軍事想定的協同編輯研究

沈文亮

摘要：針對目前現代化聯合作戰的參戰軍種多元化、作戰原則統一等特點，提出了一種基于B/S架構的軍事想定文書的協同編輯方法，通過建立長連接、操作轉換等技術，實現了想定文書的實時在線協同編輯，支持多人既獨立又聯動地編輯自己的想定文書部分，最終構建成一個完整的軍事想定，該方法已經通過技術驗證，投入生產使用。

關鍵詞：軍事想定；協同編輯；聯合作戰

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2023）04-46-4

0引言

在軍事演習的準備階段，需要擬制軍事想定，想定[1]是指敵我雙方基本態勢、作戰企圖和作戰發展情況的設想，是根據訓練課題、目的、敵我編制與作戰特點結合實際地形而擬制的，組織和誘導戰役、戰術演習和作戰的基本文書。

隨著我國軍事改革的深入進行，對作戰指揮體制的聯合性、時效性、精確性要求越來越高，對于作戰前軍事想定的編輯也有了新的需求，跨平臺、分布式、實時性成為了擬制想定文書軟件發展的必然趨勢。因此，本文提出了一種基于瀏覽器/服務器（B/S）架構的集成分布式文件系統的想定文書協同編輯系統的方法，并且已經通過技術驗證投入應用。

1想定編輯現狀

1.1當前作戰形式特點

在一體化聯合作戰的大環境下，作戰訓練具有參戰軍種多元化、作戰目的明確、作戰原則統一和作戰體系完整等特點，聯合作戰的特點也決定了想定文書編輯時不同軍種、不同專業的人既需要分工合作，又需要遵循統一的作戰原則，在共同原則的指導下籌劃組織作戰和指揮控制部隊行動，使各作戰力量和作戰行動形成一個相互支持、相互聯動的統一整體。

1.2想定編輯軟件的實現方式

想定文書編輯一般有3種實現方式：

①單機獨立編輯：由單個計算機實現完成某個想定文書的編輯，或者由多個計算機相互獨立完成各自的想定文書。這種實現方式的優點是實現簡單、操作簡單，一人負責文書的編輯，適合小型單一化訓練作戰。但是，在新的作戰形式下并不適用于這種單機方式，并且文書的編輯工作對人員綜合素質要求極高，工作量也會很大，如果是多人在同一計算機上編輯想定文書，則會大大降低工作效率。

②異步協同編輯[2]：解決了單機編輯的協同問題，能夠支持多人共同編輯想定文書，每位編輯人員在個人計算機上承擔各自的編輯任務，最后將編輯好的想定文書提交到集中服務器上，由服務器對總想定進行沖突檢測和匯總。異步協同的方式雖然達到了多人協同編輯的目的，但是編輯人員無法實時看到其他編輯人員編寫內容的情況，如果有內容沖突還需返還給編輯人員重新編輯，因此，這種方式適合于各軍種、各專業、各裝備之間耦合度不高的軍事想定。顯然，這是不符合現代化軍事作戰理念的。

③同步協同編輯：也是協同工作的一種方式，與異步協同相比，滿足了異步協同無法實現的需求，支持多方、多角色實時在線協同編輯，每位編輯人員所編寫的內容會實時展現在其他所有共同編輯人員的計算機上，新打開文書的編輯人員也可以看到最新的實時編輯內容，既滿足了多人共同編輯想定的需求，又實現了多方相互輔助、相互聯動進行實時編輯的情況，達到真正的軍事想定文書協同編輯的目的，本文采用這種方式實現了軍事想定的協同編輯。

2關鍵技術

2.1基于Java實現的B/S架構

B/S架構[3-4]是一種基于Web的網絡結構模式，前端顯示界面為瀏覽器客戶端，后端為Web服務器，采取瀏覽器請求，服務器響應的工作模式，稱為3層C/S架構。B/S架構如圖1所示。

第1層為瀏覽器客戶端，用于向用戶展示界面，用戶可以通過操作瀏覽器界面進行交互。

第2層為Web服務器，接收瀏覽器客戶端發來的請求，并在本層進行業務邏輯處理，再和數據庫服務器進行數據交互，作為整個架構的核心，起到一個承上啟下的作用。

第3層為數據庫服務器，存儲了整個服務的數據，是軟件的根基，接收Web服務器的請求，并將執行完SQL后的結果返回給Web服務器。

使用B/S架構有以下幾個優點：

①免安裝、共享性強：在安裝部署時用戶無需每臺計算機都安裝客戶端軟件，只要有瀏覽器即可訪問，方便快捷。

②交互性強：通過Web服務器可以輕松實現多客戶端的同步更新和實時交互。

③可擴展性高、維護簡單方便：軟件更新時，無需升級客戶端，只需要升級服務器，就可以實現軟件更新。

由于想定協同編輯軟件涉及多軍種、多角色共同編輯想定文書，客戶端數量龐大，實時在線協同編輯對共享性、交互性要求高，因此使用B/S架構實現更加合適，并且考慮到想定編輯軟件服務可能部署在Windows、Linux等不同系統平臺上，使用Java開發Web服務器可以實現與平臺無關，具有高可移植性。

2.2實時協同編輯服務

2.2.1工作原理

實時協同編輯服務，是整個軟件的核心，其工作原理如下：

①當某個想定文書通過瀏覽器被首次打開時，實時協同編輯服務（以下簡稱為服務端）會將該文書下載到服務端生成一個臨時副本，并與客戶端建立起一個長連接，用于將修改過的文書副本實時更新到客戶端上，然后將文書副本響應給瀏覽器。

②第二個編輯人員通過瀏覽器客戶端打開該想定文書，服務端與其建立長連接后將該文書副本響應給該瀏覽器客戶端。當有人編輯文書時，編輯后的文書會被與之前的副本進行比對，并將修改結果發送給服務端，服務端收到后更新文書副本，然后通過長連接將修改結果通知給其他正在編輯該文書的客戶端，其他客戶端收到后更新本地文書副本。

③當有2個以上客戶端同時編輯某一處內容時，服務端通過操作轉換（Operational Transformation，OT）技術解決編輯沖突，避免產生數據不一致問題。

④在一個編輯人員退出編輯后，會與服務端斷開長連接，此時不會對文書副本進行保存。直到最后一個編輯人員退出對該文書的編輯，服務端會在10 s后將文書副本保存到本地磁盤或云服務器上，進行持久化。如果在這10 s期間有人再次打開編輯該文書，則取消保存操作。這樣實現是為了減少I/O操作，節省系統資源，降低開銷。

2.2.2操作轉換技術

OT是協同技術中用來保持不同的數據副本一致性的一種方法，在不同的終端，根據操作順序的不同，對操作進行調整，以保持數據一致性。協同編輯沖突問題示例如圖2所示。

用戶1往索引0處輸入" "，用戶2往索引3處輸入" "，由于存在網絡延遲，不同用戶的操作可能在各端有不同的執行順序，從而產生了不同的結果。OT正是解決這個問題，操作轉換不是一個算法，而是對一類算法的統稱。解決的問題是：基于同一個狀態的2個操作，如何調整一個操作的參數，使得它可以在另一個操作之后執行，表達同樣的用戶意圖。在引入操作轉換之后，就解決了協同編輯中數據一致性的問題。OT操作轉換示例如圖3所示，用戶的修改操作經過一定算法的操作轉換之后，使得用戶1和用戶2最終的結果保持一致。

2.3分布式文件系統

如果默認情況下將文書存儲和應用服務器放在一起，在文書資源的不斷擴展下，代碼和靜態資源耦合在一起，使得管理混亂，并且文書訪問會占據一定的資源，影響應用服務的正常運行。因此引入獨立文書服務器，前端通過統一資源定位器（Uniform Resource Locator，URL）的形式訪問該服務器，獲取文書資源。但是，單機存在性能瓶頸，而且容災、垂直擴展性較差，分布式文件系統則解決了這些問題。分布式文件系統（Distributed File System，DFS）是指文件系統管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節點上，而是通過計算機網絡與節點相連[5-6]。文件存儲的位置和后端代碼不再耦合在一個服務器上，文件將單獨存儲在其他服務器上，消除了對應用服務器的資源競爭，分布式文件系統一般分為3個子系統，仲裁系統相當于文件服務器的大腦，根據一定的算法來決定文件存儲的位置，文件存儲系統負責保存文件，容災系統負責文件系統之間的相互備份。

3系統體系結構

3.1系統軟件層次架構

想定文書協同編輯系統采用了B/S架構，文書數據存儲在分布式文件系統上，文書存儲的URL路徑持久化在關系型數據庫中，據此技術構成和功能需求，將系統劃分為4個層次，包括展現層、業務邏輯層、數據訪問層和數據存儲層。系統軟件層次架構如圖4所示。

（1）展現層

想定文書協同編輯系統的展示界面，通過瀏覽器的形式將操作頁面展示給用戶，編輯人員可以通過瀏覽器直接和展現層界面進行交互。

（2）業務邏輯層

業務邏輯層是整個系統功能實現的核心層，主要通過算法計算處理協同編輯系統的各個功能邏輯，其中包括想定文書沖突操作轉換、文書變動實時通知、文書存儲、文書副本拷貝、文書導入導出等。業務邏輯層將處理好的數據交給展現層。

（3）數據訪問層

數據訪問層是訪問數據存儲層的方式，業務邏輯層通過URL的方式訪問數據存儲層中文書系統的資源，通過HTTP請求的方式將文書資源存儲到分布式文件系統中，通過結構化查詢語言（Structured Query Language，SQL）語句與數據存儲層中的關系型數據庫進行數據增、刪、改、查的操作。

（4）數據存儲層

數據存儲層有2種存儲方式：分布式文件系統用來存儲文書資源，通過URL來訪問；關系型數據庫則用來存儲文書的URL訪問路徑。

3.2系統總體結構

系統的總體結構主要分為4個組件：客戶端頁面、想定文書協同編輯應用服務器、分布式文件系統存儲服務器和關系型數據庫。系統總體結構如圖5所示，描繪了整體結構和各組件之間的關系。

客戶端頁面通過瀏覽器展示，各瀏覽器客戶端與想定文書協同編輯應用服務器建立長連接，完成實時協同編輯；當應用服務中沒有要編輯的文書副本時，先從關系型數據庫中查詢文書的URL路徑，然后根據URL路徑從分布式文件系統中拷貝文書副本。當最后一個用戶退出文書編輯頁面后，應用服務默認10 s后調用文書保存操作，將文書副本保存到文件存儲服務中，然后將返回的新URL存儲到數據庫中；用戶在瀏覽器可以通過URL直接訪問分布式文件系統中的資源，將想定文書下載到本地。

4結束語

本文提出的B/S架構的想定文書協同編輯系統，滿足了共享性強、實時性強、可擴展性高、可移植性高的想定編輯新需求，順應現代化指揮作戰趨勢，真正地實現了想定文書實時在線協同編輯。目前，本系統已得到技術驗證并且投入到實際應用中去，為想定協同編輯的研究方法提供了新的思路。

參考文獻

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