【深度】数据链中消息标准的标准化研究（下）美军数据链消息标准的管理以及对我军的启示

2017-09-19 学术plus

今日荐文

今日荐文的作者为中国电子科学研究院专家周翔，王兆伟，李晓波，张海斌。本篇节选自论文《数据链中消息标准的标准化研究》，发表于《中国电子科学研究院学报》第12卷第2期。本文为论文的后半部分。

摘要：消息标准的标准化过程是数据链互操作性的重要保障。首先介绍了美军数据链消息标准的现状，然后在分析美军消息标准组成内容的基础上，重点研究了消息标准需求规范转换为软件执行文档的过程，并研究了消息标准的文档管理规程。最后对我军消息标准的研究建设，提出了若干建议。

关键词: 数据链；消息标准；标准化；互操作性

引言

数据链，也称作战术数据链，是按照标准化的消息格式和通信协议，以面向比特的方式实时传输数字信息的战术无线通信系统。数据链将地理上分散的感知、情报、指控和作战平台连接成一个有机整体，实现各作战单元间的信息交互、分发和共享，形成战场统一态势，缩短决策时间，提高指挥能力，是信息化、网络化和体系化作战的核心技术。

消息标准是指数据链系统或设备终端所应遵循的标准化协议和规范，以实现系统或设备级的信息交互。消息标准包括消息元素标准、数据元素标准、协议标准等内容，是数据链特有的标准。消息标准与数据链的作战需求和平台应用密切相关，是数据链开发、使用、维护和改进的重要内容。

数据链的研发是一个增量部署、不断演进的过程，消息标准的种类越来越多、消息标准的内容越来越复杂，对消息标准的新旧兼容和平滑演进形成了严峻挑战。

随着数据链的广泛应用，由于平台功能和能力的限制，消息标准的实现内容和实现程度，在不同平台间具有很大的差异性，对软件的配置管理带来了许多困难。
消息标准制定后，如何确保平台实现和消息标准间的一致性，也是工程实践中的难点。
此外，消息标准还存在复杂的互操作问题，具体表现在物理接口、消息格式和消息处理过程中的兼容性和一致性。

美军采用系统工程的方法，综合考虑信息系统的全生命周期，建立了消息标准开发、执行、维护和管理的标准化规程，是美军数据链系统互操作性、一致性和整体性的重要保障。研究美军消息标准的标准化工作经验，既能为实际问题的解决提供重要借鉴，也能为我国数据链消息标准的研发提供指导参照，具有重要的学术和工程意义。

1.美军数据链消息标准简介

2.美军战术数据链标准化实施计划

3.互操作系统管理和需求转换过程iSMART

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【深度】数据链中消息标准的标准化研究（上）

美军数据链信息标准全解析

4　美军数据链消息标准的管理

美军战术数据链标准化实施计划中规定：消息标准是一个军事标准，其管理政策和规程由美国国防标准化计划DSP（Defense Standardization Program）决定。DSP是国防采办系统中的重要组成部分，它是参照法规管理的一整套标准化程序，使用系统工程在内的多种工具，均衡特定任务需求、技术增长、成本效率之间的关系，通过标准化机会评估、标准化决策过程和标准化决策执行过程，帮助使用者做出有根据地标准化决策，解决需求产生过程和系统的全生命周期内的互操作性、一致性和整体性等关键的标准化目标。

DSP的主要目标包括两方面：

（1）确保盟军、军兵种间系统和设备的互操作性，确保新技术和新部件的敏捷、快速插入，确保战斗标准的适当性，实现改进军队操作敏捷性的目标。

（2）减少竞争，提升通用过程和开放系统的使用，达成一致需求，保障系统工程需求的最优化，实现减少全寿命周期内总成本的目标。

DSP提供了标准化文档的管理准则和法规，主要内容包括：标准化考虑与决策，DSP的组织与职责分配，标准化文档类型与用途，文档开发过程与管理，数据项描述等。

美军战术数据链的消息标准是一个标准化文档，开发一个新的消息标准或更改一个现存的消息标准，其标准化流程由DSP规定，如图3所示，其步骤为：需求确定、标准化工程建立、草案开发、协调、决议、审批、文档录入和信息化、管理维护。消息标准审批后应录入“采办合理化与标准化信息系统”ASSIST（Acquisition Streamlining and Standardization Information System）数据库中，以实现标准化文档的信息化、智能化协同管理。

图 3 DSP中文档开发和管理的典型过程

5　对我军数据链消息标准建设的建议

为增强我军数据链系统的互操作水平和作战能力，建议从标准体系、标准化政策规程、文档管理、工具开发、理论研究等方面出发，借鉴美军战术数据链标准化的相关经验，运用系统工程方法，构建完整的、标准化的消息标准开发、管理和执行过程。

1) 统一规划、建立完备的消息标准体系。在数据链系统的建设中，坚持一体化方向，兼顾作战部队的通用需求和特殊需求，规范数据元素字典，建立统一的消息标准体系，避免消息标准间出现的雷同、冗余和互相矛盾的情况，避免出现语义、格式不一致的情况；同时，消息标准体系应具有一定的开放性和方便性，便于新消息标准、新内容的使用和扩充，便于新技术的快速插入。

2) 重视消息标准的标准化过程研究。消息标准本身是一个需求制定、文档管理、开发部署、测试认证的标准化过程，也是一个增量部署、不断演进的复杂过程。标准化是互操作性的重要保障，是信息化和多兵种联合作战的技术基础。对消息标准的标准化过程进行研究，规范消息标准研发的形式、内容、步骤和流程，可以为数据链新系统研制、旧系统改造和系统综合集成提供标准化指导，可以有效提高资源利用效率，降低潜在的技术风险。

3) 重视消息标准的文档管理工作。消息标准是一个标准化的文档，可能在全生命周期的各个阶段不断更改、演进。对消息标准文档的开发、协调、标识、管理和维护过程进行标准化，结合电子化管理和分发工具，可以促进消息标准文档管理的智能化和信息化，提高工作效率，进而从文档层面确保数据链系统的一致性和互操作性。

4) 开发消息标准的管理工具。随着数据链系统作战功能的不断增加，消息标准的类型越来越多，特定消息标准中数据元素的种类和精度也越来越复杂。应将数据描述、数据转换和数据管理的新技术、新方法，与消息标准结合起来，增加消息标准设计、管理、开发、验证和测试过程中的信息化、网络化和智能化水平，以降低技术风险和资源消耗。

5) 加强消息标准的需求分析。消息标准是与作战模式和信息交互需求密切相关的，不同军兵种对消息类型、应用场景、传输特性等的要求各不相同；同一军种的不同平台，由于能力的差异性，对消息类型、具体内容、传输方式、资源占用等方面也存在着显著差距。因此，应在数据链系统的设计阶段，建立初始化能力文件，规划系统级和平台级的信息交互需求和互操作性矩阵，经过论证、评审和审批后，作为后期设计、开发和改进的基本依据。

6) 加强互操作性的理论研究。互操作性是电子信息系统、平台、单元间信息交互和服务共享的能力，是消息标准和标准化的关键目标。我国的数据链发展历程和技术程度，使得我们对互操作性的研究和重视程度还不够，应对互操作性模型、要素、测试方法、度量指标等进行重点研究，建立完善的互操作性理论体系；更进一步，应推动数据链互操作标准形成，建立互操作测试机构和准入机制，形成互操作性设计、测试和认证的完整过程，以更好地保障数据链系统的实施、部署和应用。

6　结语