基于多網界面融合技術的智能交互控制系統及應用

胡曉玲

（海軍91668 部隊 上海市 200083）

為保障各類場景作戰任務需要，指揮控制中心利用多種信息技術接入大量多類異構網絡的信息系統資源，如地理環境、傳感器、飛機、艦船等平臺及資源，用于保障態勢顯示、信息融合和指揮控制等需要。受制于數據安全保密及建設單位等因素，指揮平臺普遍不支持多網系資源同時使用，導致戰場實時態勢信息不全面、指揮決策滯后；同時，不同系統技術差異較大，在標準、架構、接口等方面存在技術壁壘，信息共享、交互較為困難。因此，現有技術條件下，異構網絡非同質型系統之間如何實現交互交流，將不同網絡系統的信息實時安全呈現在指揮員面前，以提高綜合決策及指揮能力[1]，是指揮控制領域新的研究方向。

1 多網界面融合技術

隨著信息化、數字化、網絡化、智能化發展，多源異構跨網信息匯聚、跨區域資源聯合應用迫在眉睫。在信息保密要求相對較低的民用領域，構建數字政府、智慧城市上通常采用大數據融合統一接入的方式[2]，在邏輯隔離網間打通底層數據實現數據共享交換，再進行二次加工、系統開發等流程，最終達到趨勢分析、協同作業、輔助決策的目標。

多網界面融合技術是將信號終端設備的顯示界面（可視化界面和非可視化界面）輸出，采用多項安全機制進行跨網信號界面匯聚，形成虛擬的界面資源池；界面可在局域網或專網內進行界面資源的調取和分享，再通過控制指令傳輸通道實現對信號終端的遠程操控（鼠標、鍵盤、手觸等形式的控制）。有顯示屬性終端設備（電腦、手機、攝像頭、可穿戴設備等）的屏幕都可以作為界面資源接入資源池使用；界面云平臺匯聚各信號源計算機界面資源，未連接計算機網口、未接入計算機業務網絡、不觸碰原有數據網絡，通過顯示界面匯聚+單向安全操控的方式，實現了用戶利用界面云平臺下的一面屏、一套鼠標鍵盤來顯示控制來自多個網絡的各類界面資源，滿足了多網多系統界面信息融合使用需求[3]?；驹砬闆r如圖1所示。

圖1 中，通過界面網將信源1 和信源2 的界面資源單向匯聚到界面網形成界面資源池，交互終端可以在一面屏上同步顯示，多個終端可協同作業；同時，交互終端發出的鍵鼠控制指令，通過指令網單向分別傳輸到信源1 和信源2，從而實現對信源計算機的操作控制。

圖1：基本原理示意圖

2 智能交互指揮控制系統框架

2.1 業務需求

（1）突出指揮控制，建立多網融合智能指揮調度平臺。基于界面交互的多網系融合技術構建的智能交互指揮系統，可將各級中心及協同單位、分隊全部連接起來，形成一個“橫向到邊，縱向到底”的智能交互控制調度平臺。各業務節點可以通過專用通信網絡接入平臺，控制節點可以根據權限調用其他節點的界面信息和控制權限。

（2）消除信息孤島，實現信息的任意顯示和交互共享。通過部署多種智能控制終端，可以調閱各個層級各個業務系統的信息，可在一個界面上對各系統信息進行任意選取、剪裁、重組及推送共享，實現指揮中心及要素人員在各控制終端上，對多網絡信息系統進行安全使用操作，各類界面信息可在所有終端信息自主流轉共享使用。

（3）面向場景應用，構建實景化指揮控制體系。建立各信息節點互聯互通的智能交互控制平臺，可實時獲取戰場視頻畫面、情報信息、單元部署和物資保障情況，根據各類實時態勢發布預警信息和行動預案，并全程監控作戰過程，評估打擊毀傷效果，實現整個作戰過程的實景化。

（4）采用分布式架構，具備自主延伸靈活拓展能力。智能交互指揮系統采用可靈活拓展的分布式設計思路，整體構建一套“智能界面指揮網”，橫向可實現友鄰單位、軍民融合接入，縱向可實現聯合指揮直達末端接入。將指揮中心的信息網絡資源整合為一個集“信息匯聚、調控管理、會商研討、作戰決策”等功能為一體的智能指揮控制平臺，平臺具有自主延伸的靈活拓展能力，以適應未來不斷迭代演進的各類信息系統便捷接入。

2.2 系統框架

智能交互指揮系統以現有網絡信息資源為基礎，以智能信息交互為核心，以人機交互系統為工具，為各類業務提供技術平臺支撐。整體架構由基礎接入層、平臺服務層、智能終端層、人機交互層組成[4]。如圖2所示。

圖2：系統拓撲圖

2.2.1 基礎接入層

基礎設備：包括各類業務系統服務器、網絡交換機、各類攝像頭、會議系統發言單元等。多網安全設備：包括多網聯動編碼器、單向光纖隔離器、跨網視頻編解碼器、加密機等各類網絡安全設備。業務系統：接入GIS 系統、社會面監控系統、視頻會議系統、情報偵察系統、各保障系統等業務應用系統。

2.2.2 平臺服務層

信息交互基礎平臺：包括底層平臺支持、智能界面引擎（席位）、權限安全管控、多網資源調度、可視化后臺管理等基礎模塊。信息交互平臺服務模塊：計算機跨網管控服務、監控跨網管控服務、多源信號獨立管控服務、語音融合調度服務、音頻隨路切換、聯合標繪、大屏幕交互服務、智能預案管理服務等服務模塊。

2.2.3 智能終端層

智能終端包括智能交互大屏幕、智能指揮臺（落地式、桌面式、移動式）、智能控制席位、智能電子沙盤、智能實物沙盤、車載會商終端、便攜式終端等。

2.2.4 人機交互層

以多種智能交互子系統作為友好人機交互工具（全局鍵鼠、觸控、手勢、語音、遙控等），為日常值班、會商研討、應急處置、指揮調度等各類業務場景提供智能便捷的信息交互支持。

2.3 功能特點

指揮中心可廣泛安全使用來自軍、政、企的各類信息系統。在指揮、協作過程中，各臺位需要掌握實時動態組合的各類態勢信息，靈活調配各類信息態勢，輔助各級指揮員進行研判決策。按照需求牽引、技術賦能的原則，結合現有系統資源和行業主流技術發展趨勢，將業務需求轉化為可落地實踐的系統功能，主要體現在以下幾個方面：

（1）業務態勢交互顯示。實現指揮所大屏幕綜合顯示多網多系統界面信息，智能交互指揮系統多元化界面交互，包括隨時查看各監控點的視頻和各要素實時態勢。

（2）聯合指揮態勢共享。指揮中心可隨時根據需要進行界面信息重組、推送、接收等操作，實現多種場景的預報、決策、指揮、監管、執行、評估各環節的信息共享。指揮中心可對指揮平臺界面信息進行實時調取，并進行控制。

（3）實時調度指揮。指揮中心匯聚的各態勢界面按需分發給下級指揮中心，包括預案、重組后的高價值信息畫面。根據需要向接入交互網的任意有線或無線終端發布指令，同時對執行情況進行實時追蹤監控。

（4）移動端指揮。可通過移動式的智能終端接入同一控制網絡內指揮平臺，實現對多網多系統的遠程安全統一管控，進一步延伸指揮鏈路，實現全天候、全域指揮。

（5）桌面協同指揮。匯聚融合不同辦公室、指揮部位的多網系、多業務顯示終端，在指揮員辦公室終端顯示上實現“一面屏管控、一終端指揮、一平臺融合使用、一網絡調度指揮”的效果。

2.4 技術優勢

（1）安全實用。以跨網安全數據隔離結構為前提，實現用戶端對多網融合界面內容直接控制。控制方式通過對界面及鍵鼠操控技術實現，不涉及對底層數據的接入。對不同網絡信源終端設備操作指令通過單向傳遞技術實現，最大限度保證了多網系的獨立安全性。

（2）靈活兼容。由于系統采用獨特技術原理架構，可以在不改變原有網絡環境及軟件結構情況下，對多個網絡各類終端設備進行兼容使用，在現有的應用環境下，實現應用層面整體功效的極大提升。

（3）便于拓展。智能交互指揮控制系統采用分布式架構，不同應用地點的不同終端設備均可獨立分布接入平臺，智能交互網絡可自主延伸，便于根據不同單位的應用需要，進行快速便捷的上下級及平級友鄰單位的無縫式對接，形成交互式指揮調度網絡。

（4）友好交互。通過手觸、遙控、鍵鼠、語音等多種方式，能夠進行關鍵信息的快速提取和集中顯示、重組和推送，實現快捷高效的指揮調度與信息操控。

3 指揮控制應用場景

3.1 視頻情報快速整編

基于智能交互指揮控制系統，可以在指揮業務體系內建立多級智能交互網絡，實現現場視頻、固定視頻、單位分隊的各類監控、互聯網視頻畫面快速裁剪組合轉錄，形成綜合實時視頻情報。

3.2 綜合態勢分析研判

在各應用系統信息界面融合的基礎上，對界面信息進行抽取并在終端和大屏顯示?？赏ㄟ^智能控制終端調取電子地圖并推送至大屏幕和電子沙盤上同步顯示，快速定位事發地的位置，疊加任務區域戰場環境、兵力平臺、通信指揮等信息。通過裁剪編輯推送至指揮員席位終端上顯示。各級指揮人員依據態勢在同一張圖上進行協同標繪，標繪情況在各類終端和各級大屏實時顯示，從而輔助各級指揮員快速研判決策。

3.3 聯合作業精確指揮

指揮員可通過智能控制席位調取各類作戰信息系統畫面進行查看，根據需要建立聯合作業連接，將本地調取畫面一鍵推送給其他要素臺位。雙方或多方就各類戰場實時戰情，開展聯合作業，聯合作業的畫面在雙方顯示屏上進行聯動顯示；在聯動作業時，指揮員可通過交互終端切換大屏幕顯示畫面，輪詢查看各作業開展情況，對某一作業場景重點關注時，可將其席位作業情況推送大屏幕詳查。

3.4 多個戰位協同作業

通過智能控制終端，實現辦公室與中心大屏幕、各要素席位之間互動。分布在不同地點、不同戰位的多個智能控制終端之間可以相互推送界面信息，基于相同態勢信息，實現多戰位協同聯合作業，最終呈現到同一底圖上，實現“態勢合聚、作業分聯”。

4 結語

基于多網系界面融合的智能交互指揮控制系統，不打破原有安全隔離機制的前提下，消除原系統、原開發團隊的依賴，實現跨網跨系統的界面信息互聯互通和協同共享，是現有信息系統的能效倍增器，具有較高的使用價值，為未來作戰指揮的全域跨網體系構建提供新思路和新方向。