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系统综合集成工程中的标准化
武凤德
摘要: 本文介绍了系统综合集成工程中标准化的主要内容, 包括顶层设计标准、 接口标准、 开放系统法和开放式标准, 反映了军用标准的发展变化。
关键词: 系统综合集成工程 标准化 开放式结构体系 接口标准 开放式标准
1 消除”烟囱”实现”一体化”
随着现代科学技术发展呈现出不同学科不同领域之间相互交叉、 结合以至融合, 向综合性、 整体化的方向发展, 系统技术已经从综合系统, 发展到多系统综合再多系统的综合集成。系统工程已经发展到多系统系统综合集成工程。现代军用技术已走向多系统综合集成时代, 现代军队正在由众多的分系统构成复杂而又庞大的复杂系统, 以系统综合集成实现军事力量的一体化。
1999年, 美国国防部发布了《 年国防标准化项目战略计划》, 确立了”标准化面向未来战争, 为建设联合部队、 为联合作战服务”的指导思想。美国国防部标准化办公室主任乔治 1月在”国际军事标准化现状综述”的报告中指出的: ”没有联合作战的战争是地狱, 而没有标准化的联合作战是真正的地狱”。未来战争是多军兵种联合作战,因此,各军种、 兵种、 各层次的C4ISR系统必须实现互连、 互通和互操作。加强标准C4ISR系统的体系结构设计是保证系统之间能够实现”三互”的重要措施之一。在几场局部战争中, 美国与盟军的协同作战中, 盟军之间、 军种之间的C4I系统大多不能互联互通, 不但延误作战时机, 而且误伤频频发生。军用标准不统一是其重要原因。系统综合集成工程首先是顶层设计, 顶层设计主要是立标准, 定规矩, 出政策, 消除各军兵种、 各部门自成系统的各自独立的”烟囱式”的各自为战的系统, 实现全军的一体化。 8月, 美国国防部体系结构框架工作组制定了《国防部体系结构框架》, 提供了统一描述和研究C4ISR体系结构的方法。目的是使体系结构标准化和可综合集成, 整个系统可互操作和具有合理的费效比。
2 系统不同, 接口统一
复杂系统常包含数量不同的分系统, 各分系统又包含许多模块。系统组成部分是经过接口联系起来, 实现互通、 互操和相互作用。接口就是提供两个不同对象间的一种连接。如图1所示。

图 1 接口

接口能够比喻为: 一个通道, 两个相互独立的程序, 经过这个接口通道, 实现数据传输, 信息交流。当然这两个程序都必须遵守这个接口规定的一些标准, 只有共同遵守这个接口标准, 才能进行正常的通信。这个事先规定或预订好的标准, 即可称为这两个程序之间的”接口”。
全球地球观测系统的成功取决于标准。全球 61个国家 40个国际组织的地球观测硬件和软件象电话、 传真机和网服务器各不相同, 要将它们集成在一起形成综合系统, 其关键要靠标准。GEOSS系统将经过公开的、 免费的、 全世界通用的接口和编码标准实现互操性。GEOSS的 实施计划指出: GEOSS的成功将取决于数据和信息提供者接受和执行一套互操方案, 包括收集、 处理、 储存和传播共享数据, 元数据和产品的技术规范。 GEOSS 互通性以非专有标准为基础, 优先采用正式的国际标准。 互通性将集中于接口, 只定义系统各组成部分相互如何接口, 从而对没有共同结构接口的系统没有什么影响。
3 开放式系统法
　 综合化技术、 开放式系统结构、 新型传感器、 数据融合、 模块化、 大容量超高速计算技术是现代综合集成系统工程的显著特征。 开放式系统是采用模块设计原理其关键接口得到广泛支持和认可的标准支持的系统。
”开放系统法” 是美国打破军标标准独立封闭的旧有局面, 实现军民标准一体化, 最大限度地发挥民用标准在满足军事需求方面的作用改革的中心思下提出的。见图2。

图2 开放系统法的提出
开放式系统结构的两个主要特点一是采用使用面较军用标准广阔得多的民用标准。 二是标准化模块化, 易于扩展、 重构和系统集成, 适应技术不断的发展。
NSSN C3I系统是美国海军第一个全综合的作战系统, 它几乎综合了潜艇上的所有电子设备, 包括雷达、 声纳、 ESM、 情报、 指控、 导航、 通信以及全舰监控系统, 形成了一个以光纤局域网连接的全分布式处理系统。 NSSN C3I系统是开放式系统结构, 其电子设备必须真正实现模块化。 NSSN C3I开放式系统有三个的特点:
a) 采用商用标准硬件和软件及接口, 使系统内的多个不同来源的部件可相互接口, 支
持相互可操作;
b) 采用商用标准硬件, 软件和接口, 支持系统功能和能力的扩充;
c) 支持软件的可移植性。
开放式系统结构不但涉及计算机体系结构, 而且还涉及网络体系结构和应用体系结构, 随着时间的推移和技术的发展, 开放式系统结构的含义和特点也在发生变化。

图3攻击型核潜艇指挥控制通信和情报系统
4 开放式标准
开放的环境,不但促进了系统的模块化、 网络化、 开放化的发展, 而且还促进了标准体系的发展, 开放式标准就是在开放的系统环境下产生的。对于开放标准, 国际上并无统一的定义。一般认为, 开放标准首先应当是能够公开获得和使用的。”开放”指免专利使用费, 而”标准”指由公开参与并经过协商一致运作的委员会批准的技术。开放标准指的是经过应用编程接口、 通信协议以及数据和文件格式, 使用公开发布并为公众认可的技术规范来实现异构系统之间的互操作性。开放标准的全部价值在于它对异构系统灵活性的支持, 只有采用开放标准才能建立支持异构系统互联互通、 互操作、 信息共享、 资源整合的统一平台。
总之, 标准化在综合集成工程中起着总体的指导控制和整个系统的纽带作用, 随着综合集成技术的发展又促进了标准化的发展, 出现了军民标准一体化, 开放式标准新趋势。
参考文献
1. GEOSS ”System of Systems” Depends on Standards
Fall 23
2. Next Generation Combat System Development Approach
Navy SBIR .2 - Topic N08-183
3. Submarine designers rely on COTS to broaden undersea warfare missions
By Edward J. Walsh Military & Aerospace Electronics March,