戰術信息系統技術參考模型研究

楊燦，邱宏燕

（中國電子科技集團公司第七研究所，廣東 廣州 510310）

0 引言

技術參考模型是一個開放的概念性標準框架，支持信息系統的互操作，實現信息系統各類資源按需共享、跨域協同。

當前，我軍戰術信息系統正在向一體化聯合作戰、跨域協同作戰和全域全維作戰方向發展，如何實現各軍兵種互聯互通互操作以及滿足戰術信息系統發展新需求，是亟待解決的問題。因此，急需開展戰術信息系統技術參考模型研究。

本文針對戰術信息系統發展需求，參考美軍TRM（Technical Reference Model，技術參考模型）和民用系統發展趨勢，提出一種基于網絡資源解耦與共享的戰術信息系統技術參考模型，用于實現信息系統“一切皆資源、資源解耦、資源共享”，即將戰場所有資源聯接入網、聚合共享，實現戰場各類資源的按需調度、靈活重組與跨域協同。

1 美軍技術參考模型

本章通過深入分析美軍技術參考模型和發展，為提出我軍戰術信息系統技術參考模型起到了良好的借鑒和指引作用。

美國DoD（Department of Defense，國防部）TRM是支持互操作性的最關鍵的一個體系結構標準化模型，是JTA（Joint Technical Architecture，聯合技術體系架構）等支持互操作性的體系結構實例的公共基礎。TRM為DoD各信息系統提供一個公共的概念性框架和一套公共詞匯表，它不僅提供了整個系統的服務和接口的公共定義和關系，還提供了系統實施和規劃的高層描述指導。開發TRM的主要目的是使DoD各部門能夠較好地協調采辦、開發和支持DoD信息技術，實現一個基于開放系統和公共互操作性的通信與計算的基礎設施。

1991年至今，美軍DoD一直致力于研究TRM[1][2]。

2012年12月美軍在GIG（Global Information Grid，全球信息柵格）匯聚總體規劃中進一步強調了資源化和服務化，其提出的技術參考模型如圖1所示。

1.1 TRM組成

TRM的結構反映實現開放系統的一條關鍵原則——數據與應用分開以及應用與計算平臺分開。考慮到互操作性依賴于建立公共的服務和接口，而系統開發者可以利用這些服務和接口來解決技術體系結構的相關問題，因此TRM分別由服務和接口兩個視圖來描述。

如圖1所示，服務視圖標出了最基本的服務領域和接口，內容包括：一個包括使命域應用和支持性應用的應用軟件實體，一個包括系統服務（例如用戶接口服務和數據管理服務等）、操作系統服務和物理環境服務的應用平臺實體，以及外部環境和接口。其中，接口包括API（Application Programming Interface，應用程序接口）和EEI（External Environment Interface，外部環境接口）。

圖1 美國國防部技術參考模型（DoD TRM）

接口視圖按應用軟件、系統服務、資源訪問服務及物理資源4個層次定義了10類接口（包括層次間的直接接口和實體間的邏輯接口），它們的定義見表1。

表1 TRM接口解釋

1.2 TRM的開發

通過對TRM開發過程的分析，可得出TRM開發的以下特點：

（1）TRM開發的必要性。TRM是基于某種使命技術需求而建立的一種抽象、宏觀、通用的模型，它為實現該使命技術需求提供指導性的參考框架。開放小組結構框架（TOGAF）的觀點認為TRM是普遍適用的，它可用于構建任何系統體系結構。因此，對于構建我軍軍事通信系統體系結構，同樣需要建立一個指導性的TRM。這不僅有利于有序、高效地開發新的軍事信息系統，更有利于改善和提高軍事信息系統的互連互通互操作能力。

（2）TRM開發的組成原則。無論是DoD TRM，還是北約信息系統的TRM（N-TRM），以及美國聯邦一體化TRM（FEA-TRM）等其它系統的TRM，都由兩大部分組成：一是分門別類的組成單元的描述；二是直觀表示這些單元的總體視圖。因此，對于建立我軍軍事信息系統體系結構的TRM，同樣需要采用以上原則。

（3）TRM的組成單元。由于TRM是基于某種使命技術需求而建立的，因此一定有“使命領域應用”的單元實體。要實現這些“使命領域應用”，就需要軟和硬兩方面的“支持”。軟支持又可按“應用與計算平臺分開”的開放系統原則，分為“應用軟件”的“應用支持服務”和基于服務的“應用平臺”。硬支持其實就是“外部環境”，包括各類通信設備和各類專用通信系統。在接口方面，不涉及硬支持部分的連接都采用API，軟支持與硬支持部分的連接采用EEI，至于硬支持部分內部之間的連接則可采用內部接口。

2 技術參考模型建議

2.1 技術參考模型建議

通過詳細分析美軍軍事通信系統技術參考模型，結合我軍戰術信息系統發展，提出基于網絡資源解耦與共享的戰術信息系統三層技術參考模型：資源層、服務層和應用層，如圖2所示。

圖2 基于網絡資源解藕與共享的戰術信息系統技術參考模型

資源層：位于技術參考模型最底層，是整個戰術信息系統正常運行的物理基礎，包含各類異構傳輸資源、路由交換資源、計算存儲設備、數據資源、戰場感知資源、兵力火力資源等，通過對各類資源及其屬性進行描述和封裝，為服務層提供統一的資源訪問和調用接口。

服務層：位于技術參考模型的中部，起到承上啟下的作用。一是把底層各類資源通過資源虛擬化，構建虛擬化資源池，并封裝為計算、存儲、數據、安全、運維等服務；二是各種資源所有權和使用權分離，通過資源認證服務實現資源的有效管控和按需共享；三是將戰術通信網絡功能模塊化、服務化，封裝為服務；四是應用與數據、硬件平臺解耦，將數據庫等從上層應用中解耦出來，并進行服務化封裝，形成應用支撐服務。

應用層：位于技術參考模型最頂層，主要是完成各種面向用戶的應用軟件，包括態勢感知、指揮決策、行動控制和支援保障等。應用層可通過標準服務接口的形式使用服務層提供的各類共用基礎服務和應用支撐服務。

根據未來一體化聯合作戰、全域作戰需求，本文提出一種基于網絡資源解耦與共享的戰術信息系統技術參考模型，該模型將戰場所有資源（網絡資源、計算資源、存儲資源、數據資源、感知資源等）聯接入網、聚合共享，實現戰場各類資源的按需調度、靈活重組與跨域協同。

與現有戰術信息系統技術參考模型相比，本文提出的技術參考模型具有以下特點：

（1）提出了一種適應信息體系理念的通用戰術信息系統技術參考模型。

陸/海/空/天等各軍兵種基于該參考模型，結合自身應用特點進行擴展，可打破各軍種自成系統，消除“煙囪”，形成適合各軍種跨域協同作戰的服務化體系，提升系統一體化聯合作戰能力、全域作戰能力。

（2）一切皆資源

系統通過采用資源虛擬化、功能服務化，將戰術信息系統中通信網絡、計算存儲、戰場感知、兵力火力等所有資源進行統一描述和封裝，構建虛擬化資源池，實現一切皆資源、資源皆共享。

（3）跨域協同

應用與數據、硬件平臺解耦，實現各作戰單元與資源解耦，資源按需分配，從而實現戰場各類資源按需共享、跨域協同，提升一體化聯合作戰、全域作戰的業務端到端實時傳輸能力、遠程精確打擊能力。

（4）所有權與使用權分離

改變傳統資源所有權與使用權綁定、資源固定預先分配的保障模式，通過資源認證服務，實現資源所有權與使用權分離，支持資源的全域共享和體系運用，實現戰場信息的快速流轉和按需重構。

2.2 應用案例

以聯合島嶼奪控為背景，設計陸/海/空/天一體化聯合作戰場景，同時基于本文提出的技術參考模型構建戰術信息系統，具體應用實例化如圖3所示。

圖3 基于技術參考模型的戰術信息系統應用實例

下面簡述該作戰場景下戰術信息系統運行過程。

（1）全網資源虛擬化和聚合

通過資源統一描述和呈現技術，將陸/海/空/天的計算存儲、路由交換資源以及各類傳輸資源等虛擬化為計算、存儲、傳輸和路由交換資源；將各軍種的各種作戰武器、平臺以及偵察感知設備獲取的信息虛擬化為兵力火力資源、感知資源等，最終將各類資源聚合形成虛擬化資源池，運行在云平臺上。通過資源認證服務，實現全網資源的安全訪問和使用。

（2）各類功能服務化

戰術信息系統中各功能模塊封裝服務，比如通信服務、運維服務、分布式同步服務、消息服務等，形成共用基礎服務和應用支撐服務，運行在云平臺上。

（3）按需構網和信息快速流轉

以攻擊某島嶼敵方目標為例，某指揮中心根據偵察感知資源信息和作戰意圖完成作戰任務下達，戰術信息系統的共用基礎服務根據接收到的作戰任務，基于構建的虛擬資源池，按需調用各類資源以及陸/海/空/天各類作戰資源構建任務網絡，實現資源跨域協同，支撐戰場各類信息的快速高效流轉，最終殲滅敵方目標。

通過本應用案例分析，采用本文提出的技術參考模型構建的戰術信息系統，能夠有效支撐全網資源的高效共享和按需協同，為滿足未來一體化聯合作戰提供了頂層技術指引。

3 結束語

本文針對未來作戰需求，提出一種基于網絡資源解耦與共享的戰術信息系統技術參考模型，為各軍種實現跨域協同作戰提供的一種通用技術參考模型。通過典型應用案例設計，論證了此技術參考模型的可行性。各軍兵種基于該參考模型，結合自身應用特點進行擴展，可打破各軍種自成系統，消除“煙囪”，實現戰場網絡一切皆資源、資源按需共享，形成適合各軍種跨域協同作戰的服務化體系，提升未來戰術信息系統的一體化聯合作戰能力、全域作戰能力。