多数据链集成技术研究范文

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《电脑与电信杂志》2014年第Z1期

1．本体描述语言的发展过程

1．1可扩展标记语言XMLXML是由W3C于1998年2月的一种标准，是由SGML和HTML二者派生出的语言。XML具有强大的表达能力。XML为信息表示和信息交换提供了很好的中介手段和标准，对于不同数据链系统的格式化消息，XML都能对其进行描述。另外，XML还支持语法互操作性，对于不同数据链的消息形成的XML文档，XML解析器都可以对其进行分析。但是，XML及其模式规范（DTD/XMLSchema）只提供固定的语法描述，并未考虑信息的语义特点，因此缺乏对语义互操作的支持。

1．2资源描述框架RDFRDF是描述结构信息的一种形式化语言。RDF的目标是让应用程序能够在Web上交互数据，并且保留它们原有的含义。XML文档本质上生成了一个基于嵌套标签的树结构，很适合描述结构化文档。与XML不一样，RDF是基于有向图的数据模式，一个RDF文档描述了一个有向图。在数据链格式化消息的集成过程中，采用图比采用树更合适。因为RDF图可以简单地合并在一起，其结果只不过是得到了一个大一些的图。而XML文档合并起来相对困难。因为两个树结构的简单合并不再是一个树，所以在合并多个输入时，仅仅为了得到一个格式良好的XML文档，就必须采取额外的措施。所以多数据链消息集成更适合采用RDF图。作为一种本体表示语言，RDF和RDFS可用来表达某些本体知识。然而，RDFS缺少许多其它的特征（如属性的范围、属性的特殊特征、类的布尔组合等）。

1．3网络本体语言OWLOWL是在DAML+OIL网络本体语言的基础上改进的。OWL弥补了RDF+RDFS的许多不足，成为公认的Web本体语言标准。OWL添加了更多的用于描述属性和类的词汇，例如类之间的不相交性、基数、等价性、属性特征、以及枚举类，通过提供更多具有形式语义的词汇，明确表示了词汇表中术语的含义以及术语间的关系，使其描述的内容在机器可理解性方面要强于XML、RDF和RDFSchema等。

2．多链消息集成方案

2．1格式化消息的基本概念格式化消息是一种面向比特的、格式事先规定好的报文，它由多组有序排列的字段组成，在每个字段内，被传递的具体信息按指定的格式转化成规定的二进制值[7]。消息有固定消息格式和可变消息格式两种。本文只考虑固定消息格式情况，并以典型的J系列消息为例，具体介绍消息的本体表示方法。J系列消息一般由1～8个消息字组成，每个消息字包括5bit奇偶校验位和70bit数据位。消息字分为3种，即初始字、延长字、继续字。J系列消息的编号方式为Jm.n。Jm.nI用于表示Jm.n消息的初始字编号。Jm.nEx用于表示Jm.n消息第x个延长字的编号，其中x是从0到6的整数。Jm.nCx用于表示Jm.n消息继续字x的编号，其中x是从0到31的整数。一条消息必须包含一个初始字，可能包含0或多个延长字，可能包含0或多个继续字，总消息字数一般不会超过8个。每个消息字包含多个元素。

2．2消息集成方案多数据链消息集成方案如图1所示。该方法可分为三步：第一步，依据消息标准中对消息格式的定义，将各类数据链消息描述成XML文档，并由该XML文档生成相应的XMLSchema。XML很适合用于描述格式化消息，文献[6]和[8]都对采用XML来描述数据链消息的方法进行介绍。得到消息的XML描述文档后，采用Schema挖掘算法生成相应的XMLSchema。第二步，将上一步得到的XMLSchema映射为OWL模型，然后使用该OWL模型指导从XML实例文档到OWL文档的转换。以XMLSchema为输入，将XMLSchema中的组件映射到一个OWL模型，从而获取XMLSchema中关于XML文档的结构、对元素的约束等方面的语义信息。使用该OWL模型指导从XML文档到OWL文档的转换，即可得到该实例消息的OWL文档。第三步，依据本体库和映射规则，将该OWL文档转换成全局OWL文档。得到全局OWL文档后，按照与应用平台的接口协议，将其转换成相应的接口报文即可。需要事先构建出所有可能参与集成的数据链的消息局部本体，然后对各数据链消息的局部本体集进行提取归纳，形成全局本体，并建立局部本体与全局本体之间的映射表。

2．3集成报文的优势在战场通信环境受限的条件下，为了保证数据链系统能实时、可靠、高效地传输作战信息，这就要求消息格式必须要有很高的效率。消息标准制定时，为保证数据的传输效率，就难免顾此失彼。这导致消息标准往往不便于指控和武器平台进行处理，与作战关联性差。按此方法，对于收到的来自任意数据链的任一消息，都可以通过该数据链消息集成方法将其转换成全局OWL本体，之后再将其转换成与作战结合紧密的接口报文，此报文不必再受通信传输的限制，因而可以完全依据作战需求来设计。因此该方法不仅可以解决多数据链系统信息交互困难的问题，还可以解决目前数据链消息与作战关联性不紧密的问题。

3．结束语

针对数据链消息格式不同导致的不同数据链系统间信息共享困难，本文提出了一种基于本体的多数据链集成方法。先将数据链消息转换成XML文档，再映射为OWL局部本体，最后通过本体分析器将该局部OWL本体匹配为全局OWL本体，从而实现多数据链消息的集成。

作者：张中亮单位：中国船舶重工集团公司第722研究所