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       摘要：針對目前我國軍隊營區(qū)信息化建設(shè)中普遍存在的網(wǎng)絡(luò)資源利用率不高、系統(tǒng)應(yīng)用智能化程度較低、數(shù)據(jù)集中統(tǒng)合力度不夠、信息安全防護(hù)手段單一等問題，以平戰(zhàn)一體化綜合保障需求為牽引，以訓(xùn)練、管理、保障、政工、信息基礎(chǔ)設(shè)施為重點建設(shè)對象，通過對SOA架構(gòu)等相關(guān)技術(shù)的研究，提出設(shè)計基于SOA架構(gòu)的智慧軍營管理系統(tǒng)，實現(xiàn)軍營日常管理可視化、信息資源網(wǎng)絡(luò)化、綜合保障精細(xì)化、平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換高效化，滿足信息化條件下“一體化聯(lián)合作戰(zhàn)”和多樣化軍事綜合保障的智慧應(yīng)用。

一、引言

近年來，信息技術(shù)手段在基層部隊廣泛運用，有力地推動部隊管理向精細(xì)化、技術(shù)化、科學(xué)化方向發(fā)展。但是，軍營信息化全局工作缺少全局規(guī)劃、信息化系統(tǒng)與軍營實際業(yè)務(wù)融合度低、軍隊不同部門間系統(tǒng)數(shù)據(jù)缺乏共享、大安全體系尚未完全建立，影響和制約了部隊的建設(shè)發(fā)展。因而迫切需要適應(yīng)軍營建設(shè)創(chuàng)新發(fā)展的新形勢，調(diào)整建設(shè)思路，進(jìn)一步拓展軍營保障功能，建設(shè)智慧軍營，滿足軍隊建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)實需要。

為解決上述問題，本文研究設(shè)計了智慧軍營管理系統(tǒng)。系統(tǒng)圍繞部隊信息化建設(shè)“平時用出效益，戰(zhàn)時為戰(zhàn)服務(wù)”的總求，目標(biāo)在于有效消除部隊各單元之間的空間距離障礙，實現(xiàn)營區(qū)服務(wù)的統(tǒng)一集中管理，實現(xiàn)營區(qū)安全防范工作的信息化、高效化和節(jié)能化，實現(xiàn)后裝保障體系以及被保障單元之間連成一體化的保障網(wǎng)絡(luò)，提高規(guī)范化管理水平，不斷增強(qiáng)綜合保障能力，確保人員及器材裝備處于良好的執(zhí)勤戰(zhàn)備狀態(tài)，最終形成功能一體的綜合信息管理平臺，突出中心，實現(xiàn)一個系統(tǒng)覆蓋全業(yè)務(wù)、全功能的目標(biāo)。

二、系統(tǒng)設(shè)計

2.1系統(tǒng)總體設(shè)計原則。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu) (ServiceOriented?Architecture,?SOA) 是目前常用的基于 WEB 服務(wù)的核

心架構(gòu)，具有低耦合、高復(fù)用的特性。利用它可以解決分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下服務(wù)需求者與提供者間的松散耦合關(guān)系。SOA 架構(gòu)基于服務(wù)請求、服務(wù)提供和服務(wù)注冊中心三者交互來實現(xiàn)[1] 。利用 XML 的標(biāo)準(zhǔn)化消息傳遞機(jī)制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問接口，基本機(jī)制如下：通過 WS-DL(Web?ServiceDefinition?Language) 定義服務(wù)提供者的服務(wù)內(nèi)容[2]并在注冊中心發(fā)布，服務(wù)請求者使用 AJAX 技術(shù)通過 UDDI(UniversalDescription?Discovery?and?Integration) 協(xié)議從服務(wù)中心查詢匹配服務(wù)，應(yīng)用 Web 服務(wù)或者利用 SOAP(Simple?Object?AccessProtocol) 消息進(jìn)行交互并按需綁定。基于 SOA 的智慧軍營管理系統(tǒng)，通過軍隊核心網(wǎng)絡(luò)總線將不同的監(jiān)管信息單元交互銜接，充分運用 SOA 松散耦合性的優(yōu)良開放性，實現(xiàn)各監(jiān)管協(xié)作部門間異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成。

設(shè)計原則如下：

2.1.1 及時準(zhǔn)確。使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫引擎，對文檔資料，關(guān)系數(shù)據(jù)庫等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，建立優(yōu)化的索引機(jī)制，確保用戶數(shù)據(jù)查詢及時，統(tǒng)計結(jié)果精準(zhǔn)。

2.1.2 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。使用標(biāo)準(zhǔn)的軟件、硬件接口，規(guī)范的體系結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)滿足用戶單位自身使用需求外，系統(tǒng)具有普遍適用性。方便系統(tǒng)的擴(kuò)展和融合。

2.1.3 先進(jìn)成熟。采用當(dāng)前成熟且先進(jìn)的技術(shù)，保持系統(tǒng)硬件、軟件、技術(shù)方法和數(shù)據(jù)管理的先進(jìn)性，保證系統(tǒng)建成后在技術(shù)上不落后。同時具有較強(qiáng)的可移植性、可重用性，在將來能迅速采用最新技術(shù)，以長期保持系統(tǒng)的先進(jìn)性。

2.1.4 安全可靠。選擇成熟、領(lǐng)先的技術(shù)框架構(gòu)建系統(tǒng)，對用戶進(jìn)行分級、分權(quán)管理，用戶只能查看和管理有權(quán)限的數(shù)據(jù)。對用戶身份進(jìn)行數(shù)字簽名認(rèn)證，確保用戶身份的真實性，訪問數(shù)據(jù)合法性。使用成熟和主流的框架，系統(tǒng)應(yīng)能夠支持較大的用戶并發(fā)，滿足用戶同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽操作，并且相對占用較少的硬件資源。

2.1.5 開放擴(kuò)展。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交互接口，全面支持 JSON、XML、SOAP、Web?Service、LDAP、UDDI 等當(dāng)前受到普遍支持的開放標(biāo)準(zhǔn)，保證系統(tǒng)能夠與其它平臺的應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等相互交換數(shù)據(jù)并進(jìn)行應(yīng)用級的互操作性和互連性。使用多層瀏覽器 / 服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，在滿足用戶當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求前提下，能保證在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)不需做較大改變的前提下，實現(xiàn)日后業(yè)務(wù)功能的二次開放和平滑升級。

2.1.6 簡單易用。系統(tǒng)采用門戶設(shè)計理念，將展示和業(yè)務(wù)分開，根據(jù)用戶實際業(yè)務(wù)需求和使用系統(tǒng)，設(shè)計對應(yīng)的客戶化界面，保證系統(tǒng)易于使用和推廣，并具有實際可操作性，使用戶能夠快速地掌握系統(tǒng)的使用。除特殊的、必須的應(yīng)用外，用戶終端全部采用瀏覽器方式。

2.2?系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計。在智慧軍營建設(shè)需求分析基礎(chǔ)上，按照“數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、互動化、協(xié)同化、融合化”要求，總體規(guī)劃智慧軍營管理系統(tǒng)體系框架、功能組成，分層設(shè)計系統(tǒng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)，梳理歸納了信息交換內(nèi)容和交互方式，確定了系統(tǒng)研制須遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和可靠性設(shè)計指標(biāo)。通過對軍營內(nèi)人與物及其行為的全面感知和互聯(lián)互通，大幅優(yōu)化并提升部隊各項工作運行的效率和效益，實現(xiàn)工作更加便捷、環(huán)境更加友好、資源更加節(jié)約的可持續(xù)發(fā)展的軍營，為部隊全面建設(shè)和戰(zhàn)斗力生長提供總體設(shè)計架構(gòu)和詳細(xì)設(shè)計指導(dǎo)。參考 SOA、物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)架構(gòu)，系統(tǒng)從邏輯上劃分為物理層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層、界面層，如下圖如圖 1 所示。

物理層。整個平臺中涉及到的相關(guān)設(shè)備包括承載設(shè)備和感知設(shè)備。承載設(shè)備即是指在系統(tǒng)運行中所涉及到的一些硬件設(shè)備，如計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信鏈路、終端設(shè)備（如計算機(jī)、筆記本、觸摸屏、大屏電視等）、加密設(shè)備、安全設(shè)備（如防火墻）、

數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。感知設(shè)備是在正常業(yè)務(wù)中所涉及到的一些與系統(tǒng)有感知交互的設(shè)備，如射頻、門禁、指紋、身份識別、攝像頭、紅外傳感設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備等。數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層是整個平臺的數(shù)據(jù)中心，包括平臺中使用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫、文檔資料等非關(guān)系數(shù)據(jù)庫和外部應(yīng)用提供的數(shù)據(jù)源。服務(wù)層。服務(wù)層包括了系統(tǒng)中所需要的所有基本的以及公共的組件。

JAVA 動態(tài)模型框架（OSGi）：OSGi 整個信息系統(tǒng)一個基礎(chǔ)實現(xiàn)框架，整合平臺中的各大管理模塊，該基礎(chǔ)框架是一套基于 OSGi（開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議，開放 JAVA 動態(tài)模型系統(tǒng)）體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)框架。平臺內(nèi)所有開發(fā)的模塊都將以動態(tài)模型化管理。OSGi 提供了一個面向服務(wù)組件的編程模型，基于 OSGi 編程，具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、面向服務(wù)、動態(tài)性、易復(fù)用、易擴(kuò)展、易部署等諸多優(yōu)點。智能表單引擎：當(dāng)前系統(tǒng)中大部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都是表單形式展現(xiàn)，以及錄入一些靜態(tài)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中，智能表單引擎是實現(xiàn)這些純表單業(yè)務(wù)的一個設(shè)計器，通過這種引擎產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，提高表單的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性以及靈活性。工作流引擎（BPM）：通過工作流引擎（BPM）使用工作流后可以實現(xiàn)對整個業(yè)務(wù)流程的監(jiān)控管理，將業(yè)務(wù)模塊的不同功能單元通過這些模塊之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。

搜索引擎：作為一個基礎(chǔ)系統(tǒng)，能夠體現(xiàn)其強(qiáng)大的的一大特點就是搜索功能，通過提供搜索引擎技術(shù)，將系統(tǒng)中的各個業(yè)務(wù)模塊關(guān)鍵字及關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分類、比對，組成強(qiáng)大的搜索庫，用戶可以在業(yè)務(wù)模塊中通過關(guān)鍵字搜索出自己想要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來。

報表引擎：簡單的報表可以輕易的通過一些方法實現(xiàn)，但想要處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)報表，則需要一套報表引擎。它可以分離報表實際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和展現(xiàn)形式，只需提供給報表引擎源數(shù)據(jù)，后續(xù)數(shù)據(jù)展現(xiàn)工作則由報表引擎來完成。應(yīng)用層。根據(jù)需求，平臺中接入以下：物資信息管理、物資出入庫管理、庫房盤點、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計報表等應(yīng)用功能；界面層。界面層用來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的操作界面和顯示層。

另外，某些客戶端程序（觸摸屏、大屏電視）也可實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，可分為基于 Web 的和基于非 Web 的客戶端兩種情況。

基于 Web 的情況下，主要作為企業(yè) Web 服務(wù)器的瀏覽器。非基于 Web 的客戶端層則是獨立的應(yīng)用程序，可以完成客戶機(jī)無法完成的任務(wù)。安全保障。安全保障是部隊系統(tǒng)部署的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)也是重要環(huán)節(jié)，智慧軍營管理系統(tǒng)將通過以下幾個方面來保證系統(tǒng)的運行安全：軟件數(shù)據(jù)安全保障和硬件安全體系保障。所謂軟件數(shù)據(jù)安全保障，就是通過軟件控制方式對平臺訪問對象及數(shù)據(jù)進(jìn)行保障，其包括以下幾方式：身份認(rèn)證：通過用戶身份認(rèn)證（包括用戶賬號、CA證書、UKey）的方式來訪問系統(tǒng)。身份認(rèn)證是證明一個訪問主體的身份的過程。訪問控制：是在用戶身份得到認(rèn)證后，根據(jù)安全策略對用戶進(jìn)行限制機(jī)制和手段。它決定了用戶在系統(tǒng)內(nèi)能做什么。它在用戶訪問系統(tǒng)的整個過程中都發(fā)揮著作用，為安全分析提供了有利的證據(jù)支持。

 數(shù)據(jù)加密（3DES）：為提高內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性，實現(xiàn)內(nèi)部辦公文檔內(nèi)容流轉(zhuǎn)安全可控，實現(xiàn)文檔脫離平臺后能有效防止文件的擴(kuò)散和外泄，即對于內(nèi)部文檔使用范圍、用戶權(quán)限、用戶操作、文檔流轉(zhuǎn)進(jìn)行控制管理，以防止文檔內(nèi)部核心信息非法授權(quán)閱覽、拷貝、篡改。達(dá)到既防止文檔外泄和擴(kuò)散，又支持內(nèi)部知識積累和文件共享的目的。

硬件安全體系保障通過以下方式硬件設(shè)備進(jìn)行防護(hù)：防火墻、入侵檢測、網(wǎng)絡(luò)防病毒、CA 認(rèn)證中心、漏洞掃描等。

2.3?系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)功能可劃分為感知控制、支撐平臺、固定典型應(yīng)用和機(jī)動典型應(yīng)用 4 個部分，如圖 2所示。

1. 感知控制功能。感知控制層功能結(jié)構(gòu)圖 3 所示，按照信息處理流程，可分為數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、接入?yún)R聚、接入配置和數(shù)據(jù)預(yù)處理 5 大功能，以及支持感知設(shè)備運行的接入配置功能。其中，數(shù)據(jù)采集通過集成各種傳感設(shè)備，采集RFID射頻、指紋識別、周邊防護(hù)、視音頻、紅外、身份證識別、二維碼、油料監(jiān)控、北斗定位、水量統(tǒng)計、用電監(jiān)控、蓄電池監(jiān)控、溫濕度監(jiān)控、煙霧探測、營門開關(guān)、光照度等感知數(shù)據(jù)；設(shè)備控制可實現(xiàn)空調(diào)、風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、門禁道閘開關(guān)、營區(qū)照明、警報和廣播等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制；接入?yún)R聚為各類數(shù)字、模擬感知設(shè)備提供了串口、USB、CAN 總線、以太網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee、WIFI、紅外等接入和匯聚方式；數(shù)據(jù)預(yù)處理則進(jìn)一步可區(qū)分為末端感知信息采集、數(shù)據(jù)分析處理、業(yè)務(wù)邏輯判斷、信息的分發(fā)和設(shè)備控制指令發(fā)送等 5 項子功能；接入配置提供設(shè)備地址、接口方式、通信協(xié)議和傳輸模式等4 類配置參數(shù)設(shè)置功能。

2. 支撐平臺功能。支撐平臺功能結(jié)構(gòu)圖 4 所示，主要由開發(fā)類、開發(fā)服務(wù)、感知分發(fā)服務(wù)、監(jiān)控服務(wù)、整合服務(wù)、存儲服務(wù)、云服務(wù)引擎、組件服務(wù)、運行服務(wù)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)等 10 類服務(wù)組成。

3. 應(yīng)用功能。應(yīng)用功能組織如圖 5 所示，業(yè)務(wù)應(yīng)用處理分系統(tǒng)由戰(zhàn)備工作、軍事訓(xùn)練、部隊管理、政治工作、后裝保障和日常辦公 6 類功能組成，滿足部隊日常業(yè)務(wù)應(yīng)用需要。（1）戰(zhàn)備工作。用于首長機(jī)關(guān)和分隊領(lǐng)導(dǎo)、文書等相關(guān)用戶，提供戰(zhàn)備常識、戰(zhàn)備值班、戰(zhàn)備信號發(fā)放、戰(zhàn)備行動監(jiān)控等應(yīng)用功能；（2）軍事訓(xùn)練。用于首長機(jī)關(guān)、訓(xùn)練中心、訓(xùn)練教室和分隊領(lǐng)導(dǎo)、文書等部位，提供訓(xùn)練計劃擬制報批、訓(xùn)練登記統(tǒng)計、訓(xùn)練落實查詢、訓(xùn)練設(shè)施管理等管理功能，以及訓(xùn)練大綱、教材、教案、課件等資源服務(wù)，并具有組織模擬訓(xùn)練、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、網(wǎng)上考核等應(yīng)用功能；（3）部隊管理。提供政策法規(guī)、請銷假人員管理、車輛派遣管理、重點目標(biāo)監(jiān)控、士官考評等應(yīng)用功能；（4）政治工作。用于部隊首長和政治機(jī)關(guān)、分隊政工領(lǐng)導(dǎo)和各類課堂、教室等部位，提供思想調(diào)查、遠(yuǎn)程教育、“三戰(zhàn)”建設(shè)、政工研究、資源查詢等應(yīng)用功能（5）后裝保障。區(qū)分后勤和裝備保障兩個部分，后勤保障用于部隊首長和后勤機(jī)關(guān)、衛(wèi)生部門、服務(wù)中心、后勤分隊、分隊領(lǐng)導(dǎo)、司務(wù)長等部位，提供賬務(wù)管理、衛(wèi)生防疫、營產(chǎn)管理、生活保障、物資采購、駕駛員隊伍管理等應(yīng)用功能；裝備保障用于部隊首長和裝備機(jī)關(guān)、技術(shù)保障分隊、分隊領(lǐng)導(dǎo)、軍械員等部位，提供技術(shù)資源管理、遠(yuǎn)程技術(shù)支援、武器裝備維護(hù)使用管理、裝備器材儲供管理等應(yīng)用功能；（6）日常辦公。面向首長機(jī)關(guān)和分隊領(lǐng)導(dǎo)。

三、結(jié)論

本文介紹了基于 SOA 架構(gòu)的智慧軍營管理系統(tǒng)的總體設(shè)計方案與主要功能。智慧軍營管理系統(tǒng)在設(shè)計上內(nèi)部采用傳統(tǒng)的緊密耦合系統(tǒng)架構(gòu)，而在系統(tǒng)之間則采用疏松耦合的架構(gòu)方式，這樣既保持了同構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)部體系獨立與完整，又能實現(xiàn)異構(gòu)子系統(tǒng)互相通訊集成而構(gòu)成整體，實現(xiàn)現(xiàn)有異構(gòu)子系統(tǒng)的無縫集成和連接，實現(xiàn)營區(qū)信息的共享和整合，促進(jìn)部隊信息管理系統(tǒng)集成的應(yīng)用與管理水平的不斷提高。

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（作者單位 : 北京京航計算通訊研究所）作者：鞠 巖 胡 婷 劉艷層 袁 鵬