人防網絡優化數據處理模型研究

賈雪松

摘要：隨著大數據的推進，軍用信息化、防務數據化已然成為了一種必然趨勢，但人民防空方面卻存在數據處理速度緩慢、數據多樣化、數據辨析度不高的問題。本文剖析了當前人民防空所面臨的問題，通過構建數據處理模型，人防計算機網絡優化提供了積極借鑒。

關鍵詞：人民防空;網絡;優化;模型

中圖分類號：TN948.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0037-02

1 當前人民防空所面臨的問題

二十一世紀前中葉，信息科技技術已經逐漸被應用到各個行業和領域，而在軍事空中防衛上，信息化的空襲戰爭也逐漸顯現出一絲新的特征，在接受新的挑戰。但是隨著計算機硬件的不斷發展，人民防空已經不單單是對領空上的敵機進行偵測及防務，而且還要對當地的溫度、濕度、風速、風力、風向有一個實時的監控。既然是人民防空，那么除了預防還有防守，一旦祖國的領空遭受入侵，或者國內客機脫逃等，人民防空的職能就不單單是監視了，我們要根據被監視對象的速度、加速度、當地風向、風速、風力、溫度、攔截設備的速度、體積、飛行阻力等作出預測，提前計算好目標打擊點。也就是說當被監視對象侵犯了我們的利益的時候，我們一旦決定打擊的話，從瞄準、測量、軌跡計算、動能消減計算等都是一瞬間自動完成的。那么這么多數據一下子涌入計算機，計算機的內存是否充足？反應速度、計算速度等能否達到預想目標等都成了一個個的問題。

2 計算機網絡優化

2.1 通訊網絡面臨的問題

當前我國的移動通信網絡主要分為兩部分：第一個就是無線網絡，而第二個就是交換網絡，常常也被稱為PSTN網絡。無線通訊網絡主要就是移動通信網絡專有的，而完整的無線通訊網絡主要包含以下幾個部分：交換網絡子系統、基站子系統、操作維護中心、移動設備。

通訊網絡數據量龐大：隨著臺式電腦，筆記本電腦手機、iPad等有線或者無線通訊終端數量的逐年增加，那么通訊網絡的基站也會越來越多，從而造成的數據量也會逐漸增加。而人民防空系統雖然有獨立于大眾通訊網絡通道，但是也會受到影響，而且其每分每秒接收的數據種類、數據量也是十分繁雜的[1]。

2.2 通訊網絡優化方案

通訊網絡面臨的問題主要就是數據量龐大，且都是實時性的，首先就是要提升人民防空系統的大數據儲存能力，由于民防系統要實時監測，而且其監測面積、監測范圍及監測精度都很高，所以每分每秒產生的數據量會很大，而將這些數據進行精確加密傳輸、儲存、分析及處理，因為傳輸是有時間限制的，而計算機數據又是以字節為單位進行傳輸的，而且其分析、處理等也是一項耗時的工作，而民防系統偏偏有如此龐大的數據需要實時傳輸、儲存、分析、處理，故而提升民防系統的儲存能力才是關鍵。那么如果在民防通訊網絡中加入大數據分析功能，專家識別系統等，在其傳輸的時候就對這些數據進行分類、整合，通過儲存虛擬化的方式將同一類型的數據儲存到同一個平臺上，這樣不僅能夠降低人民防空網絡的動態變化容量，而且還可以減少資源存儲的成本，降低整個民防通訊網絡這塊的資金投入[2]。

3 數據處理模型

3.1 數據處理模型簡介

數據處理模型是隨著數據庫學科的不斷發展而逐漸深入及完善的，在剛開始的時候，人們普遍的將數據模型簡單的理解為數據結構，在往后的發展中逐漸生成了邏輯結構、物理配置、存取路徑以及完整性的約束條件，而數據模型主要分為以下幾個方面：

數據結構：主要是用來描述數據的類型、內容、性質以及數據之間的聯系。數據結構可以說是數據模型的基礎，不同的數據結構具有不同的操作和約束條件。

數據操作：主要就是在與之對應的數據結構上的操作類型及操作方式。

數據約束：數據模型中的數據約束其實就是指數據之間的結構性語法、詞義的聯系、彼此之間的制約和依存關系，從而保證了數據的正確性、精確性、有效性以及相容性。

3.2 基于民防網絡通訊的數據處理模型

針對人民防空系統的數據特點，所以目前最好的數據處理模型就是通過對多種信息數據的特征進行特性性提取，從而將這些信息數據化繁為簡，同時按照可視化設計及數據挖掘等手段，而在這些數據處理的中后期，通過系統快速的還原這些數據。

現在的數據處理模型有很多，而可視化方法只是其中一種，其采用的方法就是通過節點與節點連接的布局來繪制數據之間的關系網絡數據圖，并且通過加權的方式來進行輔助布局及繪制。而其最基本的思路就是通過FR算法、KK算法等力學模型來對系統接收的數據庫或者傳輸之前的數據庫進行建模。這種方法可以能夠很好的將這些數量龐大的海量數據在關系網絡下解決了民防系統監測的這些數據之間的重疊情況，不僅完美的降低了數據之間線性關聯對系統判斷造成的誤導，而且還能夠節約更多的系統內存，從而增加了其準確度，其具體布局如圖1所示。

基于多特征屬性的關系的有向加權圖的難點主要體現在以下兩個方面：數據節點的數量與數據節點之間的連接數量的相對比例、該模型的數據維度（也就是依據數據特征而劃分的層數）。數據節點的數量與數據節點之間的連接數量的相對比例是受影響于關系網絡的流量，針對人民防空網絡通訊的網絡大數據而言，網絡的流量指標對數據節點的數量與數據節點之間的連接數量的相對比例、該模型的數據維度有最直接的影響，而整體的有向加權可視化的設計圖如圖2所示。

3.3 有向加權圖的算法優化

在有向加權的數據模型里，假設有向加權圖M=（m，n），節點的集合為m，有向的集合為n，節點u，v包含在m里，則節點u，v之間的相互排斥力為：

Fr（u，v）=k1^2/dist（u，v）

其中，k1是節點u，v這幾件的網絡節點數，節點數越靠近，則相互排斥力越強，從而對整個節點的集合，我們可以通過傳輸字節的相對位移算出其收斂的條件，使得整個有向加權圖達到能量均衡點。而整個優化過程的布局邏輯分為以下四步：（1）預先處理數據;（2）通過電場力計算節點間的相互排斥力;（3）通過胡克朗克定律來計算器傳輸差異;（4）通過向量迭代關系來計算其線性回歸的平衡狀態。

4 結語

人民防空網絡的優化可以解決數據傳輸過程中的一些如同傳輸速率慢、傳輸精度低、易丟失等問題，而有向加權圖的數據優化處理過程卻能提升數據處理的精度，減少系統反應時間，提升系統的相應速度。

參考文獻

[1] 鄭曉敏.關于加強人防信息化建設的幾點思考[J].通訊世界，2014（11）：15-16.

[2] 廖澤宇，蔡延光，黃司輝，等.人防指揮所三維管理信息系統的研究與實現[J].電子世界，2014（23）：108-109.