航天试验装备指挥辅助决策系统研究

航天试验装备指挥辅助决策系统研究（共2篇）

航天试验装备指挥辅助决策系统研究 篇1

航天试验测发网络计划动态优化管理与决策支持系统

对建立航天试验测试发射组织指挥网络计划实时动态优化管理与决策支持系统的设计思想、设计方案及相关部件的基本功能做一简要的`介绍.指出在复杂大系统工程项目计划中,利用网络计划技术进行动态优化管理与决策是工程项目计划管理与决策的一种有效途径.

作 者：陈浩光 陈庆华 杨惠鹄 佟连捷 Chen Haoguang Chen Qinghua Yang Huigu Tong Lianjie 作者单位：国防科工委指挥技术学院,北京,101416刊 名：系统工程与电子技术 ISTIC EI PKU英文刊名：SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS年，卷(期)：199921(9)分类号：V2关键词：航天技术 网络分析 决策支持系统 系统工程

航天试验装备指挥辅助决策系统研究 篇2

1 体系架构研究

1.1 SOA技术体系

SOA与传统技术体系区别在于系统均是基于服务构建,服务之间的交互和组合采用了一种基于“服务注册中心”的方式实现了松耦合,SOA的服务模型如图所示,由服务请求者、服务提供者、服务注册中心及相互关系组成,它反映了SOA的核心元素“服务”的运行机制。

1.2 SOA基本特征

(1)统一的标准体系:SOA条件下系统建设更强调基于统一标准的快速开发和灵活组合。服务是SOA核心元素,是按照统一的规格和要求来进行规划和设计,能够为开发良好移植性、扩展性和兼容性的应用系统提供基础。

(2)大数据量低频访问:SOA系统推荐采用大数据量的方式一次性进行信息交换。这在复杂网络环境下有效提升整个系统稳定性、可靠性,是确保系统正常工作的一个关键因素。

(3)业务流程管理:SOA能够快速反映流程变化情况,通过流程调整实现用户需求随需组合,大大提高业务的灵活性,使得系统对于业务的适应能力得到提高。以上SOA的三大特征能够适应航天发射场一体化CDS建设需求,因此CDS基于SOA设计的思路是一种好的办法。

1.3 SOA相关技术

1.3.1 Web Service技术协议

Web Service是解决应用程序之间相互通信的一项技术,它使SOA架构思想能充分应用到软件设计中。Web Service服务的基础技术标准主要包括WSDL、UDDI和SOAP。其中WSDL用于描述Web服务的功能、位置和调用方法。UDDI注册库(或称为UDDI服务器)负责管理Web服务的注册,对Web服务查询请求进行响应。SOAP是用于交换XML编码信息的轻量级协议。

1.3.2 ESB技术

ESB(Enterprise Service Bus,企业服务总线)是解决系统间集成和信息交互的一种有效方法。ESB提供了网络中最基本的连接中枢,是构筑系统群的必要元素,ESB采用了总线的模式来管理和简化应用之间的集成拓扑结构,以广为接受的开发标准为基础支持应用之间在消息、事件和服务级别上的动态的互联互通,是一种在松散耦合的服务和应用之间标准的集成方式。

2 现有CDS体系架构分析

2.1 现有CDS体系架构

航天发射场CDS软件目前由隶属于多个试验系统的业务应用集成而成,系统以单系统CDS结构为基础进行集成和扩展,按照面向框架- 组件- 接口模型进行构建,针对航天发射场其它业务应用系统是通过外部访问完成系统集成。

CDS按照试验任务信息处理流程及总体业务逻辑进行设计,是一种自下而上、具有相互支撑关系的结构关系。其体系架构按照分层模型描述方法划分为数据层、信息交换层、构建层和表现层。其系统体系架构如图2 所示。

信息交换层由信息交换和接口组成,包括信息约定、数据收发接口、框架接口和构件接口。信息交换层通过约定的信息格式约定和接口约定,完成数据接收和信息流转,是系统框架与构件间信息交换的重要桥梁。

组件层为信息显示基础单元,包括多种信息显示组件、数据解析组件等单元。通过多种组件的组合和搭配完成业务信息的显示。

系统应用层主要由业务系统组成,完成不同业务系统的信息显示。各业务系统由平台各异、环境各异的系统组成。系统应用层为CDS用户提供业务各类应用,平台通过整合多个系统试验态势信息,确保过程中部署一套软件。

2.2 现状分析

目前航天发射场CDS体系架构采用粗放式混合方式进行集成。由多个系统各自独立显示软件组成,框架不同,接口不同、软件接口不统一。对于指挥决策人员、总体人员和维护人员使用带来困难。按照现有的体系架构,CDS存在以下不足:

(1)指挥系统按现有指挥关系和编制模式构建,业务系统间横向互联能力弱。

(2)软件架构设计方法各自为主,发展程度不统一。既有面向对象方法,也有面向构件开发方法。其中构件间的交互接口基本为定制方式,构件复用于其它应用系统能力弱。

(3)系统由发射场等多个异构应用系统构成,异构系统开发环境和顶层设计不同,系统间集成困难重重。

(4)应用流程由设计时确定,动态演化能力不足,基于任务重新构建系统能力差。

(5)信息不能实现按需分发或索取,不同时期、不同平台、不同技术体系的系统和应用程序间互操作实现困难。

(6)针对系统因任务需求更动引起的软件调整,软件系统无法能够快速适应,软件修改成本较高。

3 基于SOA的CDS体系架构设计

3.1 航天发射场CDS架构设计需求

(1)能够快速响应任务需求变化的特点,快速完成软件的修改和部署。软件构造单元粒度合理,具备可重用、可组合能力。

(2)作为航天发射场统一的CDS系统,能够满足不同业务系统、不同层次用户的多种需求。

(3)能够灵活的接入和集成新增辅助CDS系统或其他业务应用系统,不影响CDS主体系统运行条件下完成信息的拓展。

(4)航天发射场各级指挥所能够访问CDS系统,并且能够按照信息定制的模式完成信息获取。

3.2 CDS体系结构设计

3.2.1 航天发射场指挥决策系统总体结构

试验任务中指挥决策系统由CDS系统,外部应用系统、数据库系统、运行环境等构成,作为综合系统的航天发射场CDS系统不是依靠单一的功能或单一的软件实体来实现的,需要考虑系统的相互协同、功能模块的互相交互、信息和数据的互通互联来实现的。为此需要采用一体化的互联互访的体系架构模型。

航天发射场CDS系统将采用面向服务的体系架构(SOA)模型进行设计, 基于SOA的CDS系统总体结构利用信息栅格网的表现方法进行描述,在栅格网上上试验任务指挥决策软件、多个系统现有应用系统、各数据库处理系统可以灵活接入,并获取所需要的各类服务。结构如图3 所示。

3.2.2 CDS软件架构模型

指挥决策软件是指挥决策系统的核心部分,软件按照面向服务的体系架构(SOA)来设计指挥决策软件的体系架构,如图4 所示。其中CDS服务提供者主要提供完成指挥决策信息监视所需的各级各类任务服务单元, 其它系统服务提供者包括能够拓展CDS信息的服务单元。服务提供者将服务描述信息发布到服务注册中心。服务注册中心负责管理(存贮、注册、发布、分类、搜索等)各种服务,它由软件常规功能和业务专用功能组成。服务使用者经过身份验证获取权限后,即可获得系统提供的服务资源。服务提供者通过客户接口完成对注册中心发布的服务进行访问。

SOA设计关键在于对服务的设计,规划粒度合适的服务模型,指挥决策软件的SOA架构模型如图4 所示,在图4 所示的CDS软件体系结构中将CDS的各种服务从基础服务到业务服务等单元分成粗细粒度不同的服务,并将这些服务在CDS的注册服务中心发布(含CDS注册中心和公共注册中心)。请求服务的客户端利用SOAP客户接口实现与服务提供方和服务注册中心通讯,达到查询服务和绑定服务的目的。

3.2.3 系统集成模式

采用SOA架构进行指挥决策系统的建设,既要考虑CDS系统内部的松散体系架构时,还需要关注CDS与其它应用系统间灵活融合需求。为真正做到基于SOA体系架构的系统集成,应用系统需要利用企业服务总线ESB作为系统集成平台,发射场各个业务系统根据ESB定义的适配器接口约定,开发任务需要的定制适配器,从而完成异构系统的接入功能。企业服务总线通过中转服务、消息通信服务和事件服务等完成系统间服务的动态交互功能。基于ESB集成航天发射场现有应用系统的SOA架构模型如图5 所示。

4 结束语

航天发射场CDS指挥系统作为航天发射场试验态势感知和辅助决策的重要手段,需要具备丰富且实用的功能,能够覆盖航天发射场全系统信息显示,需要具备良好的架构设计才能够解决系统间信息融合、服务耦合性小,业务灵活调整和接入、访问快速便捷的一体化需求。 SOA采用统一的接口协议和信息传输标准,且自身架构模式清晰,既能满足异构系统的有效集成,实现系统间基于服务的互联互通,又能够满足快速变化的任务需求,SOA作为体系架构的方法更为我们设计航天发射场CDS提供了一种思想。

参考文献

[1]梁冬,王盼卿,张海川,等.用面向服务架构实现装备管理信息系统集成[J].微计算机信息,2006(3):13-15.

[2]李安渝.Web Service技术与实现[M].北京:国防工业出版社,2003.