當前流行的面向服務架構(SOA)[4]的基本思想,提出一種面向服務的體系需求分析方法,以服務為導向,通過建立服務需求視圖來描述動態變化的用戶需求,滿足海戰場作戰態勢和情報保障需求快速變化的要求。

2基于SOA的偵察情報系統綜合集成方法

海戰場偵察情報系統是一個復雜大系統,同樣存在“信息孤島”問題,為滿足聯合作戰要求,必須走系統綜合集成的發展道路。基于SOA的系統集成方案能夠對組織內分布、異構的應用和數據資源進行有效地封裝和集成,通過快速構建松耦合服務組合,提供跨組織的復雜應用,具備適應環境、用戶需求和業務流程快速變化的特點,具有其他集成方法不可比擬的優勢,能夠適應聯合作戰條件下復雜、異構、多變的應用需求,是當前信息系統集成技術的典型方向。

2.1SOA概述

SOA是一種面向接口的軟件架構,它將應用程序的不同功能單元(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來[4]。接口采用中立的方式進行定義,獨立于實現服務的硬件、平臺、操作系統和編程語言。SOA包括三個角色:服務注冊中心、服務提供者和服務請求者。SOA還包含三種操作:發布、查找和綁定。這些操作定義了SOA的角色之間的契約。SOA使用WSDL(Web-Service Description Language)來描述服務,使用UDDI(Universal Description,Discovery,Integration)來發布、查找服務,使用SOAP(Simple Object Access Protocol)來執行服務調用。Web-service是SOA當前最流行的解決方案。

SOA具有松耦合、抽象、可重用、組件化、獨立于平臺和協議等良好特性,能夠以程序化的、可訪問的軟件服務形式公開其業務功能,并使其他應用程序通過已發布的和可發現的接口來使用這些服務[5]。基于SOA的系統集成解決方案的目的是將信息系統建設和運用模式從傳統的“以系統為中心”向“以服務為中心”轉變,以服務驅動為核心理念,按需連接系統資源,實現服務的快速組合和重用,從而達到系統綜合集成的目的。SOA基本模型如圖1所示。

圖1　SOA基本模型

2.2面向服務的系統集成架構

在偵察情報系統中,用戶是請求服務的實體,包括作戰人員、作戰系統和其他服務;服務提供者的實體就是偵察情報系統的各類資源。按照SOA要求,這兩者通過服務形成松耦合構架,其系統集成構架模型如圖2所示。

圖2　面向服務的系統集成架構

在面向服務的系統架構模型中,用戶層和系統層不再直接交互,而是通過服務層進行耦合,服務層向上面向用戶,按照用戶需求提供服務,向下面向系統,聚合系統功能形成服務。服務注冊中心是服務層的管理實體,系統在服務管理層的控制下,將功能按照要求聚合成服務后在服務注冊中心進行發布,用戶通過查找,從服務注冊中心發現服務,然后通過服務管理層享受系統提供的服務,而不需要關心系統的結構、技術、協議等具體細節。

這種集成構架可以克服聯合作戰條件下,海戰場情報體系中存在的不同軍兵種情報系統的異構連接問題,可以提高海戰場情報信息的共享程度,可以提高各偵察情報保障單元的自我組織能力,促進單元之間的有效協作,幫助情報系統更好地理解用戶的真實意圖并采取有效的同步支援行動,從而提高作戰單元的反應速度,大大加快作戰節奏。

3面向服務的需求分析方法

3.1體系結構需求分析

在體系結構需求分析方法中,一般按照軍事需求、系統需求和技術需求三種視角來描述軍事信息系統需求[6]。軍事需求指為完成軍事任務相應系統應具備的軍事能力[7],以海戰場偵察情報系統為目標系統,一般指情報保障任務、為完成任務所需進行的情報支援活動以及系統應具有的相關功能,可進一步分解為業務需求和組織需求。業務需求通常描述目標系統應該完成的使命、范圍及運行方式,描述目標系統的使命與系統任務之間的關系,描述組成目標系統各項任務的業務活動、業務關系、業務流程以及執行機構等內容。組織需求則主要描述目標系統的組織體制、組織流程、部署方式和職能劃分等內容。系統需求是指目標系統完成情報保障活動,達成情報支援目標而必須具備的功能和狀態,且這種功能和狀態能為用戶所用,按照表現層次可進一步分解為功能需求和能力需求[8]。功能需求通常描述目標系統所固有的、可以呈現出來的、提供某種具體功能的外部特征。能力需求主要描述目標系統為完成使命任務所應該具備的能力,這種能力一般指多個系統功能模塊在一定的配置和使用方式下耦合產生出來的應用效果。功能需求分析適用于系統的設計與研發,能力需求分析適用于系統的組織與運用。技術需求是指設計實現目標系統需要的技術規范和技術標準,受系統需求的約束,直接面向開發人員。三種需求視圖的層次關系如圖3所示。

圖3　體系結構需求分析模型

在圖3的需求分析模型中,按照“通用聯合作戰任務清單”對聯合作戰使命任務進行分解得到相應的情報保障作戰活動,然后從情報保障作戰活動分析中提取情報保障業務及組織需求,根據業務關系及組織流程要求,完成系統需求的描述,最后轉化為適合開發應用的工程化技術需求。在體系結構需求分析模型中,系統功能由相應的情報保障單元提供,通過組合后形成系統能力,滿足相應業務和組織需求。情報保障單元由情報資源組成,資源包括情報保障體系中的人員、物資、數據或信息,也可以是情報保障過程、產品、技術和基礎設施。在這種需求分析模式下,作戰任務、情報保障單元和系統資源之間的分配和調用關系是一種緊耦合的關系,當作戰任務發生變化時,可能需要對情報保障體系進行重構,難以滿足海戰場隨需應變、動態重組的要求。因此,需要提供一種更為靈活的需求分析方法來指導偵察情報系統的構建。

3.2面向服務需求分析方法

對于復雜大系統而言,大部分用戶直接關注的重點通常不是系統的整體功能和能力[9],他們更關心的是能從系統獲得什么樣的服務,服務的內容和方式能否滿足自己的使用要求。與功能和能力相比,服務才是直接而向用戶的,而功能和能力可能只有小部分需要直接面向用戶,且不同的用戶關注的功能和能力也會存在差異,或者說,系統大部分的功能和能力并不是所有用戶需要關心和了解的。根據這種特點,可以考慮將作戰需求和系統功能“松綁”,按照用戶使用需求對部分系統資源進行服務式封裝,由服務來向用戶提供系統能力,系統資源不再與用戶直接關聯。在這種思路下,當作戰任務或用戶對象發生變化時,只需要利用現有系統資源整合新的服務來提供新的系統能力即可滿足變化了的軍事需求,當服務整合過程與系統結構、平臺和協議等無關時,就不需要對系統進行重新構建。

面向服務的計算(Service Oriented Computing，SOC)以SOA為基礎邏輯架構,通過整合服務來構建系統的解決方案[10]。SOC和SOA以其松散耦合、動態綁定、平臺無關、開發技術無關、支持應用系統高效整合和業務流程隨需應變等特點,為海戰場偵察情報系統需求分析提供了實現途徑。

本文借鑒面向服務的思想,以用戶為中心,通過自上而下的使命任務分析,從作戰活動中抽象出系統的情報服務需求,按照服務需求聚合系統功能,形成系統需求,最后從技術實現的角度,通過自下而上的技術分析,開發滿足用戶需求的情報保障系統。在這種需求分析模式指導下建立的系統,能夠根據不同用戶的情報保障任務動態地聚合服務,支持情報保障作戰活動的開展,可以實現系統與作戰任務的動態組合。具體的需求分析模型如圖4所示。

圖4　面向服務的需求分析模型

3.3服務需求分析過程

服務是直接面向用戶的,因此,服務需求分析的關鍵是明確服務用戶。作戰活動是確定服務用戶的基礎,因此,服務需求分析的第一步是將作戰任務按照“通用聯合作戰任務清單”進行分解,建立

實現作戰目標的作戰活動模型。再參照典型的作戰過程或作戰想定對作戰活動模型進行優化,與海戰場情報保障流程相結合,可以確定偵察情報系統的用戶范圍,建立用戶列表。

用戶是需求的來源,將用戶對系統的要求按照服務規則進行整理,可以得到服務需求列表。服務的用戶不僅是服務的來源,也是評估所開發的服務能否滿足其需求的執行者,而服務的構成則從技術的角度確定滿足用戶需求的系統,提供服務聚合的解決方案,因此,對于每一項服務,應該明確服務對系統的功能指標要求、服務方式和信息流程等內容,為技術需求分析提供指導。

服務用戶可以是作戰人員、系統和設施,也可以是其它服務,假如A服務的實現依賴于B服務,那么A可以看作是B的用戶,因此,明確服務之間的交互關系也是服務需求分析的重要內容。

服務需求分析具有階段性,當前的服務需求列表只是對應當前的作戰任務。當作戰任務發生變化時,需要重新建立作戰活動模型,構建服務用戶列表和服務需求列表,將需求分析結果與原始列表進行對比,當有新的用戶和服務出現時,分別添加到各自的原始列表中。經過反復迭代,不斷完善服務需求分析結果。

4結語

本文提出了一種面向服務的海戰場偵察情報系統需求分析方法,以服務為導向引導系統的需求分析過程,指導系統的技術實現,在面向服務的技術框架下,聚合系統功能為用戶提供情報保障服務。由于面向服務技術框架的最大特點就是支持服務與系統平臺、協議的無關性,從而在作戰活動和情報資源之間構建了了一個中間層次—服務,由活動調用服務,再由服務使用資源。因此,情報系統能力的部署可以通過整合一系列的服務來實現,作戰任務、作戰活動和資源之間構成了一種松耦合的關系,能夠支持系統的動態擴展和作戰任務的動態變化,為海戰場偵察情報系統的構建提供了良好的解決方案。

參 考 文 獻

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Requirement Analysis Method of Sea Battlefield Reconnaissance Intelligence System

YU Peng1,2WU Zhaolin2

(1. Department of Electronic Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan430033)(2. College of National Defense Information Science, Wuhan430010)

AbstractAccording to the rapid variational assurance requirement of sea battlefield reconnaissance intelligence, a service-oriented requirement analysis method is proposed. This method addes service requirements level between the military requirements level and the system requirements level, and establishes the loosely-coupled relationship between user needs and system function through service requirements view, which supports dynamic expansion in system function and dynamic changing in operational task. The method provides a sound solution to requirement analysis of sea battlefield reconnaissance intelligence system.

Key Wordsservice-oriented, requirement analysis, sea battlefield, reconnaissance intelligence

*收稿日期:2015年12月10日,修回日期:2016年1月23日

作者簡介:喻鵬,男,博士研究生,講師,研究方向:指揮信息系統組織運用。吳照林,男,博士,教授,研究方向:指揮信息系統建設與運用。

中圖分類號TP391

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.06.002