军事电子信息系统数据互操作方法研究
时间：2021-05-31 04:01:57 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 重点分析网络中心条件下，美军为促进系统间数据互操作，提升系统信息共享程度的主要方法与途径，包括美军数据管理方法，以及元数据注册系统（MDR）、数据服务环境（DSE）等方面。最后从基础数据标准建设、网络化数据管理以及数据服务体系构建等方面提出军事电子信息系统实现数据语法、语义互操作的几点建议。
关键词： 元数据；元数据注册系统；发现元数据；网络中心化全局服务；数据服务环境
0 引言
自1977年互操作性概念被提出以来，各组织已给出了一些相关的定义。美军对互操作的定义为：“系统、单元或部队间提供、获取服务的能力，以及使用该服务促进系统、单元或部队之间更有效的运行[1]”。信息系统作为支撑指控、情报、后勤等不同业务领域组织机构间实现互操作的主体，其互操作可归纳为数据和技术互操作两个方面。数据互操作是信息系统采用的数据概念、结构和格式的一致性，而技术互操作是信息系统采用技术体制的一致性。另外，1996年美军C4ISR体系结构工作组提出信息系统互操作等级模型（LISI）也将数据作为评价系统互操作的属性之一，由此可见数据互操作是影响信息系统互操作的重要因素。
为实现网络化条件下跨部门、跨领域的信息共享，美军在国防部（DoD）范围内采用数据互操作的概念，在实施数据标准化的基础上，根据网络中心化数据策略（NCDS），促使数据可见、可访问、可理解和可信任等，其核心是提升系统之间数据互操作程度。因此，本文通过跟踪分析美军实现数据互操作采取的主要措施，提出网络中心条件下实现军事电子信息系统数据互操，促进信息共享的几点建议与措施。
1 数据互操作及相关问题
目前，Tolk和Muguira从数据视角构建了概念互操作等级模型（LCIM）[2]，该模型包括孤立级、技术级、语法级、语义级、语用级和概念级6个等级。从数据互操作等级的视角，美军提出实现数据资源对用户可见、可访问、可理解和可信任等目标，主要是采用国防部网络中心化数据管理方法（DoDD8320.2）解决语法级、语义级以及初步的语用级数据互操作，也就是在确定可共享的数据和信息定义的基础上，明确系统之间信息交换格式，并试图促进系统之间能自动理解共享数据及其上下文的含义。具体而言，重点解决如下与数据互操作相关的几个问题。
1）数据可见：主要解决不同用户如何快速发现数据以及能够发现哪些数据；2）数据可访问：主要解决用户从哪里获取数据以及采用什么数据格式；3）数据可理解：主要解决如何促使人员之间理解信息含义或系统自动理解信息含义；4）规范化管理：主要解决数据整个生命周期使用管理方面的问题。
因此，信息系统之间的数据互操作可从系统能否发现可用的数据，能否正确交换数据，能否接收、转换和处理可用的信息格式，以及数据时效性、精确性等能否满足业务需求等方面进行考虑。以下将针对上述问题，分析美军在数据管理和支撑手段方面采取的相应方法。例如：发布系列顶层文件，指导网络中心条件下数据标准化；结合NCES项目，依托元数据注册系统构建数据服务环境，支撑系统之间信息共享。
2 美军实现数据互操作的方法
2.1 国防部范围内的数据标准化
2003年以前，美军国防部采用数据管理方法（DODD8320.1
系列）实施国防部范围内跨部门共享数据标准化，规范跨部门可共享数据元素的定义、值域等，形成国防部数据字典（DDDS），并采用国防数据仓库系统（DDRS）供相关用户使用[3]，解决数据语法、语义级互操作。
事实上，美军采用数据标准化方法并没有完全实现国防部范围内数据互操作和跨域信息共享[3]。然而部分人将其原因归结于数据标准化方法不可能统一国防部范围内跨部门可共享的数据，但事实并非如此，本文认为其原因主要包括以下两方面：
1）数据标准化方法尚未充分考虑标准化数据元素的应用背景信息增加了其使用难度。
国防部内数据标准化方法主要考虑国防部内跨部门共享数据元素命名、定义和数据元素关系的标准化，但对促进数据语用级互操作的应用背景信息尚未充分考虑。然而，对于需要共享这些数据元素的用户而言，数据元素使用的上下文背景可能千差万别，因此用户在使用这些标准化数据元素时，其应用方式有较大的差异，从而导致难以实现信息系统之间数据互操作。
2）标准化数据元素使用时转换与映射的巨大工作量加大了其应用的难度。
DDDS中一个标准化的数据元素（实体）往往对应着信息系统数据库中的一张表。在信息系统研制时，用户需要与其它系统之间共享信息之前，往往要将信息系统数据库中的相关数据表的字段与DDDS中各个实体的属性建立映射关系。当需要进行大范围的信息共享时，各信息系统数据库中的表、字段与DDDS的实体、属性之间进行映射的工作量将变得巨大，因此这给DDDS的使用带来了较大的麻烦。
因此，美軍以平台为中心向以网络为中心的军事转型过程中，尤其9.11以后，当大范围的信息共享成为美军国防部和其他部门的主要目标时，美军借鉴互联网上的主要做法，逐步放弃在整个国防部范围内跨部门数据标准化的做法，开始采用国防部范围内元数据注册的思路（ISO/IEC 11179），逐步由原先采用数据标准化方法管理数据向网络化条件下用户如何使用共享数据过渡。
2.2 网络为中心的数据管理与应用
为实现NCDS中提出的目标，美军开始转变数据管理与应用的方法，在相关顶层文件上做出了相应的调整，如表1所示。
因此，2003年以后，美军明确数据管理采取网络化、分布式管理的方法，实施“化整为零”的思路，将以前在整个国防部范围内进行集中管理实施标准化的方式，分散在各利益共同体（COI）内进行。另外，各COI以DoDD8320.2为基础，可根据自身实际需求建立相应数据管理方法。例如，陆军以NCDS和DoDD 8320.02-G为基础制定陆军网络中心化数据策略（ANCDS）
