摘 要：作战规划是一个多作战职能部门分工协作、多级多专业指挥人员共同参与的过程。作战规划软件平台旨在为网络化条件下分布式协同作业提供软件支撑环境，以确保相关工作有序和高效开展。针对上述应用需求，提出了一种层次化架构的作战规划软件平台，分析了其数据层、业务层和协作层的功能及相互间关系。在此基础上，研究了平台构建过程中涉及的数据同步、流程管理和协作管理等关键技术，并给出了解决问题的基本思路，对任务规划系统建设具有参考价值。
关键词：作战规划;数据同步;流程管理
0 引 言
作战计划是军队为完成作战任务而制定的指导作战准备和作战行动的计划，是指挥员决心的具体体现，也是部队作战准备和行动的依据[1]。作 战 规划即作战计划生成，是指挥决策的重要内容。作战规划涉及多指挥层级、多要素的计划生成，是一个综合协作过程[2]。根据作战规划级 别，可 分为战役级规划[3-4]、战术级规划和平台级规划[5]。信息化战争中，构建网络化协同作业环境，保证作业人员信息输入和产品输出的一致性，并对作业进程进行管理和协调，是确保有序开展作战规划业务的前提。同时，为应对瞬息万变的战场态势，需提升作战规划工作效率，自动化及智能化技术必不可少。针对上述应用需求，本文研究了作战规划系统的软件作业环境，提出了构 建 数 据—业 务—协 作 结构的分布式协同作战规划软件平台，并对其中数据同步、流程管理和协作管理等关键问题进行了研究。
1 总体架构
基于数据—业务—协作的协同作战规划软件平台，其硬件环境基于现有的装备体系，可以是同一指挥所内或多个指挥车内席位。该平台将协同作战规划作业软件环境自底向上分为数据、业务和协作3层。平台软件环境示意图如图1所示。
数据层主要解决作战规划时各业务终端的信息输入和生成产品的同步问题，应尽量利用有限带宽实现快速数据同步。该层除需同步业务数据外，还需同步业务层生成的业务要素分解和业务流程等数据、协作层生成的业务群组和作业分工等数据。业务层主要解决业务要素分解和业务流程管理问题，需明确某项业务的具体作业事项及各事项的先后顺序。业务流程管理目标为：规范作业步骤，便于业务有序开展，并为业务过程调整留有余地，通过对软件运行数据的分析不断进行流程优化，提升整体作业效率。业务层业务要素分解是协作层进行作业分工的基础，即业务层明确做什么和怎么做，协作层明确谁来做。协作层主要解决作业的成员组织和作业分工等问题，研究规划群组的创建和解散，群组规划成员的加入和移出，以及不同规划成员对数据的查看和编辑权限控制等内容。另外，数据层的数据同步需求由协作层统一进行管理，即由协作层明确数据同步的内容、时机和目的地址。
2 关键技术
基于数据—业务—协作的协同作战规划软件平台旨在为各级指挥员提供协同作业软件环境，其关键技术主要包括并行数据同步、智能化业务流程管理和自动化业务协作管理。
2.1 并行数据同步
2.1.1 问题描述
数据同步技术目前已有较多研究[6-7]，但将数据同步效率与传输统筹进行考虑的研究较少。如前所述，在网络化作战规划过程中，各节点形成的作战规划产品需同步到其他节点。如果数据从初始节点向相关节点逐个发送，则传输耗时较大。并行数据同步是由所有已掌握更新数据的节点向其他未收到相关数据的节点同时进行数据同步，实现1传2、2传4……的指数级高效数据同步。并行数据 同 步 的 问 题 示 意 图 如 图 2 所 示。图中，线段上数值为数据从一个节点传输到另一个节点所需时间。并行数据同步要求数据从 A 发出，在最短时间内发送到所有节点。
为解决并行数据同步问题，需先进行数学建模。可见，并行数据同步问题与旅行商问题[8-10]类 似。两者区别在于：旅行商在到达某节点后，只能从其所在节点向相邻节点出发，而数据传输过程中，当数据到达某节点后，可从所有已存储相应数据的节点向其他相邻节点发送。
2.1.2 解决思路
并行数据同步要求通信系统能够给出网络拓扑结构及各节点间通信条件，在数学建模基础上进行问题求解。并行数据同步过程示意图如图3所示。数据同步过程步骤如下：1)服务器 A 将本地作业完成的作战规划产品发送给服务中心(即掌握作战规划群组通信状态和数据权 限 的 节 点);2)服 务中心根据同步对象需求、同步对象间通信网络拓扑关系及通信信道条件，建立数据并行同步的数学模型;3)服务中心在数据并行同步问题建模基础上进行问题求解，获取数据同步路径，并将传输路径和更新数据转发给需同步的服务器 B;4)服务器 B接收服务中心的数据，完成本地数据更新并将数据转发给同步路径中指定节点，同时，服务中心将传输路径和更新数据转发给需同步的服务器 C;5)服务中心和各服务器根据规划的传输路径发送或转发同步数据，直至所有数据完成同步。事实上，并行数据同步问题重点不在于求取最优解，而是在有限时间内给出可行解，可考虑利用贪心算法进行求解。
2.1.3 应用案例
为了统一作战规划人员对作战任务、战场态势和本级指挥员意图的理解，明确各部(分)队在本次作战中的任务分工和协作关系，需对作战规划各阶段的产 品 进 行 同 步。文 献 [1]将 作 战 规 划 划 分 为5个阶段，各阶段 信 息 同 步 过 程 如 下：1)受 领 任 务阶段：本级指挥员组织将敌情通报和作战命令等任务信息分发至各业务部位。2)情报综合阶段：各业务部位需将各自搜集的情况上报汇总到指挥员，如情报参谋上报敌情、作训参谋上报我情;指挥员组织对搜集的情况进行综合分析判断，并将最终判断结论分发至各业务部位。3)确定战斗构想阶段：指挥员确定作战目的、基本战法和主要作战方向等战斗构想信息，并分发至各业务部位。4)制定作战方案阶段：指挥员 组 织 制 定 总 体 作 战 方 案，形 成 作 战 编组、兵力配置和作战任务等方案信息，各业务部位需对总体方案中相关业务进行细化，如指挥员确定部队编组并分发至各业务部位，各业务部位在此基础上确定分队编组并上 报 汇 总。5)拟 制 作 战 计 划 阶段：指挥员组织拟制总体计划并分发至各业务部位，各业务部位根据总体计划拟制分支计划并上报汇总。
2.2 智能化流程管理
2.2.1 问题描述
业务流程管理以计算机网络、工作流管理和企业应用集成等技术为基础，从流程角度对企业业务流程进行全方位管理，进行统一建模、执行和监控，支持包括跨边界的各类企业业务流程及其持续改进[11]。从本 质 上 看，业务流程管理是对业务的管理，其技术不仅适用于企业业务，还可用于作战规划相关业务。智能化流程管理主要研究作战规划流程编排、作战规划软件操作数据采集和作战规划流程关联分析等内容。
2.2.2 解决思路
智能 化 作 战 规 划 流 程 管 理 实 现 过 程 如 图 4所示。主要实现步 骤 如 下：1)通 过 需 求 分 析，利 用 业务流程管理体系进行作战规划流程初始编排，业务流程管 理 体 系 应 留 有 自 动 调 整 及 人 工 干 预 接 口;2)各指挥员基于初始流程进行作业，对流程中不满足要求的步骤进行人工干预，系统将记录各指挥员的前台软件操作及后台软件数据处理过程;3)系统将记录的前台软件操作及后台软件数据处理进行预处理及汇总;4)利用关联规则挖掘算法对业务流程的 关 联 关 系 进 行 分 析，提取业务流程关联信息;5)根据业务流程关联信息，调用业务流程管理体系的接口，实现业务流程自动调整;6)重复进行作战规划，利用智能化分析体系不断提升业务流程合理性，提升作战规划效率。
上述步骤中，过程挖掘最重要[12-15]，即通过数据记录挖掘后台事件与前台操作(主要是业务流转控制)间的关联规则。基于频繁项集的 Apriori算法[16]是数据挖掘经典算法。业务流程操作需考虑事件间的时间因素，即只有时间间隔在一定范围内的后台处理事件和前台软件操作才具有关联性，为此可考虑采用有时间窗口的 Apriori算法进行过程挖掘。
2.2.3 应用案例
作战规划的业务流程包括受领任务、情报综合、确定战斗构想、制定作战方案和拟制作战计划等步骤，每个步骤又可继续进行流程细分。下面以情报综合步骤为例说明流程管理应用。指挥员启动情报综合业务流程，系统加载推荐业务流程模板，自动将情报综合分解为可并行开展的战场环境分析、作战任务分析和作战力量分析等工作，最后进行情报综合汇总。指挥员可手工调整工作内容，如将战场环境分析分解为可并行开展的地形分析、气象水文分析、电磁环境分析和民社情分析等工作，可将调整结果存为自定义业务流程模板。再次进行情报综合时，指挥员可选择加载推荐模板或自定义模板。另外，系统能够不断汇总分析不同模板的使用频数，利用高频使用的模板不断优化业务流程推荐模板;系统还能根据后台数据分析业务流程的缺陷，如分析出并行开展工作中战场环境分析耗时较长，导致了整体作业时间较长。通过进一步分析作业数据，发现可将战场环境分析进一步分解为可并行的地形分析、道路分析和桥梁分析等工作，从而优化流程模板。通过以上方式，软件在使用过程中能够进行业务流程的持续优化，实现业务流程智能化管理。
2.3 自动化业务协作管理
2.3.1 问题描述
业务协作管理包括作战规划群组、群组成员和成员分工等管理。规划群组管理主要实现作战规划群组的组建、解散和群组基本信息维护;群组成员管理主要实现群组成员的添加和删除;成员分工管理主要维护群组成员对应作战规划中各业务要素、业务步骤的编辑和查看权限。自动化业务协作管理指根据业务的具体内容和在线成员身份，在开始作战规划某项业务后，自动进行规划群组创建、群组成员添加和成员业务分工，从而提高作战规划的工作效率。
2.3.2 解决思路
业务协作管理可借鉴任务共同体(COI)的相关思想[17]。COI指由具有相同知识背景的成员组成，为共同的目标、利益、任务或业务处理过程进行信息交换的协作组织或团体，分为制度性和利益性2类[18]。前者为事先约定的配置，后者是分布 式 网络结构下临时组成的作战联盟。COI旨在实现一定范围内、有限程度的信息共享。作战规划中，业务协作的 COI包括：1)针对战前规划，根据作战规划节点的业务内容，事先约定多个制度 性 COI，如 火 力 打 击 COI和 地 面 突 击 COI等;2)针对战中临机 规 划，根据临机任务要求临时组建利益性 COI，如打击前进指挥所 COI和跟踪预备突击队 COI等。基于 COI能够实现自动化业务协作管理，提高作战规划的协作效率，其难点是在 COI组建后如何及时建立有效的通信信道并实现数据共享，可考虑卫星通信等通信手段。
2.3.3 应用案例
为实现自动化业务协作管理，平时需对一些信息进行维护。系统需维护规划过程中涉及的所有业务内容，且业务项目划分应尽量分解，如细分到地形分析、道路分析和桥梁分析等;系统还需维护作战规划人员的身份职责、业务方向和对各项业务内容的熟练程度等。受领任务后，指挥员确定参与作战规划的人员，系统根据参与规划人员的业务方向自动进行指挥所编组，生成多个业务 COI，如侦察情报 COI和工程保障COI等。系统根据 COI成员的身份职责确定 COI管理员，如将侦察科长设置为侦察情报 COI管理员。在情报综合阶段，指挥员确定业务流程后，系统根据业务内容，自 动 推 荐 业 务 COI或 作 业 人 员，如针对地形分析可推荐多个具备作业能力的情报参谋并进行排序。指挥员确认作业人员后，系统解锁其对相应业务数据的编辑权限。若指挥员仅确定由侦察情报 COI进行作业而不确定具体人员，则将任务分配权限转 交 给 侦 察 情 报 COI管 理 员。在 作 业 完成并提交后，指挥员将收回数据编辑权限。系统能够记录业务分工结果，统计人员完成各项业务的频数，为业务流程中的作业分工推荐提供依据。通过以上方式，软件能够实现作战规划过程中的成员自动分组和业务自动分工，从而实现自动化业务协作管理。
3 结束语
针对网络化条件下作战规划，本文提出了一种基于数据—业务—协作结构的分布式协同作战规划软件作业环境，给出了构建该作业环境过程中并行数据同步、智能化流程管理和自动化业务协作管理3项关键技术的解决思路，对作战规划系统的建 设具有一定参考价值。
参考文献(References)：
[1] 范 玲 瑜，田 卫 萍，徐 凡 琦，等.面向协作式网络化的 作战计划生成过程 模 型[J].火力与指挥控制，2017，42(5)：126-129.
[2] 黄 红 兵，李 贤 玉，王 学 宁，等.作战计划生成中的理 论与技术 问 题：一 种 综 合 视 角 [J].指 挥 与 控 制 学 报，2016，2(2)：98-113.
[3] 符永铨，徐 小 平.美军联合作战规划与执行系统发展的启示[J].国防科技，2017，38(3)：90-95.
[4] 于鸿源，叶雄兵，刘成刚.美军联合作战规划发展历史及启示[J].指挥控制与仿真，2018，40(3)：135-140.
基于数据—业务—协作架构的作战规划软件平台相关论文期刊你还可以了解：《电子技术电子科技期刊》
