劉潔，張勇丁，劉東紅，阮啟明

（1.海軍航空工程學(xué)院電子信息工程系，山東煙臺(tái)264001；2.中國(guó)電子設(shè)備系統(tǒng)工程公司，北京100141；3.中國(guó)電子設(shè)備系統(tǒng)工程公司研究所，北京100141）

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型設(shè)計(jì)?

劉潔1，3，張勇丁2，劉東紅3，阮啟明3

（1.海軍航空工程學(xué)院電子信息工程系，山東煙臺(tái)264001；2.中國(guó)電子設(shè)備系統(tǒng)工程公司，北京100141；3.中國(guó)電子設(shè)備系統(tǒng)工程公司研究所，北京100141）

各軍兵種／業(yè)務(wù)部門(mén)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)的差異性，給不同戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)之間的報(bào)文解析帶來(lái)困難，成為制約戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)互操作的“瓶頸”。為了實(shí)現(xiàn)不同軍兵種／業(yè)務(wù)部門(mén)之間的報(bào)文交互，從戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)自動(dòng)化解析與展現(xiàn)的角度，建立了戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了表現(xiàn)層模板的描述規(guī)則，并給出了XML報(bào)文模板實(shí)例。

多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)；戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文；描述模型；互操作

1 引言

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文作為戰(zhàn)場(chǎng)信息的載體，是多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)條件下實(shí)施戰(zhàn)術(shù)級(jí)指揮協(xié)同的基本支撐［1］，其作戰(zhàn)效能的發(fā)揮依賴于戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)對(duì)報(bào)文的自動(dòng)化解析與展現(xiàn)，要求報(bào)文收發(fā)雙方在報(bào)文的句法和語(yǔ)義上達(dá)成一致性理解，客觀上需要戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)作保障。而現(xiàn)役戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)中戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)的差異性，造成跨系統(tǒng)的報(bào)文解析困難，成為制約各軍兵種／業(yè)務(wù)部門(mén)共享戰(zhàn)場(chǎng)信息，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作戰(zhàn)的“瓶頸”。

目前，上述問(wèn)題的解決主要通過(guò)報(bào)文格式轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體轉(zhuǎn)換方法有兩種：一對(duì)一的報(bào)文格式轉(zhuǎn)換和基于中間件的報(bào)文格式轉(zhuǎn)換［2］。前者報(bào)文解析的針對(duì)性較強(qiáng)，時(shí)效性較好，但可擴(kuò)展性較差；后者利于系統(tǒng)擴(kuò)展，但時(shí)效性較差且容易造成數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)精度的丟失。兩者均無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)信息的無(wú)縫傳輸要求，特別是對(duì)于在戰(zhàn)時(shí)條件下臨時(shí)建立指揮關(guān)系或進(jìn)行越級(jí)指揮的各戰(zhàn)術(shù)單元而言，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的報(bào)文交互難以實(shí)現(xiàn)。

只有打破各軍兵種／業(yè)務(wù)部門(mén)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)相對(duì)封閉的、“煙囪”式的發(fā)展模式，從系統(tǒng)自動(dòng)化解析與展現(xiàn)的角度，建立能夠同時(shí)滿足軍兵種／業(yè)務(wù)部門(mén)共性及個(gè)性需求的數(shù)據(jù)戰(zhàn)術(shù)報(bào)文通用描述模型，才能真正實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)的互操作。

2 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型設(shè)計(jì)

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文的發(fā)送方與接收方既可以是人也可以是系統(tǒng)，報(bào)文不僅需要具有面向使用人員，供其閱讀、操作的能力，還必須具有面向計(jì)算機(jī)，供其提取所需的數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)信息處理的能力。為了便于人機(jī)交互和系統(tǒng)自動(dòng)處理，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文描述模型區(qū)分為表現(xiàn)層描述和編解碼層描述兩部分，如圖1所示。

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型的表現(xiàn)層，主要描述戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文的基本信息（如報(bào)文標(biāo)識(shí)、報(bào)文編號(hào)等）、數(shù)據(jù)項(xiàng)定義和連接詞，用于輔助用戶輸入報(bào)文數(shù)據(jù)及操作員閱讀接收?qǐng)?bào)文時(shí)按照預(yù)設(shè)風(fēng)格生成人機(jī)交互界面；戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型的編解碼層，主要描述表現(xiàn)層中的數(shù)據(jù)項(xiàng)序列及其編解碼定義，用于確定各數(shù)據(jù)項(xiàng)先后關(guān)系、各數(shù)據(jù)項(xiàng)所占比特位以及與編解碼數(shù)據(jù)字典的對(duì)應(yīng)關(guān)系，負(fù)責(zé)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文與二進(jìn)制數(shù)據(jù)流的相互轉(zhuǎn)換。

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型的實(shí)質(zhì)是抽象化的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)。它從更高層次上規(guī)定了戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文的功能、語(yǔ)義、結(jié)構(gòu)及語(yǔ)法規(guī)則等多方面的內(nèi)容，其最終表現(xiàn)形式是結(jié)構(gòu)良好的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板（表現(xiàn)層模板和編解碼模板，也可以是同時(shí)涵蓋表現(xiàn)層和編解碼層描述規(guī)則的模板）。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)通過(guò)編解碼模板，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)流解碼為報(bào)文數(shù)據(jù)，將報(bào)文數(shù)據(jù)嵌入表現(xiàn)層模板，即可形成內(nèi)容完整的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文。

3 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文表現(xiàn)層模板設(shè)計(jì)

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文表現(xiàn)層模板主要用于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)對(duì)報(bào)文的自動(dòng)化展現(xiàn)，是戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型的重要組成部分，完善的表現(xiàn)層模板可以在編解碼信息出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，正常顯示戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文的基本內(nèi)容。

3.1 組成元素

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板由報(bào)文索引號(hào)、報(bào)文名稱、報(bào)文識(shí)別標(biāo)識(shí)、報(bào)文路徑、連接詞、數(shù)據(jù)項(xiàng)等6個(gè)要素組成，為了使模板描述更加清晰、簡(jiǎn)潔，采用（α，β，i，p，c，D）6元組的形式表示。其中，｛α，β，i，p｝是報(bào)頭，提供報(bào)文模板的整體性描述信息，用H表示；｛c，D｝是正文，提供對(duì)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文的具體內(nèi)容的描述，用B表示。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板各組成要素的具體含義如下：

（1）α：報(bào)文編號(hào)，是報(bào)文模板的唯一標(biāo)識(shí)；

（2）β：報(bào)文名稱，為報(bào)文模板的用途所命名的簡(jiǎn)短文字描述；

（3）i（Identify）：報(bào)文識(shí)別標(biāo)識(shí)，表示該報(bào)文模板是依賴于人還是機(jī)器來(lái)進(jìn)行識(shí)別，i∈I，I=｛人工識(shí)別，機(jī)器識(shí)別，人機(jī)識(shí)別｝；

（4）p（Path）：報(bào)文所屬路徑，表示報(bào)文模板在使用分類中的分類層次路徑；

（5）c（Conjunction）：連接詞，用于串聯(lián)、修飾戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文中的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不用于傳輸，c∈C，集合C中的元素是用戶自定義的字符串；

（6）D（Data）：數(shù)據(jù)項(xiàng)，是報(bào)文模板中具有唯一含義的信息基本單元，由用戶填寫(xiě)，用于傳輸。

為了輔助指揮員填寫(xiě)報(bào)文，數(shù)據(jù)項(xiàng)需要由多個(gè)子元素對(duì)其屬性進(jìn)行詳細(xì)描述。數(shù)據(jù)項(xiàng)及其子元素可以表示成D=（t，μ，dt，l，η）5元組的形式，各子元素的含義如下：

1）t（Type）：數(shù)據(jù)項(xiàng)類型，指報(bào)文模板中由用戶填寫(xiě)的數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型，t∈T，T=｛自動(dòng)填寫(xiě)項(xiàng)，必填項(xiàng)，可選項(xiàng)，分類選擇項(xiàng)，組｝；

2）μ：數(shù)據(jù)名稱，對(duì)填入數(shù)據(jù)項(xiàng)內(nèi)容的簡(jiǎn)短文字描述；

3）dt（Data Type）：數(shù)據(jù)類型，填入數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)類型，dt∈DT，DT=｛整型，浮點(diǎn)型，時(shí)間，字符串，文本，代碼型｝；

4）l（Length）：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，填入數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)所占比特位數(shù)；

5）η：庫(kù)關(guān)聯(lián)類型，可變數(shù)據(jù)項(xiàng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

數(shù)據(jù)項(xiàng)的屬性元素是可以選擇的，并不是每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)都必須用全部5個(gè)子元素來(lái)描述，可以根據(jù)實(shí)際情況，選用其中幾個(gè)來(lái)進(jìn)行描述。如庫(kù)綁定類型，在數(shù)據(jù)項(xiàng)與數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)關(guān)聯(lián)關(guān)系時(shí)，即可省略。

3.2 元素的關(guān)聯(lián)關(guān)系

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板的組成元素相互關(guān)聯(lián)，通過(guò)一定的組合形式構(gòu)成語(yǔ)義完整的報(bào)文模板。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板的報(bào)頭H按照α、β、i、p的順序描述，用于輔助用戶查找、調(diào)用、理解報(bào)文，一般不可省略；正文B由連接詞c和數(shù)據(jù)項(xiàng)D構(gòu)成，根據(jù)報(bào)文內(nèi)容的不同，c和D存在多種組合方式來(lái)合理表述報(bào)文。

（1）樣式Ⅰ

這類報(bào)文是形式最簡(jiǎn)單的報(bào)文，僅由報(bào)頭和連接詞組成，不含數(shù)據(jù)元素，其一般表現(xiàn)形式為{c}。這類報(bào)文在交互時(shí)僅需發(fā)送報(bào)頭即可保證接收方正確調(diào)用報(bào)文模板、理解發(fā)方意圖，示例如圖2所示。

（2）樣式Ⅱ

一個(gè)連接詞后僅有一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，這種樣式的正文結(jié)構(gòu)的一般形式為｛c1，D1，c2，D2，…，cn，Dn｝，報(bào)文模板示例如圖3所示。

（3）樣式Ⅲ

一個(gè)連接詞后有兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)據(jù)項(xiàng)，這種樣式的正文結(jié)構(gòu)的一般形式為｛c1，D1，D2，…，Dn｝，報(bào)文模板示例如圖4所示。

在樣式Ⅱ和樣式Ⅲ中，連接詞和數(shù)據(jù)項(xiàng)的個(gè)數(shù)由用戶根據(jù)實(shí)際需求自行定義，理論上n值可以達(dá)到無(wú)窮大。兩種樣式既可單獨(dú)使用，也可以組合使用。

3.3 表現(xiàn)層報(bào)文模板X(qián)ML描述

XML是一種可靠高效的建模工具，它在信息描述、編解碼及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等方面的可行性已被廣泛研究［3-5］。鑒于XML標(biāo)準(zhǔn)、簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、具有良好的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性［6］，將其作為戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板的描述語(yǔ)言。

表現(xiàn)層報(bào)文模板的最終表現(xiàn)形式是以XML語(yǔ)言描述的報(bào)文模板。XML模板包括一個(gè)根節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)子節(jié)點(diǎn)。

（1）根節(jié)點(diǎn)

根節(jié)點(diǎn)主要用來(lái)描述報(bào)文模板的整體，即上文中定義的報(bào)頭。

（2）子節(jié)點(diǎn)

子節(jié)點(diǎn)是將報(bào)文模板以數(shù)據(jù)項(xiàng)為單位分解成若干個(gè)描述段而形成的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的屬性進(jìn)行描述。如果描述的是固定數(shù)據(jù)項(xiàng)，則節(jié)點(diǎn)屬性必須包括固定文本；如果描述的是可變數(shù)據(jù)項(xiàng)，則其節(jié)點(diǎn)屬性必須包括填充內(nèi)容名稱、數(shù)據(jù)類型和ID；如果可變數(shù)據(jù)項(xiàng)有與數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，則該節(jié)點(diǎn)屬性必須包括庫(kù)關(guān)聯(lián)類型。

（3）屬性ID

屬性“ID”主要是用來(lái)標(biāo)識(shí)描述可變數(shù)據(jù)項(xiàng)的節(jié)點(diǎn)的次序，其值從“1”開(kāi)始遞增。如果可變數(shù)據(jù)項(xiàng)是嵌套的，則每嵌套一層，ID屬性值遞增一次；如果可變數(shù)據(jù)項(xiàng)為分類選擇項(xiàng)，則每個(gè)分類的描述節(jié)點(diǎn)其ID屬性值遞增一次。

以樣式Ⅱ?yàn)槔鋁ML模板的描述一般結(jié)構(gòu)如圖5所示。

4 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板實(shí)例

下面以行動(dòng)命令報(bào)文為例，給出戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型表現(xiàn)層X(jué)ML模板實(shí)例。報(bào)文內(nèi)容如圖6所示。

可以看到，行動(dòng)命令報(bào)文正文的連接詞和數(shù)據(jù)項(xiàng)采用了樣式Ⅱ的組合方式，套用其XML模板的一般描述結(jié)構(gòu)（如圖5），行動(dòng)命令報(bào)文的XML模板如圖7所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型從表現(xiàn)層和編解碼層刻畫(huà)了戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文的一般性定義，重點(diǎn)研究了表現(xiàn)層報(bào)文模板的構(gòu)成要素及報(bào)文邏輯，并提出了基于XML語(yǔ)言的報(bào)文模板描述方法及描述規(guī)則。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文通用描述模型的表現(xiàn)層模板已通過(guò)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)文模板制作軟件實(shí)現(xiàn)，并在部分戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)中得到應(yīng)用，較好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)其它標(biāo)準(zhǔn)所定義報(bào)文的展現(xiàn)。今后，需加強(qiáng)編解碼層模板描述規(guī)則的研究，通過(guò)兩層模板的配合使用，有效增強(qiáng)軍兵種間的互操作能力，提高作戰(zhàn)指揮效能。

［1］劉潔，張勇丁，劉東紅，等.戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)指揮系統(tǒng)格式化消息標(biāo)準(zhǔn)淺析［J］.艦船電子工程，2011（8）：123-127.

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［6］Goldfarb C F，Prescod P.The XML Handbook［M］.4th ed. Upper Saddle River，NJ：Prentice Hall，2002：3-18.

LIU Jie was born in Yantai，Shandong Province，in 1984.She received the B.S.degree in 2007.She is now a graduate student. Her research direction ismilitary communications.

Email：qiuqiu20090527＠yahoo.cn

張勇?。?960—），男，河北大名人，1982年獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)闊o(wú)線通信；

ZHANGYong-ding was born in Daming，Hebei Province，in 1960.He received the B.S.degree in 1982.He is now a senior engineer.His research direction iswireless communication.

劉東紅（1966—），女，陜西澄城人，2005年獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)橹笓]自動(dòng)化；

LIU Dong-hong was born in Chengcheng，Shaanxi Province，in 1966.She received the M.S.degree in 2005.She isnow a senior engineer.Her research direction is command automation.

阮啟明（1978—），男，江西吉安人，2006年獲博士學(xué)位，現(xiàn)為工程師，主要研究方向?yàn)橹笓]自動(dòng)化。

RUAN Qi-ming was born in Ji′an，Jiangxi Province，in 1978. He received the Ph.D.degree in 2006.He is now an engineer.His research direction is command automation.

Design of Tactics Datagram General Description Model

LIU Jie1，3，ZHANGYong-ding2，LIU Dong-hong3，RUAN Qi-ming3
（1.Department of Electronic and Information Engineering，Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai264001，China；2.Chinese Electronic Equipment System Engineering Corporation，Beijing 100141，China；3.Institute of Chinese Electronic Equipment System Engineering Corporation，Beijing 100141，China）

There exist differences betweenmilitary branches and branches of themilitary／business departmental tactics datagram standards，which brings difficulties for decoding and becomes the bottle neck constraining interoperability among various tactical data command systems.In order to realize tactics datagram interoperability，this paper establishes tactics datagram general descriptionmodel from the angle of automated decoding and presentation，designs description rules of templatewhich is belonging to presentation layer，and finally gives an example of XML template.

mult-services and arms joint operation；tactics datagram；descriptionmodel；VMF；interoperability

TN915；TP39

A

10.3969／j.issn.1001-893x.2011.11.004

劉潔（1984—），女，山東煙臺(tái)人，2007年獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為海軍航空工程學(xué)院碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐娛峦ㄐ牛?/p>

1001-893X（2011）11-0016-04

2011-08-17；

2011-09-23