舰载指控系统中服务的匹配与组合

舰载指控系统中服务的匹配与组合

(中国船舶重工集团公司第七一〇研究所湖北宜昌443000)

摘要:服务的检索匹配和组合优化是服务化指控系统中服务组织的关键技术。从服务种类与服务粒度两方面进行服务的划分建模,结合指控系统的特点分析了现有服务检索匹配的主要技术与服务组合优化的模式;提出采用刻面与属性值相结合的方法实现服务化指控系统的服务检索匹配,并采用半固定组合模式分成组合策划与优化选择两个阶段实现服务组合优化,从而提供了服务化指控系统实现的一种可行途径。

关键词:服务化;舰载指控系统;服务匹配;服务组合

1引言

随着新的作战思想、概念和技术的发展,未来海战强调作战单元间的广泛、深入和高效的协同作战能力,服务化指控系统正在逐渐改变指挥控制的实现方式,它打破传统的指挥控制层次结构,建立以网络为中心的开放、灵活的指挥控制体系。服务化指挥控制系统将指挥控制流程中的各个功能映射为服务,功能执行单元映射为服务提供者;通过建立可用服务集合,并针对具体任务通过服务的检索、匹配、组合与优化,将多个可能位于不同平台的指控业务服务提供单元进行跨平台动态灵活组合,最终形成完整的任务执行流程,从而使服务化的指挥控制具有面向任务的灵活性和资源的高度利用等特点。

2舰载指控系统服务划分

建模舰载指控系统由多个异构的分系统组成,如传感器系统、辅助决策系统、武器控制系统。各个分系统可提供相应功能,承担相应任务。实现服务化指控系统的首要任务是将各个功能进行封装,形成服务集合。服务划分建模的有效性制约着系统运行的效率,其中关键是对服务的种类和粒度的划分。•服务种类:舰载指控系统提供了如包含舰艇作战的作战服务和包含一般信息系统的通用服务等。这些服务的通用性大不相同,对网络环境和实时性的要求差异也较大。将各服务进行归类,那些私有性较强的服务应定为专属服务,那些被频繁调用且支持其他服务运行的服务应定为通用服务。舰载指控系统的服务可分为四大类:支撑服务、过程管理服务、指控基础服务和指控业务服务。支撑服务类是为系统运行提供支持的基础服务。过程管理服务类是对各服务全生命周期进行监控,保证所有服务有序高效的调用。指控基础服务类是为舰艇指挥与控制提供相关基础保障服务。指控业务服务类是为完成舰艇作战使命提供作战应用业务功能的服务,也是最为重要的一类服务。

指控系统基本的体系结构舰载指控系统一般的处理流程包括以下几步:

(1)系统收到外界传感器或武器设备的信息报文(报文遵守海军作战信息交换协议)。(2)报文处理循环收到报文到达事件回调报文处理器,根据报文的内容创建或更新相关对象信息。(3)数据融合循环定时融合系统数据,形成统一的态势信息向上一层传递。(4)战术判断根据融合后的统一态势信息做出战术的响应,呈现给战场指挥员。(5)命令处理循环解释来自战场指挥员(用户界面uI)的各种命令(武器系统状态、目标信息查询,作战指挥命令),分发给命令解释器进一步处理。对于状态查询命令,查询系统相关对象容器;对于作战指挥命令,则将命令送人报文输出循环。(6)报文输出事件循环向系统外发送指挥控制报文(报文遵守海军作战信息交换协议)。

3指控业务服务检索匹配

拥有大量指控业务服务的作战网络必须以一种易于分类管理而又方便检索的机制来管理服务。服务匹配是系统根据用户提交的服务请求,在大量备选服务中准确迅速地筛选出满足需求的服务。服务的匹配就转化为一个或多个关键词组成服务描述与服务请求之间的匹配。该匹配方法的优点是提取算法简单、快捷、实现相对容易,缺点是不能有效表达关键字间的语义信息,导致匹配效率有限。•基于属性值的服务匹配:将服务描述分成几个属性,每个属性在描述服务时被赋予具体的关键词或特定的属性值,服务的匹配是对各个服务描述的属性进行匹配,从而提高匹配能力,但仍然有局限性。•基于刻面分类的服务匹配:服务描述由一组描述服务本质特征的刻面(facet)所组成。每个刻面从不同的视角对服务进行精确的分类。每个刻面具有一组术语(关键词),术语之间具有一般特殊关系而形成结构化的术语空间,术语仅限在给定的刻面之中取值。刻面匹配从若干不同的维度对复杂对象的描述进行匹配,具有属性值匹配和关键词匹配方法的优点。•基于本体语义的服务匹配:引入本体的概念,定义了一套通用的属性来描述服务的非功能性特征和功能性特征,为服务的整体描述提供了一个粗略的框架结构,在语义和知识层次上进行匹配。然而不足的是,高度概括性和一般性使得服务的很多属性类型都没有具体定义,很难对两个服务描述进行比较,其本体描述和逻辑推理较为复杂,造成了匹配效率低下。目前在服务匹配的研究应用领域使用最多的是基于本体的语义Web服务发现与匹配技术,原因在于Web服务数量极其庞大,且各个厂商按照各自需求进行开发导致Web服务种类繁多,因此基于本体语义的服务发现匹配技术能使用户很好地理解服务的信息。但指控业务服务由于其特殊性,在总量、种类上与Web服务相比都小得多,但其主要特点是要求用户必须精确快速地发现匹配所需服务,因此基于本体语义的服务描述过于复杂,不适合在指控业务服务中应用。指控业务服务的检索匹配可以采用刻面方法与属性值方法相结合。刻面是根据用户在检索匹配服务时感兴趣的服务分类属性来确定,略去次要信息,提高匹配效率。另外各个刻面的术语空间是一个有限不定集合,即一个服务的加入,描述它的术语应选择术语空间中已有的术语或是添加新的术语来扩展术语空间,实现了服务的精确匹配。

属性值的匹配是将指控业务服务相关战技术性能参数进行匹配,是对刻面匹配的补充,是指控业务服务在类别上匹配成功的基础上,在性能参数上匹配成功。

4结语

服务化指控系统是未来指控系统的发展趋势,是实现编队指控一体化的必经之路。目前服务化指控系统的研究尚处探索阶段,仍有许多观点和技术尚未成熟。指控业务的组织调用是服务化指控系统的关键性问题,本文仅对服务化指控系统中服务在划分建模、检索匹配、组合优化的主要技术进行了简要分析,下一步还将深入研究各相关技术的具体实现。

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