基于UML的聯合作戰裝備保障指揮決策信息流模型建立

黃欣鑫，阮擁軍

(軍械工程學院，石家莊 050000)

【后勤保障與裝備管理】

基于UML的聯合作戰裝備保障指揮決策信息流模型建立

黃欣鑫，阮擁軍

(軍械工程學院，石家莊 050000)

以聯合作戰裝備保障指揮決策中的信息傳遞過程為基礎，結合聯合作戰裝備保障特點，分析了聯合作戰裝備保障指揮決策流程，采用UML對裝備保障指揮決策流程中的信息傳遞情況進行了描述，建立了裝備保障指揮決策信息流靜態和動態模型，可以為聯合作戰裝備保障指揮自動化系統模型庫的開發提供一定的參考。

統一建模語言；聯合作戰；裝備保障指揮；信息流

近年來，隨著高新裝備在部隊的廣泛列裝，信息化技術對戰爭形態的影響已經越來越被人們所重視，一體化聯合作戰必將成為未來信息化戰爭的基本作戰形式。目前較為有效的輔助裝備保障指揮決策的手段是以模型庫和專家系統為基礎，通過計算和推理等一系列手段對某一問題給出一定條件下的決策方案。因此，建立準確的裝備保障指揮決策模型是需要重點研究的問題。裝備保障指揮決策的內容復雜，涉及實體多，既要描述決策主體之間的關系，又要描述主體之間的先后關系和活動過程。統一建模語言(UML)不但具有描述系統靜態結構和系統動態行為的功能，還能從不同的角度為系統建模，形成不同視圖。本文對于體系的概念建模采用UML的建模方法，從不同角度描述系統的功能、組成和運行；選用UML從靜態和動態兩個方面建立保障指揮決策模型。

1 聯合作戰裝備保障指揮決策過程

聯合作戰裝備保障指揮決策的輸入主要有兩個方面，分別是裝備的需求情況和裝備所處的環境情況，輸出的信息主要有保障資源的數量、種類和保障方案等，信息的傳遞過程如圖1所示。

圖1 信息傳遞圖

聯合作戰裝備保障指揮員在決策時，需要綜合需求信息和資源信息進行分析。當裝備器材信息、維修信息和受損裝備后送等需求信息隨著維修保障分隊、保障倉庫等供應方流動時，保障資源隨之進行流動。當資源到達需求方時，保障任務宣告完成，保障信息同樣完成了一次整體的傳遞。在聯合作戰過程中產生的信息主要為聯合作戰首長、上級保障機關以及裝備保障指揮員所發出的指示、決心和請示等。根據現有體制，把聯合作戰裝備保障指揮自動化系統中的信息流分為指令信息流、狀態信息流和協調信息流3類。假設裝備保障為3級保障：基本作戰單元作為下級保障指揮中心；團(旅)作為中級保障指揮中心；戰區裝備保障部門作為上級保障指揮中心。在對保障資源進行補充時，假設3級都可以直接與軍工企業或者供應商進行協調采購。其裝備保障指揮決策流程如圖2所示。

由圖2中可以看出：聯合作戰裝備保障指揮系統是通過控制各種信息流，如指令信息流、狀態信息流、協調信息流、物資(人、知識、器材)流等來完成聯合作戰裝備保障任務的。戰前作戰單元通過本級單位的保障系統，結合所要執行的聯合作戰任務對自身的保障能力進行計算、評估完成本級保障方案的生成，中級保障機關得到下級保障單位送來的保障方案后，通過對本級的各種現有的保障資源、保障能力進行計算、分析、評價和優化，最后生成中級保障方案。中級保障方案生成以后，可能中級保障仍然不能滿足作戰單元的保障要求，此時則需要上級保障指揮中心，通過上級保障部門協調解決。

圖2 裝備保障指揮決策流程

2 聯合作戰裝備保障指揮決策靜態模型建立

2.1 裝備保障指揮決策用例分析

所謂用例是指對自動化系統提供的、完成功能的一種描述，執行者是那些可能使用這些用例的人或外部系統[1]。因此，用例圖重點從系統執行者的角度描述了系統需要完成什么樣的功能。通過該圖可以較為直觀地看出系統中保障方案的制定者、執行者與保障實施所要完成一系列功能之間的關系。如圖 3 所示，用例角色(Actor)主要包括下級裝備保障指揮中心 (JSCC)、中級裝備保障指揮中心(ISCC)、上級裝備保障指揮中心(SSCC)、保障執行機構(SEO)、上級裝備保障部門(SSD)、下級聯合作戰指揮中心(JJBCC)、中級聯合作戰指揮中心(IJBCC)、上級聯合作戰指揮中心(SJBCC)、專家遠程修理支援系統(ELDRS)以及器材供應(EP)。用例(Use Case)則包括了計算庫存數量(ELSC)、計算運輸能力(ETC)、計算隨車庫存(ESGWTS)、計算訓練損失(ETL)、估算裝備戰損(EELB)、計算維修保障能力(ERC)、預測裝備戰損(FELB)、庫存管理(SM)、戰場態勢估計(BSE)、生成保障方案(MSS)、計算保障能力(ESC)等。

圖3 裝備保障指揮決策用例圖

2.2 裝備保障指揮決策類圖分析

類圖(Class Diagram)是指一類或者一組具有類似屬性和共同行為的對象[2]，任何事物都可以看作是具有某些屬性和動態行為的對象。一個系統可以看成是一些不同類型的類組成的，類之間的各種關系反映了系統內部各種成分之間的靜態結構。聯合作戰裝備保障指揮決策類圖如圖 4所示。圖4中的類由分成3層的矩形表示，頂層為類命，中間層存放類屬性，底層存放類操作。在圖4中主要考慮了下級保障指揮中心在計算本級的保障能力后，中級保障指揮中心根據自身的保障能力生成保障方案，通過保障機構實施。在此圖中沒有考慮上級保障指揮中心，主要是由于在保障的過程中，上級保障指揮中心并沒有直接參與決策。

圖4 裝備保障指揮決策用例類圖

3 聯合作戰裝備保障指揮決策動態模型建立

3.1 裝備保障指揮活動狀態圖分析

在UML中，活動狀態圖本質上就是流程圖，它描述了系統的活動、判定點和分支等，被設計用于描述一個過程的步驟，以及活動中對象的狀態以及狀態的改變。在保障指揮決策中，涉及的活動關系較多，本文對作戰情況下的裝備保障指揮過程進行分析，如圖5所示。

在圖5中，下級保障指揮中心、中級保障指揮中心、保障執行結構、器材供應商四者發生了相應的關系。首先下級保障指揮中心不間斷地收集信息，掌握情況，包括彈藥和維修器材的消耗、損失等，發現異常則上報中級保障指揮中心，中級保障指揮中心在掌握情況的基礎上，分析判斷、作出決策。對于需要補充的維修器材，如果中級庫存可以滿足要求則保障機構執行保障命令。當中級庫存不能滿足時，則讓器材供應商直接提供所需的器材等物資，下級接收，則操作完成。

圖5 裝備保障指揮活動狀態圖

3.2 裝備保障指揮決策時序圖分析

時序圖(Sequence Diagram)描述了對象隨著時間的推移相互之間交換信息的過程。它主要顯示對象之間的動態協作關系，強調對象之間消息發送的關系和順序，同時顯示對象之間的交互。圖6為裝備保障指揮決策時序圖，表示保障方案的生成和執行過程。

圖6 裝備保障指揮決策時序圖

在圖6中，下級保障指揮中心首先計算保障能力，而中級保障指揮中心利用下級上報的信息，生成保障方案并送至保障執行機構，保障方案在執行后反饋至中級保障指揮中心和下級保障指揮中心，利用這些信息生成新的保障方案。

3.3 裝備保障指揮決策協作關系圖分析

協作圖展現了一組對象及這組對象間的連接和這組對象收發的消息。它強調收發消息對象的結構組織，按組織結構對控制流建模。協作圖只對相互間有交互作用的對象和這些對象間的關系建模，它除了顯示對象間的關聯外，還顯示對象間事件協作關系。

由于篇幅的原因，本文只分析器材補充過程中相關對象的協作關系，其他的可以照此方法分析。圖7所示是下級保障指揮中心補充器材時一系列事件過程，采用了按級補充和越級直接補充的方式。涉及下級保障指揮中心、中級保障指揮中心、保障執行結構、器材供應商，事件主要有：下級保障指揮中心發送需求信息，中級保障指揮中心查詢庫存，命令保障指揮機構執行保障命令，保障指揮機構補充器材，供應商提供、補充器材。當下級保障指揮中心發出器材需求時，它可以做如下選擇：一是直接與器材供應商聯系補充，二是上報中級保障指揮中心。中級保障中心得知需求信息后，查詢庫存，若能夠滿足則命令保障執行機構進行器材補充，若無法滿足需求時，則通過供應商提供下級保障指揮中心所需求的器材，同時也給自己進行補充。通過分析可以看出按級補充的協作路線是：1→2→3→4→5或1→2→3→8→7；越級補充的協作路線是：6→7。

圖7 裝備器材補充協作圖

4 結束語

本文采用統一建模語言中的靜態視圖和動態視圖對聯合作戰裝備保障指揮決策信息流進行了建模分析，解決了裝備保障指揮自動化系統中指揮決策建模問題。該模型將UML和信息流技術相結合，直觀、精確、快速，能夠較好反映聯合作戰情況下裝備保障指揮決策工作的各個方面。在此所建立的聯合作戰裝備保障指揮決策模型，可以為聯合作戰裝備保障指揮自動化系統模型庫的開發提供一定的參考。

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(責任編輯 唐定國)

Establishment of the Information Flow Model of Joint Operations Equipment Support Command and Decision Based on UML

HUANG Xin-xin, RUAN Yong-jun

(Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050000, China)

The process of joint operational equipment support command decision was analyzed based on the information transfer process and combined with the characteristics of joint combat equipment support. The information transfer of equipment support command decision was described by UML. And the static and dynamic model of information flow in equipment support command decision were established, which can provide some reference for the development of the model base of the joint operational equipment support command automation system.

UML; joint operation; equipment support command; information flow

2016-08-25；

2016-10-20

黃欣鑫(1986—)，男，碩士研究生，主要從事裝備保障指揮研究。

10.11809/scbgxb2017.02.034

黃欣鑫，阮擁軍.基于UML的聯合作戰裝備保障指揮決策信息流模型建立[J].兵器裝備工程學報，2017(2):155-158.

format:HUANG Xin-xin, RUAN Yong-jun.Establishment of the Information Flow Model of Joint Operations Equipment Support Command and Decision Based on UML[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(2):155-158.

E917

A

2096-2304(2017)02-0155-04