王　爽，　秦大國，　陳凌云

(1. 裝備學(xué)院 研究生管理大隊， 北京 101416；　2. 裝備學(xué)院 航天指揮系， 北京 101416)

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基于元模型的天基信息服務(wù)組合建模研究

王爽1，秦大國2，陳凌云2

(1. 裝備學(xué)院 研究生管理大隊， 北京 101416；2. 裝備學(xué)院 航天指揮系， 北京 101416)

針對天基信息應(yīng)用問題，對多源、異構(gòu)和跨平臺的數(shù)據(jù)共享進(jìn)行了研究。借鑒以數(shù)據(jù)為中心的思想，在界定天基信息服務(wù)概念的基礎(chǔ)上，利用元模型高層次抽象的建模方法，構(gòu)建了天基信息業(yè)務(wù)元模型和天基信息服務(wù)元模型，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)活動之間的松耦合，提高了天基信息服務(wù)的針對性；采用粗粒度與精粒度結(jié)合的建模方法，實現(xiàn)了天基信息資源的靈活運用與精準(zhǔn)服務(wù)，有利于挖掘原始數(shù)據(jù)的深層價值，實現(xiàn)信息增值，對解決天基信息快速響應(yīng)用戶的個性化需求問題提供了新方法。

天基信息；業(yè)務(wù)活動；服務(wù)組合；元模型

基于天基信息共享的信息網(wǎng)絡(luò)正在引發(fā)全世界范圍的廣泛關(guān)注，為用戶提供跨系統(tǒng)、跨平臺的應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)信息高度共享與利用成為天基信息系統(tǒng)發(fā)展的主要目標(biāo)[1]。當(dāng)前，我國天基信息系統(tǒng)發(fā)展迅速，呈現(xiàn)出天地一體化發(fā)展[2-3]的特點，這為天基信息支援的精細(xì)化與個性化服務(wù)于用戶提供了豐富的資源基礎(chǔ)，但同時也帶來了基于多源、異構(gòu)和跨平臺的數(shù)據(jù)共享問題，對數(shù)據(jù)處理帶來了巨大挑戰(zhàn)。

及時、精確、相關(guān)和一致是軍事決策活動對信息支援的基本要求，信息優(yōu)勢的獲取是以對數(shù)據(jù)的有效發(fā)現(xiàn)、有效利用為前提的[4]，解決好多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享問題意義重大，在天基信息支援的過程中這一特點更加明顯。美國在軍事信息化過程中逐漸發(fā)現(xiàn)“認(rèn)知不確定性”是導(dǎo)致軍事信息系統(tǒng)復(fù)雜的主要原因之一[5]，為此，美國國防部提出了以數(shù)據(jù)為中心的思想來應(yīng)對異構(gòu)系統(tǒng)間的“認(rèn)知不確定性”，解決跨平臺的數(shù)據(jù)共享問題[6]。在數(shù)據(jù)為中心的指引下，美軍在其“第三代地理空間情報”發(fā)展過程中突出了數(shù)據(jù)服務(wù)，促成信息“回流”和信息“增濃”[7]，以達(dá)到對原始數(shù)據(jù)的深層使用。

基于元模型的方法是以數(shù)據(jù)為中心思想的具體表現(xiàn)形式[8]，元模型的數(shù)據(jù)規(guī)范可在建模過程中靈活定制并描述所需的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到嚴(yán)格的數(shù)據(jù)一致性，靈活、精確地描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[9]，便于從根本上解決天基信息系統(tǒng)中多源、異構(gòu)和跨平臺的數(shù)據(jù)共享問題。

為此，本文立足于元模型理論與技術(shù)，在界定概念的基礎(chǔ)上，先建立天基信息業(yè)務(wù)元模型與天基信息服務(wù)元模型，從根本上認(rèn)清天基信息業(yè)務(wù)活動與天基信息服務(wù)之間的區(qū)別與聯(lián)系；再明確天基信息服務(wù)組合建模中的時序關(guān)系及邏輯關(guān)系，最后給出服務(wù)組合的實例模型，模型的具體實現(xiàn)技術(shù)細(xì)節(jié)不作為本文研究對象。

1　天基信息服務(wù)概念的界定

本文在文獻(xiàn)[10]提出天基信息服務(wù)概念的基礎(chǔ)上，展開對天基信息服務(wù)元模型的構(gòu)建研究。廣義上的天基信息服務(wù)是指天基信息系統(tǒng)為用戶提供信息服務(wù)活動的統(tǒng)稱，涵蓋了天基信息的獲取、傳輸、處理與分發(fā)等環(huán)節(jié)中的業(yè)務(wù)活動與信息處理。本文采用面向服務(wù)的架構(gòu)[11]，體現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的思想，結(jié)合文獻(xiàn)[12]提出的軍事信息服務(wù)概念，給出狹義上的天基信息服務(wù)概念。

定義天基信息服務(wù)是指由分布在軍事信息網(wǎng)絡(luò)上的衛(wèi)星平臺資源、測控調(diào)度資源、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源及信息處理等各類天基資源或天基系統(tǒng)構(gòu)成并提供的功能處理單元。能夠面向天基信息支援人員和作戰(zhàn)用戶按需調(diào)用，以獨立于平臺的方式進(jìn)行描述和通用標(biāo)準(zhǔn)接口封裝，并具有獨立行為邏輯和天基信息應(yīng)用能力。

廣義上的天基信息服務(wù)屬于粗粒度“大服務(wù)”的范疇，狹義上的天基信息服務(wù)屬于精粒度“小服務(wù)”的范疇，“小服務(wù)”把“大服務(wù)”中的業(yè)務(wù)活動剝離出來，作為單獨的客觀對象與服務(wù)并行存在。因此，有如下關(guān)系：廣義的天基信息服務(wù)=天基信息業(yè)務(wù)活動+狹義的天基信息服務(wù)。

完成天基信息業(yè)務(wù)活動的主體是“人”，客體是天基信息服務(wù)，執(zhí)行天基信息服務(wù)的主體是“機(jī)”，客體是天基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此來實現(xiàn)人機(jī)的最佳結(jié)合，這樣界定的好處在于：把“人”從繁雜的操作中解放出來，將更多的精力投放到應(yīng)對復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)流程上來，以響應(yīng)快速多變的任務(wù)需求，而紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)操作交由“機(jī)”完成，實現(xiàn)自動化、自適應(yīng)處理，充分挖掘天基信息的應(yīng)用潛能，提高天基信息支援的效率。天基信息服務(wù)與同樣基于面向服務(wù)架構(gòu)的web服務(wù)相同點在于服務(wù)資源的可重用性、互操作性與松散耦合性[13]，不同點在于其資源分布的廣泛性、服務(wù)運行的高可靠性[14]，以及天基信息支援的高時效性、支援對象的復(fù)雜性和支援范圍的廣闊性。

本文將定義中的天基資源封裝為3類基礎(chǔ)服務(wù)：天基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)、天基信息處理服務(wù)和天基信息通用服務(wù)。天基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)提供對原始數(shù)據(jù)的存儲、分析與整合等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類服務(wù)；天基信息處理服務(wù)提供圖像關(guān)聯(lián)、影像配準(zhǔn)等信息處理類服務(wù)；天基信息通用服務(wù)提供測控調(diào)度、目標(biāo)探測與信息傳輸?shù)韧ㄓ妙惙?wù)。

2　元模型在天基信息服務(wù)建模中的作用

元模型定義了概念、屬性和關(guān)系，是指導(dǎo)數(shù)據(jù)存儲和交換的規(guī)范[15]，元模型的意義在于規(guī)范需要獲取的元數(shù)據(jù)和界定概念，確定所構(gòu)建系統(tǒng)中應(yīng)用模型的基本元素，不僅可解決系統(tǒng)中數(shù)據(jù)一致性與信息共享問題，還可提高模型的可重用性[16]。在以數(shù)據(jù)為中心思想的指導(dǎo)下，在界定天基信息服務(wù)概念的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格采用基于元模型高層次抽象的建模方法，完成元建模?；谠Ｐ鸵?guī)范為數(shù)據(jù)的一致性提供了保障，解決了異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享問題，為構(gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用靈活、信息服務(wù)精準(zhǔn)的天基信息服務(wù)系統(tǒng)奠定模型基礎(chǔ)，如圖1所示。本文構(gòu)建的元模型是對天基信息在高層概念之間的抽象，是為完成對天基信息的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理與共享而建立的數(shù)據(jù)模型，元模型各元素之間的關(guān)系代表著天基信息實體元數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，是模型之間相互引用、相互映射的前提條件。依據(jù)對天基信息服務(wù)概念的界定，構(gòu)建2類元模型：天基信息業(yè)務(wù)元模型與天基信息服務(wù)元模型，該模型既是軍事需求分析的底層模型，也是天基信息系統(tǒng)技術(shù)框架的頂層模型，為模型的技術(shù)實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

以構(gòu)建好的元模型為基礎(chǔ)，按照作戰(zhàn)行動牽引業(yè)務(wù)流程，業(yè)務(wù)活動調(diào)用服務(wù)，服務(wù)重組資源的思路，完成服務(wù)組合的建模，將天基信息系統(tǒng)資源面向具體需求靈活重組，把天基信息服務(wù)作為天基信息業(yè)務(wù)活動的操作對象，通過天基信息業(yè)務(wù)活動調(diào)用并組合天基信息服務(wù)，靈活處理業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)，即用戶所需的天基信息支援?dāng)?shù)據(jù)。

圖1　基于元模型的天基信息服務(wù)層次模型

基于元模型的天基信息服務(wù)組合重點關(guān)注的是滿足用戶需求的邏輯建模，并不是服務(wù)細(xì)節(jié)與系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)，其優(yōu)點是：(1)當(dāng)用戶需求發(fā)生改變時，可通過調(diào)整天基信息服務(wù)組合快速、靈活地應(yīng)對；(2)高層抽象模型不受具體服務(wù)更新的影響，模型的可延續(xù)性強(qiáng)；(3)高層抽象模型不受具體實現(xiàn)技術(shù)的限制，當(dāng)服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)的具體技術(shù)改變時，高層模型可直接復(fù)用。

3　元模型構(gòu)建

3.1天基信息業(yè)務(wù)元模型

天基信息業(yè)務(wù)元模型用于描述天基信息支援任務(wù)過程的業(yè)務(wù)邏輯，用以說明作戰(zhàn)任務(wù)、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)活動以及服務(wù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。建立天基信息業(yè)務(wù)元模型的意義在于提高天基信息應(yīng)用的時效性、針對性與靈活性，改變原來單組業(yè)務(wù)流程對應(yīng)單次用戶需求的應(yīng)用模式。通過合理確定業(yè)務(wù)元模型中的組成元素，把業(yè)務(wù)流程中業(yè)務(wù)活動的操作與所處理的數(shù)據(jù)分離，采用天基信息業(yè)務(wù)活動調(diào)用天基信息服務(wù)，天基信息服務(wù)處理業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)的方式，提高業(yè)務(wù)活動操作的通用性與靈活性，實現(xiàn)天基信息業(yè)務(wù)活動在單組業(yè)務(wù)流程中的并行操作，或單個業(yè)務(wù)活動在不同流程間的復(fù)合操作，從而達(dá)到提高天基信息業(yè)務(wù)流程執(zhí)行效率的目的。

天基信息業(yè)務(wù)元模型的基本元素包括作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)行動、天基信息業(yè)務(wù)流程、天基信息業(yè)務(wù)活動、天基信息服務(wù)、角色與執(zhí)行者，如圖2所示。

圖2　天基信息業(yè)務(wù)元模型

1) 作戰(zhàn)任務(wù)與作戰(zhàn)行動。作戰(zhàn)任務(wù)是指在一定戰(zhàn)場環(huán)境和時間條件下，為達(dá)成特定的作戰(zhàn)目標(biāo)進(jìn)行的一系列相互關(guān)聯(lián)的作戰(zhàn)行動的有序集合[17]，作戰(zhàn)任務(wù)完成的過程表現(xiàn)為一系列作戰(zhàn)行動執(zhí)行的過程[18]。在業(yè)務(wù)元模型中引入作戰(zhàn)任務(wù)與作戰(zhàn)行動元素的目的在于描述天基信息如何嵌入作戰(zhàn)任務(wù)的具體過程，一個作戰(zhàn)任務(wù)分解成若干個作戰(zhàn)行動，一個作戰(zhàn)行動對天基信息支援的需求引出一組天基信息業(yè)務(wù)流程，一組業(yè)務(wù)流程的完成依賴于一組業(yè)務(wù)活動序列的執(zhí)行。

2) 天基信息業(yè)務(wù)流程。天基信息業(yè)務(wù)流程是指一系列將輸入操作轉(zhuǎn)化為輸出操作的相互關(guān)聯(lián)和相互作用的天基信息業(yè)務(wù)活動，將業(yè)務(wù)流程分解成若干活動對象，活動對象之間通過輸入操作、輸出操作完成對服務(wù)的調(diào)用。圖2中，與業(yè)務(wù)流程元素緊密相關(guān)的元素除了作戰(zhàn)任務(wù)和業(yè)務(wù)活動外，本文在業(yè)務(wù)元模型中還引入了業(yè)務(wù)工單元素。業(yè)務(wù)工單是在業(yè)務(wù)流程中可描述、可識別的信息單元，其目的是將業(yè)務(wù)流程執(zhí)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與流程置于同等重要的地位，可靈活應(yīng)對用戶需求的實時變化，更加符合現(xiàn)實中業(yè)務(wù)活動的操作方式[19]。業(yè)務(wù)工單在建模時可將業(yè)務(wù)活動管理信息與業(yè)務(wù)流程兩者合二為一，并作為業(yè)務(wù)活動操作和流程建模的基本模塊，體現(xiàn)關(guān)鍵的業(yè)務(wù)活動在流程建模中的重要性。業(yè)務(wù)活動管理信息在傳統(tǒng)的天基信息業(yè)務(wù)流程中處于輔助地位，而在實際的業(yè)務(wù)流程中大多是以某個關(guān)鍵業(yè)務(wù)活動為重點完成一系列的操作，當(dāng)面對更復(fù)雜的支援任務(wù)時這一特點將更明顯。因此，以業(yè)務(wù)活動管理信息為中心的業(yè)務(wù)流程建模方式更能反映關(guān)鍵問題。據(jù)此，在天基信息業(yè)務(wù)元模型中引入業(yè)務(wù)工單基本元素，將業(yè)務(wù)活動管理信息與業(yè)務(wù)流程結(jié)合，注重關(guān)鍵業(yè)務(wù)活動的關(guān)鍵信息在業(yè)務(wù)流程建模中的重要性，達(dá)到業(yè)務(wù)活動管理信息與業(yè)務(wù)流程并重的目的。作為業(yè)務(wù)活動管理信息的關(guān)鍵實體，業(yè)務(wù)工單詳細(xì)記錄了業(yè)務(wù)活動操作生成的輸入、輸出與執(zhí)行的生命周期等信息，不僅方便業(yè)務(wù)人員對整個業(yè)務(wù)流程的全程把控，也便于及時應(yīng)對由任務(wù)過程需求變化引發(fā)的業(yè)務(wù)流程重構(gòu)帶來的影響。

3) 天基信息業(yè)務(wù)活動。天基信息業(yè)務(wù)活動分為兩大類，基本業(yè)務(wù)活動和結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)活動?；净顒邮遣豢稍俜值臉I(yè)務(wù)流程單元，元模型中重點描述基本業(yè)務(wù)活動的輸入操作、執(zhí)行操作和輸出操作。結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)活動由多個基本業(yè)務(wù)活動組合而成，執(zhí)行復(fù)雜的天基信息業(yè)務(wù)流程，分為4種復(fù)合結(jié)構(gòu)：順序活動、分支活動、循環(huán)活動和并發(fā)活動。由順序活動、分支活動和循環(huán)活動來提供業(yè)務(wù)活動間一般的順序控制；由并發(fā)活動來提供業(yè)務(wù)活動間的并發(fā)控制，并以此來實現(xiàn)天基信息業(yè)務(wù)活動的并行處理和業(yè)務(wù)流程的并行執(zhí)行，提高天基信息業(yè)務(wù)活動的操作效率，降低活動與活動之間的依賴性，通過活動對服務(wù)的操作實現(xiàn)活動之間的松耦合，基于業(yè)務(wù)元模型構(gòu)建的業(yè)務(wù)流程便于響應(yīng)快速多變的任務(wù)需求。

4) 天基信息服務(wù)。引入天基信息服務(wù)元素的目的在于在構(gòu)建天基信息支援系統(tǒng)時便于采用面向服務(wù)的方法[20]，提高業(yè)務(wù)應(yīng)用的及時性、針對性、靈活性與服務(wù)精準(zhǔn)性，以用戶為中心挖掘他們更關(guān)注的信息，從而達(dá)到充分利用天基信息資源高效支援任務(wù)過程的目的。

5) 角色與執(zhí)行者。角色是天基信息系統(tǒng)中對天基資源使用權(quán)限的集合；執(zhí)行者是經(jīng)認(rèn)證充當(dāng)某一角色后，基于特定權(quán)限對天基信息資源實施具體操作的業(yè)務(wù)人員。

3.2天基信息服務(wù)元模型

在面向服務(wù)的軍事信息系統(tǒng)構(gòu)建中，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的高效整合以及業(yè)務(wù)流程的隨需應(yīng)變，由活動調(diào)用服務(wù)，再由服務(wù)使用資源的思想得到了普遍的應(yīng)用與認(rèn)可[21-23]。本文涉及的天基信息服務(wù)位于天基信息業(yè)務(wù)活動與天基信息資源之間，由天基信息業(yè)務(wù)活動調(diào)用天基信息服務(wù)，再由天基信息服務(wù)利用天基資源，天基信息支援任務(wù)的完成通過組合天基信息服務(wù)來實現(xiàn)，業(yè)務(wù)活動、服務(wù)以及資源之間處于松耦合的靈活狀態(tài)。

通過建立天基信息服務(wù)元模型來實現(xiàn)業(yè)務(wù)活動的操作與數(shù)據(jù)處理的分離，業(yè)務(wù)活動注重操作，服務(wù)注重數(shù)據(jù)處理，業(yè)務(wù)活動不操作具體的需求數(shù)據(jù)，操作的對象為天基信息服務(wù)，業(yè)務(wù)活動與數(shù)據(jù)處理不直接相關(guān)，而是通過調(diào)用服務(wù)來完成對數(shù)據(jù)的處理。這樣，不同的天基信息服務(wù)可以讓同一個業(yè)務(wù)活動具有不同的操作結(jié)果，通過服務(wù)對數(shù)據(jù)的處理使得業(yè)務(wù)活動具有一定的柔性，進(jìn)而使同一個業(yè)務(wù)活動的操作及操作的對象——服務(wù)，在不同業(yè)務(wù)流程之間的應(yīng)用成為可能。

天基信息服務(wù)元模型定義了天基信息服務(wù)模型的構(gòu)造和規(guī)則，用于描述天基信息服務(wù)涉及的組成元素、元素之間的關(guān)系及其屬性，并將上述基本信息進(jìn)行抽象形成天基信息服務(wù)元模型。天基信息服務(wù)元模型的基本元素包括天基信息服務(wù)節(jié)點、天基信息基礎(chǔ)服務(wù)、服務(wù)組合序列和天基信息組合服務(wù)，如圖3所示。

圖3　天基信息服務(wù)元模型

1) 天基信息服務(wù)節(jié)點。天基信息服務(wù)節(jié)點提供天基信息服務(wù)，并提供對服務(wù)的維護(hù)與管理功能。

2) 天基信息基礎(chǔ)服務(wù)。天基信息基礎(chǔ)服務(wù)是一個不可再分的原子服務(wù)，由服務(wù)數(shù)據(jù)輸入、服務(wù)數(shù)據(jù)輸出、服務(wù)處理功能、服務(wù)封裝資源及服務(wù)質(zhì)量組成。一個“服務(wù)”定義了一個與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)的接口，以及規(guī)范這個接口的約定[24]，通過對現(xiàn)有天基資源的封裝，增強(qiáng)天基資源的重用能力，利于充分挖掘天基資源的應(yīng)用潛力。

3) 服務(wù)組合序列。服務(wù)組合序列用于確定天基信息基礎(chǔ)服務(wù)組合的邏輯關(guān)系，詳見4.2節(jié)。

4) 天基信息組合服務(wù)。天基信息組合服務(wù)是依據(jù)服務(wù)組合序列對天基信息基礎(chǔ)服務(wù)的組合，與服務(wù)組合序列和天基信息基礎(chǔ)服務(wù)2個元素緊密相關(guān)，包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出及數(shù)據(jù)類型。

4　天基信息服務(wù)組合建模

在第3節(jié)中構(gòu)建的元模型便于面向用戶，依據(jù)作戰(zhàn)行動的需求，采用粗精結(jié)合、先粗后精的建模方法，先用基于天基信息業(yè)務(wù)活動的業(yè)務(wù)流程完成粗粒度的建模，再用天基信息服務(wù)組合完成精粒度的建模。區(qū)分粗粒度建模與精粒度建模的優(yōu)點在于：(1)從根本上認(rèn)清天基信息業(yè)務(wù)活動與天基信息服務(wù)的核心作用，面向用戶需求利用天基信息業(yè)務(wù)活動完成業(yè)務(wù)流程的粗粒度建模，依托天基資源利用天基信息服務(wù)完成需求數(shù)據(jù)處理的精粒度建模，符合業(yè)務(wù)活動操作與數(shù)據(jù)處理分離的特點，便于實現(xiàn)業(yè)務(wù)活動之間及服務(wù)資源之間的松耦合，提高天基信息的應(yīng)用潛力；(2)通過業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)粗粒度建模，將業(yè)務(wù)活動管理信息與業(yè)務(wù)流程并重，便于針對用戶的具體需求做出快速反應(yīng)，提高天基信息支援的針對性及時效性；(3)通過服務(wù)實現(xiàn)精粒度建模，便于靈活運用服務(wù)資源，提高天基信息支援的靈活性與精準(zhǔn)性。

天基信息服務(wù)組合建模的過程：面向用戶依據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)過程與作戰(zhàn)行動的需求，確定所需的天基信息業(yè)務(wù)活動以及業(yè)務(wù)活動與天基信息服務(wù)的調(diào)用關(guān)系，將具體的天基信息服務(wù)依據(jù)服務(wù)組合序列完成組合，在粗粒度建模的基礎(chǔ)上完成精粒度建模，實現(xiàn)天基資源之間的集成與共享，通過業(yè)務(wù)活動調(diào)用服務(wù)來控制天基信息服務(wù)組合的方式，來快速響應(yīng)任務(wù)和戰(zhàn)場環(huán)境的變化，以此來滿足用戶個性化需求。天基信息服務(wù)組合的關(guān)鍵在于確定服務(wù)的時序邏輯關(guān)系，下文中先建立時序關(guān)系模型，再確定邏輯關(guān)系，最后給出天基信息服務(wù)組合的實例。

4.1天基信息服務(wù)組合時序關(guān)系

在天基信息服務(wù)組合建模過程中，需要分析和描述對象之間的時序關(guān)系及交互過程，動態(tài)描述服務(wù)組合的細(xì)節(jié)，本文采用UML(Unified Modeling Language)時序圖建立天基信息服務(wù)組合的時序關(guān)系模型，如圖4所示。時序圖描述了對象之間傳遞消息的時間順序，表示對象時間動態(tài)的交互關(guān)系[25]。圖4中包括用戶、業(yè)務(wù)流程對象、服務(wù)組合序列、服務(wù)組合對象、服務(wù)注冊中心、天基信息服務(wù)節(jié)點6個對象，完成13條交互消息，動態(tài)描述了天基信息服務(wù)組合的時序關(guān)系：用戶提出信息支援請求，業(yè)務(wù)人員完成業(yè)務(wù)流程建模，確定好服務(wù)組合序列后，向服務(wù)注冊中心查找并調(diào)用天基基礎(chǔ)服務(wù)、天基信息處理服務(wù)和天基信息通用服務(wù)，依據(jù)服務(wù)組合序列組合“三類服務(wù)”，完成服務(wù)組合過程。

圖4　天基信息服務(wù)組合時序關(guān)系

4.2天基信息服務(wù)組合邏輯關(guān)系

天基信息服務(wù)組合與工作流有著許多相似的特征，因此，本文借鑒工作流的基本控制模式來描述天基信息服務(wù)組合的基本邏輯關(guān)系，如表1所示，分為6種基本邏輯關(guān)系，通過組合2種或多種基本邏輯關(guān)系可描述更加復(fù)雜的服務(wù)組合邏輯關(guān)系。相對于天基信息業(yè)務(wù)元模型中的4種復(fù)合結(jié)構(gòu)來說，天基信息服務(wù)的6種基本邏輯關(guān)系更符合精粒度建模的要求，先通過4種復(fù)合結(jié)構(gòu)完成對業(yè)務(wù)流程粗粒度的建模，再通過6種基本邏輯關(guān)系完成對服務(wù)組合的精粒度建模。

表1　天基信息服務(wù)組合的基本邏輯關(guān)系

圖5　天基信息服務(wù)組合實例

4.3天基信息服務(wù)組合實例

本文以戰(zhàn)場態(tài)勢綜合為應(yīng)用背景，依據(jù)天基信息應(yīng)用的資源調(diào)度、信息獲取、信息傳輸、信息處理和信息發(fā)布等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，給出天基信息服務(wù)組合建模的實例，在業(yè)務(wù)流程粗粒度建模的基礎(chǔ)上完成服務(wù)組合的精粒度建模，本文選用BPMN(Business Process Modeling Notation)2.0規(guī)范完成服務(wù)組合的建模，如圖5所示。實例中包含4個pool，第1個pool為業(yè)務(wù)流程，是以業(yè)務(wù)活動為中心的粗粒度模型；第2個pool為天基信息通用服務(wù)；第3個pool為天基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)；第4個pool為天基信息處理服務(wù)，第2至第4個pool是以天基信息基礎(chǔ)服務(wù)為中心的精粒度模型。依據(jù)表1中的邏輯關(guān)系，服務(wù)組合可形式化描述為：(S1⊕S2)﹥S3→S4→S5﹤(S6⊕S7)﹥S8→S9→S10→S11→S12。其中,S1～S4為天基信息通用服務(wù)；S5～S8為天基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)；S9～S12為天基信息處理服務(wù)。

5　結(jié) 束 語

本文研究了將元模型應(yīng)用于天基信息服務(wù)的建模領(lǐng)域，圍繞2條主線展開了建模研究：一是圍繞天基信息業(yè)務(wù)活動面向用戶需求，以業(yè)務(wù)活動管理信息為重點，利用活動的4種復(fù)合結(jié)構(gòu)，完成業(yè)務(wù)流程的粗粒度建模；二是圍繞天基信息服務(wù)依據(jù)業(yè)務(wù)活動結(jié)構(gòu)，以業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)處理為目標(biāo)，利用服務(wù)的6個基本邏輯，完成服務(wù)組合的精粒度建模，最后研究了天基信息服務(wù)組合的時序及邏輯關(guān)系，并給出了服務(wù)組合的實例模型。

本文工作的主要意義在于：(1)提出了基于元模型的天基信息服務(wù)建模方法，為從根本上解決天基信息平臺間的數(shù)據(jù)共享問題提供了思路；(2)建立了天基信息業(yè)務(wù)元模型，把業(yè)務(wù)活動中的操作與數(shù)據(jù)處理分離，降低了活動之間的依賴性，達(dá)到了業(yè)務(wù)流程快速響應(yīng)用戶需求的目的；(3)建立了天基信息服務(wù)元模型，采用由活動調(diào)用服務(wù)，再由服務(wù)使用資源的方法，通過靈活的服務(wù)組合精準(zhǔn)實現(xiàn)用戶的個性化需求；(4)提出了粗精結(jié)合、先粗后精的建模方法，通過業(yè)務(wù)流程的粗粒度建模，便于重組天基信息資源，滿足快速、準(zhǔn)確、多樣化的用戶需求，通過服務(wù)組合的精粒度建模，便于用戶對原始數(shù)據(jù)的深層利用，挖掘他們更關(guān)注的信息，實現(xiàn)信息增值。

下一步重點工作以本研究為基礎(chǔ)，對天基信息元數(shù)據(jù)的共享服務(wù)方式展開研究。

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(編輯：李江濤)

Research on Modeling of Space-based Information Service Composition Based on Meta-model

WANG Shuang1,QIN Daguo2,CHEN Lingyun2

(1. Department of Graduate Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China;2. Department of Space Command, Equipment Academy, Beijing 101416, China)

To solve out some challenges in space information application, the paper makes study on the multiple-source, heterogeneous and cross-platform data sharing. By high-level abstract modeling method of meta-model, the paper builds up space-based information business meta-model and space information service meta model, realizes the loose coupling among business activities and improves the pertinence of space-based information service; By modeling method combining coarse granularity with fine granularity, the paper realizes the flexible use and accurate service of space-based information resources which are beneficial to excavate the profound value of raw data, add value to information and proposes a new approach to meet personalized demand of space-based information of quick responding users.

space-based information; business activity; service composition; meta-model

2016-05-27

部委級資助項目

王爽(1979-)，男，博士研究生，主要研究方向為天基信息支援。wesar@sohu.com

V19

2095-3828(2016)05-0068-07

A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.05.015

秦大國，男，教授，博士生導(dǎo)師。