Zautomatyzowane systemy dowodzenia (C4IS) jako przedmiot projektowania i wdrażania są z natury złożonymi systemami działania i wymagają odpowiedniej, przeznaczonej dla nich infrastruktury technicznej oraz technologicznej, spełniającej wymagania interoperacyj-ności. Elementy tego systemu powinny być zintegrowane w obszarze dowodzenia, wsparcia dowodzenia oraz wsparcia i zabezpieczenia działań (rys. 1). W systemach tych występują podsystemy ogólnowojskowe (bazowe) i specjalistyczne (dziedzinowe). Narodowe systemy łączności i informatyki powinny zapewniać bezpieczeństwo zasobów informacyjnych i in-teroperacyjność techniczną oraz informacyjno-technologiczną w zakresie przetwarzania, gromadzenia i dystrybucji informacji (dokumentów) we współdziałaniu z innymi systema-mi narodowysystema-mi i NATO. Powinny zatem bazować na technologiach ustandaryzowanych.
Standardy te to przede wszystkim standardy wymiany dokumentów (ADatP-3), standardy bazy danych (model danych ATCCIS, replikacja danych ARM) oraz standardy zobrazowa-nia geograficznego (VPF, CADRG, model terenu, np. DTED).
7 Fusion as a Service.
8 Security Assertion Markup Language 2.0 (SAML 2.0) 9 Web Map Service.
10 Friendly Force Tracking (NATO).
Rys. 1. Ogólny model integracji systemów klasy C4IS Źródło: Opracowanie własne autorów
Moduły funkcjonalne System dowodzenia System wsparcia dowodzenia System wsparcia działań System zabezpieczenia działań
C4IS
Podsystemy specjalistyczne
OPCHEM
Rozpoznanie i WRE
...
ORG-MOB Logistyka
OPLOT
System szczebla strategiczno- -operacyjnego
System szczebla taktycznego System szczebla
operacyjnego
Podsystem operacyjno-dowódczy
Zadania użytkownika Baza danych System wymiany informacji System zobrazowania mapa cyfrowa Usługi w chmurze
IaaS, PaaS, DaaS, FaaS
Infrastruktura teleinformatyczna
Jądrem zintegrowanych systemów C4IS powinny być jednolite moduły wymiany informa-cji, bazy danych i zobrazowania geograficznego (rys. 2). Każdy podsystem korzysta z mo-dułu wymiany informacji w określonej infrastrukturze teleinformatycznej własnej lub w chmu-rze obliczeniowej, z jednolitym oprogramowaniem specjalistycznym do obsługi dokumentów, komunikatów oraz mechanizmami replikacji danych (ARM) w zależności od statusu pouf-ności informacji.
Moduł danych przeznaczony jest do utrzymywania bazy danych o wojskach własnych, przeciwnika i sąsiadów, o terenie, obiektach OPT, o normach, standardach i parametrach sprzętu, a także map numerycznych (w postaci rastrowej oraz wektorowej) oraz numerycz-nego modelu terenu. Zasadniczym elementem jest baza danych o wojskach (lub zasobach reagowania kryzysowego) według ustalonego modelu danych. Koncepcja danych opiera się na obiektowym modelu danych. Logika proponowanego modelu bazuje na pojęciach szablo-nu, obiektu i relacji. W metodyce obiektowej szablon jest odpowiednikiem klasy. Służy do stworzenia modelu wzorca wszelkich rzeczywistych obiektów. Relacje określają natomiast różne powiązania między szablonami. Obiekty są rzeczywistymi wystąpieniami szablonów.
Każdy obiekt jest oznakowany metryką zawierającą podstawowe informacje o obiekcie, w tym datę utworzenia, okres ważności oraz datę i autora ostatniej modyfikacji (ważne dla bezpieczeństwa, spójności i kompletności danych).
Moduł zobrazowania powinien zapewnić pełny interfejs obsługi danych geograficznych, map numerycznych oraz obsługę sytuacji operacyjno-taktycznej wojsk. W module tym zobrazowu-je się sytuację operacyjno-taktyczną wojsk na podkładzie map numerycznych, co pozwala na spełnianie wszelkich funkcji związanych z prezentacją graficzną sytuacji operacyjno-taktycz-nej wojsk i na operowanie jej elementami. Moduł zadań ogólnych stanowi zestaw elementów uniwersalnych niezbędnych w każdym podsystemie dziedzinowym. Moduły zadań specjali-stycznych powinny być zbiorem zadań wykonywanych wyłącznie dla danego podsystemu.
Tworzony system zobrazowania w rozwiązaniach narodowych powinien umożliwiać dzia-łanie na mapie cyfrowej oraz spełnianie funkcji związanych ze „szkicowaniem” (rysowa-niem) sytuacji operacyjno-taktycznej wojsk i manipulowanie jej elementami. Wymaga to jednolitych, umownych znaków taktycznych do wykorzystania na numerycznych mapach podkładowych. Zobrazowanie umożliwia zatem zarządzanie danymi geoprzestrzennymi (umieszczonymi w przestrzeni geograficznej), które są niezbędne dowódcom do pracy.
Wykonywanie wymienionych operacji jest możliwe tylko na obrazach graficznych w forma-cie wektorowym11. Format ten pozwala na wyodrębnienie obiektów graficznych wraz z okre-ślonymi atrybutami. Moduł analiz geograficznych umożliwia realizację analiz przestrzen-nych niezbędprzestrzen-nych w procesie dowodzenia i jest jednym z warunków zapewnienia interoperacyjności w zakresie wymiany danych geograficznych i sytuacyjnych w czasie do-wodzenia i zarządzania (reagowania) kryzysowego.
Jednym z ważnych elementów integracji rozwiązań dziedzinowych i narodowych jest dążenie do utrzymywania i wymiany aktualnych danych. Newralgicznym komponentem
11 Wizualizacja danych geograficznych może odbywać się na mapach wektorowych w skalach 1:1000 000, 1:250 000 i 1:50 000, mapach rastrowych w skalach: 1:250 000, 1:50 000, 1:25 000, na numerycznym modelu terenu, a także bazach danych o terenie dołączonych do mapy wektorowej oraz zdjęciach lotniczych i satelitarnych.
Rys. 2 Struktura warstwowa podsystemów zintegrowanych Moduł zadań specjalistycznych
Moduł zadań ogólnych
Moduł zobrazowania
Moduł danych
Moduł wymiany informacji
Źródło: Opracowanie własne autorów
jest więc model replikacji danych i automatycznego udostępniania („rozchodzenia się”) zmian w zasobach informacyjnych systemu. Standardy i mechanizmy replikacji danych wzmacniają poziom interoperacyjności. Zadaniem tych mechanizmów w modelu narodo-wym jest ciągłe aktualizowanie danych oraz przesyłanie ich w relacji przełożony–pod-władny niezależnie od fizycznego miejsca ich dyslokacji. Dynamika zmian współczesne-go pola walki wymusza szybkie (w czasie rzeczywistym) przetwarzanie i przekazywanie informacji oraz bezpieczną dystrybucję dokumentów dowodzenia dla wszystkich szczebli dowodzenia. Model wymiany dokumentów powinien być dostosowany do modelu rozpro-szonego i umożliwiać dostęp do serwera baz dokumentów w architekturze klient–serwer.
Zaproponowana struktura elementów przetwarzania dokumentów związana z zastosowa-niem serwerów dokumentów na poszczególnych szczeblach dowodzenia może być struk-turą sieciową, z możliwością redefiniowania struktury hierarchicznej na podstawie praw dostępu. Zastosowanie serwerów baz dokumentów na każdym szczeblu dowodzenia po-woduje, że główny przepływ dokumentów będzie odbywał się jedynie między dwoma są-siadującymi szczeblami i nie będzie przenosił się na całą sieć telekomunikacyjną. Serwery odpowiedzialne za przesyłanie dokumentów powinny funkcjonować w taki sposób, że w razie nieudanej próby przesłania dokumentu do adresata będą podejmowały następne próby automatycznie, z określoną w harmonogramie częstotliwością (parametr konfigu-rowalny), i będą informowały nadawcę o nieudanych próbach. Wprowadzenie do syste-mów klasy C4IS (rys. 3) możliwości tworzenia, przesyłania, zobrazowania i archiwizowa-nia dokumentów elektronicznych pozwala zwiększyć efektywność pracy osób funkcyjnych
Rys. 3. Ogólna konfiguracja technologii zintegrowanego systemu C4IS Źródło: Opracowanie własne autorów
Aplikacja Aplikacja
Aplikacja
Aplikacja Aplikacja
Serwer usług bazy danych o wojskach
PUB
Serwer usług zobrazowania
PZO
Serwer usług bazy danych dokumentów
PWD
Serwer usług admini-stracji i bezpieczeństwa
PBA Serwer usług bazy
danych OPT PUB
Główna aplikacja sterująca systemu
Rys. 4. Proces tworzenia dokumentu w trybie pracy grupowej
sztabów wszystkich szczebli. Konieczne jest jednak ujednolicenie form dokumentów (ko-rzystanie z jednej bazy wzorów) i zapewnienie pracy grupowej na wspólnym dokumencie.
Podstawowymi operacjami technologicznymi tego procesu jest inicjowanie procesu two-rzenia dokumentu zgodnie z ustalonymi procedurami autoryzacji w formatach XML (rys. 4) z wykorzystaniem usług klasy CC.
Proces tworzenia dokumentu powinien być dzięki platformie XML bezpośrednio związa-ny z aktualizacją i replikacją baz dazwiąza-nych oraz wspomagać współpracę wykonawcy dokumen-tu z bazą danych o wojskach (lub zasobach systemu zarządzania kryzysowego) w celu wy-pracowania decyzji, która może być podstawą do owy-pracowania dokumentu końcowego (decyzyjnego). Przydatne mogą być programowe rozwiązania rynkowe typu open-source.
Ze względu na zapewnienie interoperacyjności ważne jest posiłkowanie się standardem AdatP-3 opisującym format, jaki powinna mieć wiadomość, w tym FORMETS (Message Text Formatting System – STANAG 5500).
Obsługę informatyczną każdego z modułów powinny realizować specjalizowane pakiety zadań instalowane na poszczególnych stanowiskach roboczych, z uwzględnieniem usług kla-sy CC. Klamrą integrującą pracę pakietów będzie moduł wymiany informacji oraz moduł danych. Rodzaj pakietów zależy od potrzeb i funkcji użytkownika pracującego na danym sta-nowisku. Założono uniwersalność każdego stanowiska roboczego pod względem informa-tycznym, to znaczy osoba funkcyjna może pracować na dowolnym stanowisku pracy, a jej parametry pracy, ustawienia, uruchamiane zadania będą automatycznie skonfigurowane.
Dlatego zintegrowany zautomatyzowany system dowodzenia (C4ISR) powinien składać się z takich zasadniczych modułów programowych, jak:
– główna aplikacja sterująca (GAS) – umożliwia komunikację między procesami w sys-temie oraz zapewnia zasadniczy interfejs systemu;
– pakiet wymiany dokumentów (PWD) – zestaw programów do obróbki dokumentów (edytor komunikatów taki jak w standardzie ADatP-3, edytor dokumentów dowodzenia, sys-tem wymiany dokumentów między stanowiskami dowodzenia, poczta elektroniczna);
– pakiet usług bazy danych (PUB) – zestaw programów do obsługi bazy danych o woj-skach (zasobach operacyjnych);
– pakiet zobrazowania operacyjnego (PZO) – zestaw programów do obsługi zobrazowa-nia sytuacji wojsk na szczeblu operacyjnym oraz operacyjno-strategicznym na mapie cyfro-wej;
– pakiet zobrazowania taktycznego (PZT) – zestaw programów do obsługi zobrazowania sytuacji wojsk na szczeblu taktycznym oraz zobrazowania danych geograficznych;
– pakiet aplikacji specjalistycznych (PAS) – może być zestawem programów wykonują-cych zadania podsystemów specjalistycznych;
– pakiet bezpieczeństwa i administracji (PBA) – może być zestawem narzędzi (komercyj-nych, systemowych i specjalistycznych) do zarządzania systemem.
Poszczególne moduły w modelu zintegrowanym powinny być wykonywane w formie niezależnych aplikacji, które będą powoływane na żądanie przez aplikację sterującą. Takie wykonanie modułów umożliwia uzyskanie systemu wieloprocesowego. Ponadto zwiększa niezawodność systemu i może zapewnić jego interopercyjność wewnętrzną i zewnętrzną.
Oprogramowanie głównej aplikacji sterującej systemu ma za zadanie przysłonić
użytkow-nikowi strukturę wieloprocesową. Aplikacja główna udostępnia operatorowi interfejs do poszczególnych zadań systemu. Interfejs aplikacji głównej powinien być w pełni konfigu-rowalny w zależności od użytkownika, charakteru stanowiska i osoby funkcyjnej (jak na rys. 3). Poszczególni użytkownicy powinni pracować na jednolitej platformie techniczno--technologicznej, z możliwością elastycznej konfiguracji fizycznych (w tym mobilnych) miejsc pracy.