田云飞
江南机电设计研究所 贵州 贵阳 550006
摘要：将云平台引入指挥控制系统领域，提出一种基于云平台的指挥控制系统组件化设计技术。首先，分析了现代化战争条件下现有指挥控制系统的局限性，提出基于云平台的指挥控制系统概念；其次，设计了一种基于云平台指挥控制系统组件化的平台架构，初步搭建并实现了平台的注册服务、指控系统模块计算等功能，验证了该方法可行性；最后，对本文研究内容做总结及展望后续需开展工作。
关键词：云平台；指挥控制系统；组件化
引言
信息化战争时代，指控系统对数据的处理能力已经成为作战的关键因素，作为军事作战的核心，指控系统要求是反应快速、决策正确。随着未来作战概念的不断创新和武器设备的发展变化，指控系统需要处理越来越多的来自战场及其他信息源的数据，传统方式已不能满足海量数据处理的要求。基于云平台的指挥控制系统，按需提供弹性资源，可以很好地解决庞大数据的处理和传输、资源的合理调度和共享等问题。
本文主要针对防空作战面临的多作战平台、作战环境高动态性和复杂性的挑战，重点研究基于云平台的指挥控制系统组件化技术，指挥控制系统的众多功能模块、应用都运行在云平台服务层中，模块可动态重组，从而提高作战指挥效能和协同作战能力，为实现防空反导科学化、网络化提供解决途径。
1云平台及相关技术
1.1云平台概念
云平台可以理解为基于云计算搭建的服务平台。云平台通过网络将大量计算机衔接起来，灵活地按需分配内存、应用、服务等资源，这些资源可以快速简便部署，便于资源的利用。云计算是并行计算、分布式计算等传统计算机技术融合的产物，它是将资源整合后提供给用户的技术体系的总称[1-2]。相比传统计算技术，云计算表现出了虚拟化支持程度高、能力动态可伸缩、服务按需动态定制、共享强大的计算与存储资源、能力的高可靠性等特点[3]。
1.2云平台相关技术
a)云管理平台
云平台是
.png)
云计算快速发展应用的产物，广泛使用的开源云平台主要有OpenStack、CloudStack等，目前OpenStack最为成熟，它主要包含Nova、Swift和Glance三个模块，分别作用于计算、存储和管理。
b)大数据处理框架
大数据处理框架是云计算能够处理多种复杂数据的重要支撑，目前应用最为广泛的是Hadoop和Spark。两者的整个计算过程类似，首先将待处理数据分配到不同节点中，完成计算后，对计算结果进行收集，大幅降低了访存时间。
c)内存数据库
内存数据库是云计算高效处理多类数据的重要支撑，和传统数据库相比，内存数据库借助云计算提供的丰富存储资源，将内存中数据周期性持久化，而不需要每次从磁盘中存取数据，从而大幅提升了数据存放速度。
2云平台框架
基于云平台指挥控制系统组件化框架设计如图1所示。
图 1 云平台框架
框架采用独立的物理存储层，实现数据的持久化存储与备份，通过统一的数据存储、访问等控制机制，在确保数据安全性的同时，能够满足指控系统对数据存取的高效稳定要求。
云平台层包括数据访问、业务逻辑和各类应用等相关内容。其中，各类应用组件包括作战指挥系统、雷达系统、光电系统、发控平台系统等军事领域多种应用；基础算法库组件为多种应用提供航迹融合处理、光电图像处理、目标识别、火力分配等算法支撑；业务逻辑主要负责分析用户请求，并对从物理存储层获取的数据进行处理。
3火力级指控系统模块组件化设计
火力级指控系统主要完成空情态势生成、航迹参数及诸元计算、目标综合识别、可拦截性判断等任务。不同武器型号配备的资源不尽相同，从而每个指控系统的处理流程、方式也不一样。传统火力级指挥控制系统根据特定型号任务预先制定的规则逐级对信息进行处理，静态编译为可执行软件，软件与计算机存在固定的隶属关系。针对未来信息化战场，作战资源日渐增多，将指控系统中包括对目标的处理及相关设备的控制模型等按照功能模块拆为很多组件，作战使用时，依托云服务，识别接入的武器型号特点及功能，对需要的子组件模块进行重组，实现无缝衔接，降低程序与计算机的耦合关系，提高通用性与软件产品的灵活性，实现武器装备的真正“即插即用”。其中，需要对各功能模块的调用制定统一标准，对调用接口的要有严格的定义，以及对各通信报文的处理标准。
如图2所示，为模拟的基于云平台的A型武器和B型武器指挥控制系统工作流程。其中，A型武器配备有高炮火力，且其导弹从发射到起爆都需要随动持续控制，而B型武器只配置了导弹火力，且其发射开始到起爆不需要随动控制。运行于基于云平台的指控系统，调用组件化模型数据库后，能根据当前武器特点完成动态重组，调用需要的功能模块完成作战任务。通过搭建并运行服务注册中心，远程网络服务访问，可以实时监视、查询服务注册、退出状态，初步实现了相关组件如航迹计算、目标识别等的组装使用，进一步的通过服务调用方式，实现了对基础运算功能的调用，验证了通过服务对数据进行数学处理的可行性。
.png)
图 2 火力级指挥控制系统组件化应用模拟框图
4结论
云平台作为一种商用成熟技术，为未来复杂环境下指挥控制系统设计提供了一个解决途径，但目前还处于起步阶段，主要还在探索二者的结合关系。本文将云平台技术应用到指控系统中，提出基于云平台的指挥控制系统组件化技术，通过平台的初步搭建实现了服务注册、相关指控模块调用功能，验证了其可行性，可以预见，云平台的应用可有效提高指挥控制系统的协同作战能力。后续将开展基于成熟的机器学习、深度学习方法的指控系统相关模块智能化研究，如目标综合识别、图像识别、火力优化分配等，提升算法效能。
[1]曾丽君，张红梅，李中林.云计算及其在军事上的应用探讨[J].现代电子技术，2009(23)：23-26.
[2]王明建.云计算及其在军事领域中的应用研究[J].网络安全技术与应用，2013(11)：31-32.
[3]郑昌兴.云计算军事应用研究[J].国防科技，2011(6)：22-26.