基于UML的联合作战装备保障指挥决策信息流模型建立

黄欣鑫，阮拥军

(军械工程学院，石家庄 050000)

【后勤保障与装备管理】

基于UML的联合作战装备保障指挥决策信息流模型建立

黄欣鑫，阮拥军

(军械工程学院，石家庄 050000)

以联合作战装备保障指挥决策中的信息传递过程为基础，结合联合作战装备保障特点，分析了联合作战装备保障指挥决策流程，采用UML对装备保障指挥决策流程中的信息传递情况进行了描述，建立了装备保障指挥决策信息流静态和动态模型，可以为联合作战装备保障指挥自动化系统模型库的开发提供一定的参考。

统一建模语言；联合作战；装备保障指挥；信息流

近年来，随着高新装备在部队的广泛列装，信息化技术对战争形态的影响已经越来越被人们所重视，一体化联合作战必将成为未来信息化战争的基本作战形式。目前较为有效的辅助装备保障指挥决策的手段是以模型库和专家系统为基础，通过计算和推理等一系列手段对某一问题给出一定条件下的决策方案。因此，建立准确的装备保障指挥决策模型是需要重点研究的问题。装备保障指挥决策的内容复杂，涉及实体多，既要描述决策主体之间的关系，又要描述主体之间的先后关系和活动过程。统一建模语言(UML)不但具有描述系统静态结构和系统动态行为的功能，还能从不同的角度为系统建模，形成不同视图。本文对于体系的概念建模采用UML的建模方法，从不同角度描述系统的功能、组成和运行；选用UML从静态和动态两个方面建立保障指挥决策模型。

1 联合作战装备保障指挥决策过程

联合作战装备保障指挥决策的输入主要有两个方面，分别是装备的需求情况和装备所处的环境情况，输出的信息主要有保障资源的数量、种类和保障方案等，信息的传递过程如图1所示。

图1 信息传递图

联合作战装备保障指挥员在决策时，需要综合需求信息和资源信息进行分析。当装备器材信息、维修信息和受损装备后送等需求信息随着维修保障分队、保障仓库等供应方流动时，保障资源随之进行流动。当资源到达需求方时，保障任务宣告完成，保障信息同样完成了一次整体的传递。在联合作战过程中产生的信息主要为联合作战首长、上级保障机关以及装备保障指挥员所发出的指示、决心和请示等。根据现有体制，把联合作战装备保障指挥自动化系统中的信息流分为指令信息流、状态信息流和协调信息流3类。假设装备保障为3级保障：基本作战单元作为下级保障指挥中心；团(旅)作为中级保障指挥中心；战区装备保障部门作为上级保障指挥中心。在对保障资源进行补充时，假设3级都可以直接与军工企业或者供应商进行协调采购。其装备保障指挥决策流程如图2所示。

由图2中可以看出：联合作战装备保障指挥系统是通过控制各种信息流，如指令信息流、状态信息流、协调信息流、物资(人、知识、器材)流等来完成联合作战装备保障任务的。战前作战单元通过本级单位的保障系统，结合所要执行的联合作战任务对自身的保障能力进行计算、评估完成本级保障方案的生成，中级保障机关得到下级保障单位送来的保障方案后，通过对本级的各种现有的保障资源、保障能力进行计算、分析、评价和优化，最后生成中级保障方案。中级保障方案生成以后，可能中级保障仍然不能满足作战单元的保障要求，此时则需要上级保障指挥中心，通过上级保障部门协调解决。

图2 装备保障指挥决策流程

2 联合作战装备保障指挥决策静态模型建立

2.1 装备保障指挥决策用例分析

所谓用例是指对自动化系统提供的、完成功能的一种描述，执行者是那些可能使用这些用例的人或外部系统[1]。因此，用例图重点从系统执行者的角度描述了系统需要完成什么样的功能。通过该图可以较为直观地看出系统中保障方案的制定者、执行者与保障实施所要完成一系列功能之间的关系。如图 3 所示，用例角色(Actor)主要包括下级装备保障指挥中心 (JSCC)、中级装备保障指挥中心(ISCC)、上级装备保障指挥中心(SSCC)、保障执行机构(SEO)、上级装备保障部门(SSD)、下级联合作战指挥中心(JJBCC)、中级联合作战指挥中心(IJBCC)、上级联合作战指挥中心(SJBCC)、专家远程修理支援系统(ELDRS)以及器材供应(EP)。用例(Use Case)则包括了计算库存数量(ELSC)、计算运输能力(ETC)、计算随车库存(ESGWTS)、计算训练损失(ETL)、估算装备战损(EELB)、计算维修保障能力(ERC)、预测装备战损(FELB)、库存管理(SM)、战场态势估计(BSE)、生成保障方案(MSS)、计算保障能力(ESC)等。

图3 装备保障指挥决策用例图

2.2 装备保障指挥决策类图分析

类图(Class Diagram)是指一类或者一组具有类似属性和共同行为的对象[2]，任何事物都可以看作是具有某些属性和动态行为的对象。一个系统可以看成是一些不同类型的类组成的，类之间的各种关系反映了系统内部各种成分之间的静态结构。联合作战装备保障指挥决策类图如图 4所示。图4中的类由分成3层的矩形表示，顶层为类命，中间层存放类属性，底层存放类操作。在图4中主要考虑了下级保障指挥中心在计算本级的保障能力后，中级保障指挥中心根据自身的保障能力生成保障方案，通过保障机构实施。在此图中没有考虑上级保障指挥中心，主要是由于在保障的过程中，上级保障指挥中心并没有直接参与决策。

图4 装备保障指挥决策用例类图

3 联合作战装备保障指挥决策动态模型建立

3.1 装备保障指挥活动状态图分析

在UML中，活动状态图本质上就是流程图，它描述了系统的活动、判定点和分支等，被设计用于描述一个过程的步骤，以及活动中对象的状态以及状态的改变。在保障指挥决策中，涉及的活动关系较多，本文对作战情况下的装备保障指挥过程进行分析，如图5所示。

在图5中，下级保障指挥中心、中级保障指挥中心、保障执行结构、器材供应商四者发生了相应的关系。首先下级保障指挥中心不间断地收集信息，掌握情况，包括弹药和维修器材的消耗、损失等，发现异常则上报中级保障指挥中心，中级保障指挥中心在掌握情况的基础上，分析判断、作出决策。对于需要补充的维修器材，如果中级库存可以满足要求则保障机构执行保障命令。当中级库存不能满足时，则让器材供应商直接提供所需的器材等物资，下级接收，则操作完成。

图5 装备保障指挥活动状态图

3.2 装备保障指挥决策时序图分析

时序图(Sequence Diagram)描述了对象随着时间的推移相互之间交换信息的过程。它主要显示对象之间的动态协作关系，强调对象之间消息发送的关系和顺序，同时显示对象之间的交互。图6为装备保障指挥决策时序图，表示保障方案的生成和执行过程。

图6 装备保障指挥决策时序图

在图6中，下级保障指挥中心首先计算保障能力，而中级保障指挥中心利用下级上报的信息，生成保障方案并送至保障执行机构，保障方案在执行后反馈至中级保障指挥中心和下级保障指挥中心，利用这些信息生成新的保障方案。

3.3 装备保障指挥决策协作关系图分析

协作图展现了一组对象及这组对象间的连接和这组对象收发的消息。它强调收发消息对象的结构组织，按组织结构对控制流建模。协作图只对相互间有交互作用的对象和这些对象间的关系建模，它除了显示对象间的关联外，还显示对象间事件协作关系。

由于篇幅的原因，本文只分析器材补充过程中相关对象的协作关系，其他的可以照此方法分析。图7所示是下级保障指挥中心补充器材时一系列事件过程，采用了按级补充和越级直接补充的方式。涉及下级保障指挥中心、中级保障指挥中心、保障执行结构、器材供应商，事件主要有：下级保障指挥中心发送需求信息，中级保障指挥中心查询库存，命令保障指挥机构执行保障命令，保障指挥机构补充器材，供应商提供、补充器材。当下级保障指挥中心发出器材需求时，它可以做如下选择：一是直接与器材供应商联系补充，二是上报中级保障指挥中心。中级保障中心得知需求信息后，查询库存，若能够满足则命令保障执行机构进行器材补充，若无法满足需求时，则通过供应商提供下级保障指挥中心所需求的器材，同时也给自己进行补充。通过分析可以看出按级补充的协作路线是：1→2→3→4→5或1→2→3→8→7；越级补充的协作路线是：6→7。

图7 装备器材补充协作图

4 结束语

本文采用统一建模语言中的静态视图和动态视图对联合作战装备保障指挥决策信息流进行了建模分析，解决了装备保障指挥自动化系统中指挥决策建模问题。该模型将UML和信息流技术相结合，直观、精确、快速，能够较好反映联合作战情况下装备保障指挥决策工作的各个方面。在此所建立的联合作战装备保障指挥决策模型，可以为联合作战装备保障指挥自动化系统模型库的开发提供一定的参考。

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(责任编辑 唐定国)

Establishment of the Information Flow Model of Joint Operations Equipment Support Command and Decision Based on UML

HUANG Xin-xin, RUAN Yong-jun

(Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050000, China)

The process of joint operational equipment support command decision was analyzed based on the information transfer process and combined with the characteristics of joint combat equipment support. The information transfer of equipment support command decision was described by UML. And the static and dynamic model of information flow in equipment support command decision were established, which can provide some reference for the development of the model base of the joint operational equipment support command automation system.

UML; joint operation; equipment support command; information flow

2016-08-25；

2016-10-20

黄欣鑫(1986—)，男，硕士研究生，主要从事装备保障指挥研究。

10.11809/scbgxb2017.02.034

黄欣鑫，阮拥军.基于UML的联合作战装备保障指挥决策信息流模型建立[J].兵器装备工程学报，2017(2):155-158.

format:HUANG Xin-xin, RUAN Yong-jun.Establishment of the Information Flow Model of Joint Operations Equipment Support Command and Decision Based on UML[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(2):155-158.

E917

A

2096-2304(2017)02-0155-04