统一划分数据链信息处理流程的方法

摘要

本发明提出了统一划分数据链信息处理流程的方法。利用本发明可有效为数据链信息处理的设计和划分提供依据。提高数据链消息处理的流程化和模块化，为消息测试一致性提供依据。本发明通过下述技术方案予以实现：根据本平台任务系统、消息处理单元和其它平台的任务系统的消息交互关系，设计并划分数据链消息处理流程，构建以事务为基础模块的消息处理单元和跨平台处理流程，建立所有消息处理流程事务的全集；按照信息流程构建广义有向图、生成广义结构矩阵；采用广义有向图划分的流程算法将广义有向图进行流程划分；建立以事务为单元的消息处理模式，逐行分解广义结构矩阵，对得到合理的流程划分结构进行重新组合成最后的划分组，完成数据链消息处理的流程划分。

说明书

技术领域

本发明属于通信领域中数据链及数据链信息处理流程统一划分方法。

背景技术

现役的数据链多达几十种,都采用特定的消息格式进行传输,面对多种多样的数据链消息格式,数据链系统要实现多链统一应用,消息处理的工作量非常巨大,而且多链信息之间的相互转换也很困难。数据格式转换采用编码方式实现获得数据量巨大、处理过程复杂且处理过程差异巨大。利用事务处理过程数据，其过程就会变得简单且高效。具体方法是通过对每条报文进行解析得到数据处理所需要的信息字段存人数据库，然后再进行相应的数据统计处理。数据匹配是数据链试验数据处理中的关键技术。匹配方法的正确与否对处理结果和效率产生直接影响。数据匹配过程中最重要的步骤是建立识别数据帧的唯一标识。不同数据链系统的数据帧中可用识别标识不同例如发送时隙、发送平台号、接收平台号、时源、时隙等数据段唯一识别标识一般都是由多个不同的识别数据段联合构成的。数据链消息处理受到数据链自身特点的限制，数据链消息处理交互关系复杂，特别是消息处理单元消息处理模块设计中由于涉及多方协调及处理过程复杂。作为协同通信和态势共享的重要手段，信息处理流程的规范化、统一化、流程化是提高消息处理能力和更加有效的推进模块复用的有力保障。数据链信息处理由于其涉及多平台、多任务系统、多流程信息处理。针对不同的消息处理，由于设计师知识背景及个人习惯等主管因素，消息处理流程设计存在差异，同时不同厂家的设备由于硬件差异造成了信息处理流程和处理过程千差万别，导致无法满足数据链通用要求。

自上世纪60年代开始，北约各国先后开发了LINK4A、LINK11、LINK16和LINK22等数据链系统，同时针对其消息处理，提出了多种消息处理系统，在消息处理、接收和显示中起到了重要作用，但是消息之间的互通仍然存在问题，为了解决消息互通及统一设计的目的，美国先后提出多战术数字信息链路处理器、提出通用链路综合处理器CLIP(CommonLinkIntegrationProcessor)，这种技术的发展使消息处理更加流程化和集中化，同时可以接收多种信息并完成IP配置扩展网络，有效的使不同类型的数据链消息处理可以在一个系统中进行。在我国的数据链发展中，前期由于驱动差异及起步晚等因素，使得我国数据链技术发展缓慢。为了能够统一有效的集中式处理现有消息的消息标准，需要根据我国数据链技术的发展构造一种数据链处理技术，满足不同数据链消息处理需求及避免因不同数据链消息格式给任务系统造成的解译负担。

发明内容

本发明旨在建立一种数据链消息处理流程划分方法，通过该技方法使用，可有效增加数据链数据处理的流程化、模块化能力，建立数据链消息处理流程划分的统一性。

为了实现上述目的，本发明提供一种统一划分数据链信息处理流程的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据本平台任务系统、消息处理单元和其它平台任务系统的消息交互关系，对多平台系统消息处理单元之间交互信息进行分类，设计并划分数据链消息处理流程，构建以事务为基础模块的消息处理单元和以消息处理单元为中心的跨平台处理流程，组合不同消息处理事务，规定其事务调用关系及事务的输入输出和约束，建立所有消息处理流程事务的全集、通过事务分类及相同事务归并，形成事务链式消息处理模式；按照消息内涵转变模式划分消息流程和流程转化，在单平台消息处理流程标注交互信息、根据其类型变化，对功能结构中节点进行分类划分，消息处理节点间消息交互内容、消息节点间消息交互类型、消息节点和节点间消息传递关系；

(2)根据任务系统及其数据链系统的输入输出关系，构建对消息处理单元消息的处理约束；

3)根据信息流绘制消息处理流程，定义广义有向图划分规则，按照信息流程构建广义有向图、生成广义结构矩阵；

(4)采用广义有向图划分的流程算法将广义有向图进行流程划分；

(5)根据信息内涵一致性原则，按标准的输入、输出、约束和规范的处理流程，采用广义有向图结构进行消息处理流程的统一定制、设计规范消息处理流程，建立以事务为单元的消息处理模式，逐行分解广义结构矩阵，按照信息内涵转变模式进行消息流程划分，对得到合理的流程划分结构进行重新组合，得到最后的划分组，完成数据链消息处理的流程划分。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明针对数据链消息统一处理的需求，提出一种基于事务的数据链消息处理流程划分策略。根据数据链消息处理流程，设计一种流程划分方法，从消息处理设计规范消息处理的流程，及建立以事务为单元的消息处理模式，达到规范及统一消息处理。同时为数据链一致性测试及模块化流程化设计提供依据。

能进行数据链消息流程设计的规范化设计。本发明针对数据链消息处理交互关系复杂，特别是消息处理单元消息处理模块设计中由于涉及多方协调及处理过程复杂。建立一种规范化的设计方法有助于达到统一设计的目的，方便数据链消息处理单元集成及分解。有效的提高消息处理模块化、流程化能力。

本发明采用广义有向图结构进行消息处理流程的统一定制，采用对消息处理流程按照其消息内涵转变模式进行消息流程划分，有效的为消息模块内部消息处理的统一及模块划分提供依据。

本发明提出的广义有向图有效刻画数据链消息处理单元消息处理流程，有效地描述了消息处理节点间消息交互内容、消息节点间消息交互类型、消息节点自身的特点和节点间消息传递关系，这种描述达到了对消息描述的流程化和消息处理的规则化描述。广义有向图的消息类型内涵扩展更加对消息处理类型进行定义，更加明确了消息处理中消息转化关系。

本发明采用的事务描述策略，为消息处理的结构最小单元，同时不同事务具有可在不同消息处理流程配置的作用，该作用对不同消息处理结构具有设计灵活、同时节约存储和方便一致性测试的特点，通过建立所有消息处理流程事务的全集、通过事务分类及相同事务归并。有效的完成消息处理流程化设计。

本发明采用事务消息处理流程，满足不同消息调用。通过建立消息处理流程设计，消息处理组合不同消息处理事务，规定其事务调用关系及事务的输入输出和约束，形成事务链式消息处理模式，提高消息处理模块化及流程化能力。

本发明根据整体功能设计的信息处理流程图，采用广义有向图进行信息处理流程图的重新构建，同时针对任务系统及其它数据链系统的交互与信息处理单元隔离，或认为其作为消息处理单元消息处理的外部约束。根据广义有向图结构构建信息处理流程的广义有向图及生成广义结构矩阵。采用划分准则和广义结构矩阵对数据链处理流程进行分割，分割得到的事务模式通过合并或拆分得到最后的事务划分。给出划分结果并可按照该事务进行消息流程单元设计及处理。在数据链消息处理的设计阶段，便于总体控制消息处理结构及消息框架设计，具有较强的工程实用价值。

附图说明

为了更清楚地理解本发明，现将通过本发明实施方式，同时参照附图，来描述本发明，其中：

图1是本发明数据链消息处理流程事务划分流程图。

图2是本发明消息处理单元与其它系统信息交互图。

图3是数据链消息、功能、事务关系图。

图4是功能流程转化为广义有向图过程。

图5是事务内涵示意图。

具体实施技术方案

为了说明本发明的详细流程，首先介绍消息处理单元消息处理。

参阅图1。为了对数据链消息处理流程划分给定统一的定义，定义数据链事务：事务是为完成某一功能而逻辑相关的操作组合单元。若干个事务按照一定的次序或组合形成一个功能，事务具有一定的固定结构和完成处理消息的能力。

根据本发明，数据链信息处理流程划分按下述步骤完成，

(1)对多平台系统消息处理单元之间交互信息进行分类，根据任务系统、消息处理单元和其它任务系统的消息交互关系，对数据链消息处理流程进行设计及划分，构建以事务为基础模块的消息处理单元和以消息处理单元为中心的跨平台处理流程，组合不同消息处理事务，规定其事务调用关系及事务的输入输出和约束，建立所有消息处理流程事务的全集、通过事务分类及相同事务归并，形成事务链式消息处理模式；按照消息内涵转变模式进行消息流程划分，并进行流程转化，在单平台消息处理流程进行交互信息标注、根据其类型变化，对功能结构中节点进行分类划分，消息处理节点间消息交互内容、消息节点间消息交互类型、消息节点和节点间消息传递关系；

(2)任务系统及其数据链系统的输入输出关系，构建对消息处理单元消息的处理约束，3)根据信息流绘制消息处理流程，按照信息流程构建广义有向图、生成广义矩阵；

(4)采用广义有向图划分的流程算法将广义有向图进行流程划分；

(5)根据信息内涵一致性原则，按标准的输入、输出、约束和规范的处理流程，采用广义有向图结构进行消息处理流程的统一定制、设计规范消息处理流程，建立以事务为单元的消息处理模式，按照信息内涵转变模式进行消息流程划分，对得到合理的流程划分结构进行重新组合，得到最后的划分组，完成数据链消息处理的流程划分。

数据链消息处理流程划分过程描述。具体如下：

1)构建以消息处理单元为中心的跨平台处理流程，通常情况下，流程的设计往往从平台消息交互的角度进行入手，通过对消息处理单元与其它平台及系统的交互过程，有效构建消息处理流程图。

2)流程转化是针对消息处理流程图进行跨平台消息处理过程转化为消息处理单元内部消息处理的过程。

3)交互信息标注是在单平台消息处理中，为了有效构造广义有向图进行消息流向的分类，如果输入消息的类型和输出消息的类型不一致，则需要进行标注。

4)构建广义有向图。广义有向图：在数据结构有向图的基础上，通过加入边传递的信息类型(T)和边与节点传递信息的约束(F)，表示如下：，在广义有向图中V节点分为普通节点和转换节点，普通节点指入边和出边传递的信息类型一致的节点，转换节点指入边和出边传递的信息类型不一致。通过对不同节点间信息交互的内容及类型的确认，重新绘制其消息处理流程图。

5)生成广义结构矩阵。广义结构矩阵的生成是划分的前提，通过广义有向图结构，定义广义结构矩阵。广义结构矩阵中,矩阵元素表示节点间的联系关系,如果两个节点之间存在信息交互，则定义其元素为1，否则为0，即：

$f_{ij}=\left(\begin{array}{cc}1& i\ne j,v_i\to v_j\\ 0& other\end{array}\right)$

式中:f_ij表示节点i与节点j的关联关系，v_i，v_j表示节点i与节点j。

6)结构分解。结构分解是在广义有向图与广义结构矩阵的基础上进行分解，分解过程中，首先针对广义结构矩阵节点进行分类，如果节点有联系则将流程图中的节点划为一组，同时将有联系的节点放入到同一组中。逐行进行直到矩阵分解完。第二步采用广义有向图中的信息类型转化的特点并根据以下规则进行组分解。

定义广义有向图划分规则:

规则1：给定广义有向图G＝(V,E,T,F)和v₁E₁v₂E₂v₃…E_kv_k+1,且s∈T，则{v₁,v₂,…,v_k}构成事务。

规则2：给定广义有向图G＝(V,E,T,F)，其广义邻接矩阵为A，设结点vi的出度d≥2，根据矩阵A可得到以结点vi为始结点的边矢量aij开头的广义链应用规则1(但在构成功能模块时不考虑vi)，

规则3：给定广义有向图G＝(V,E,T,F)和广义链且s∈T,则{v₁,v₂,…,v_k}构成事务。

规则4：划分结果归并法，给定划分子集,针对其内涵类似及符合链式法则的事务则进行合并处理。

7)根据6)中产生的节点组，将节点组合成事务。

8)根据事务的结构特点，完成事务结构及输入输出描述。

消息处理单元多系统交互信息进行分类，根据任务系统、消息处理单元、其它任务系统的消息交互关系，对数据链消息处理流程进行设计及划分，针对消息处理单元消息处理流程要求按照其功能实现方法，设计其消息处理流程。

通过对消息处理单元的消息处理流程设计，有效的区分任务系统、其它数据链系统的输入输出关系，并将这些信息作为该消息处理单元的消息处理约束。通过对消息处理单元的流程处理结构引入“开始”“结束”虚拟节点，对流程的描述进行统一的输入和输出节点设置。

采用广义有向图对消息处理过程进行建模，建模方法通过分析其不同节点间信息交互，通过交互信息的不同进行不同节点分组，完成消息处理的组分段。

对于采用广义有向图表述的流程图通过广义矩阵进行描述，依据制定的规则进行消息流程的事务划分。

数据链消息处理提出事务概念，通过事务规范化处理消息，并对事务划分流程进行统一设计。

参阅图2说明消息处理单元与任务系统及外部消息单元的关系及交互关系。消息处理单元是任务系统与外部消息交互的信息处理纽带。任务系统的需求通过消息处理单元接收到其它数据链单元发送的请求消息、任务数据、位置信息、属性信息、系统状态信息等，通过网络层处理后，将消息发送到消息处理单元，消息处理单元根据消息处理流程图1设计的消息处理流程完成其消息规则化处理，依次处理完成并向任务系统报告标准的消息；任务系统采集信息通过任务系统传输给消息处理单元，消息处理单元采用消息处理流程通过调用不同的事务完成消息处理单元的消息处理。

参阅图3。说明输入的功能结构与事务及消息的关系。事务的划分来源于具体功能结构划分。多种事务进行不同的流程组合可以完成不同的功能。不同的功能结构可以拥有不同的事务。依据不同的功能，在功能不同时，则生成不同的消息。具体如功能1的实现需要事务多个事务组才能完成，而事务组有多个事务构成，如事务组1有事务1.1、事务1.2、事务1.3、事务1.4组成。不同事务组合可产生不同消息。

参见图4。为了更好的了解本发明。下面详细阐述功能流程转化为广义有向图的过程。

1)根据功能结构中节点间信息交互的内容，分析节点信息交互的类型变化以及节点输入输出的变化。根据其类型变化，对功能结构中节点进行分类划分，如果交互消息一致，则不做改变，否则根据消息类型改变流程结构。

2)划分完成后，为了表示的完整性，对所有节点统一编号。

3)按照广义有向图结构以开始为根节点，按照图结构依次画出各个节点，并在图中对图中节点间信息流进行类型标识。完成广义有向图的绘制。

参见图5。为了更好的了解本发明，下面阐述事务内涵。事务的构成是由事务的标准输入，事务标准输出、外部约束及事务结构组成。事务的标准输入包括标准消息、操作员动作、任务系统任务消息、任务系统控制命令、任务系统状态信息等。事务标准输出是事务处理的结果，包括标准消息、系统响应、状态反馈等。事务内部结构是多个功能模块的组合，通过流程划分后固定模块的有序连接构成固定格式称为事务，完成固定的功能。事务外部约束为外部信息的干预及输出，包括任务系统的人机交互信息、警告信息等。