军事信息系统情境计算需求一致性验证研究

情境计算是目前军事信息系统发展的重要部分，情境计算的需求涉及领域广泛、架构复杂。针对军 事信息系统中情境计算需求论证需求不一致问题，采用本体推理方法发现并消除需求中的冲突和矛盾，构建了情 境计算需求本体模型；提出了情境计算需求一致性验证内容框架，针对不一致的情况提出推理验证方法；最后以 一个典型的军事信息系统情境计算系统为例，进行需求的本体构建和本体推理，实现了需求的一致性验证。通过 本体推理的方法进行需求一致性验证结果直观、修改方便，对于军事信息系统中情境计算的需求分析具有重要 作用。２０１６年，中国科学院文献情报中心“十三五”发展规划 提出了“精准信息服务”的研究方向，精准识别用户需求，促 进信息服务向精准化发展［１］。此外，随着信息技术的发展 以及新型作战样式的出现，世界一些军事强国已经认识到 军事信息系统在集成环境、互操作性［２］以及精准信息服务 方面的发展可以有效提升战斗力。军事信息系统开发需求 论证不充分、结构化开发技术支持薄弱、软件业务流程对接 困难，对信息服务效能和用户影响难以评估等问题突出，已 成为制约军事信息系统提供精准信息服务的主要问题。因 此，情境计算应用到军事信息系统领域时，在需求论证、结构化开发、业务流程对接等方面存在一定程度的困难。一 方面情境计算可以有效提高军事信息系统情境与用户行为 适配程度，对于提高信息服务的精准化服务水平具有重要 作用；另一方面情境计算涉及到物联网、云计算、大数据等 多种技术，而且不同的军事系统对于情境计算的需求有很 大差别，因此军事信息系统情境计算需求论证尤为关键，特 别是情境因素是否存在缺失、数据处理是否存在冲突、相关 功能是否存在冗余等一致性问题，依靠传统的需求验证方 法较难发现。 情境是用来描述实体对象的任何信息［３］。情境计算包 括认知计算、情境感知、用户偏好提取和自适应推荐等。近 几年相关学者针对情境计算系统的实际运用、需求论证和 构建模型等方面进行了广泛的研究。文献［４ ６］对情境计 算在医学领域、图书管理领域、军事装备领域的应用进行了 研究，文献［７ １０］对情境计算可以实现的功能进行了广泛 的研究，如自动获取客户需求、预测社交网络、提高系统服 务性能和进行价值评估等。这些研究一定程度上推动了精 准信息服务的发展，但仍未解决军事信息系统的情境计算 需求论证中存在的问题。 军事信息系统的情境计算需求论证问题主要有３个方 面：一是在系统开发时，系统之间的交互更为繁多；二是数 据的来源和处理方式较为复杂；三是对于功能之间的配合 要求更高。这些问题通过对需求的一致性验证可以有效解 决。近几年，相关学者的研究不断丰富需求一致性验证的 内容，文献［１１ １３］分别对可靠性需求、交互环境需求和安 全性需求的一致性进行了研究。文献［１４］提出了一种基于 模型检验的形式化方法来验证业务流程和需求之间的一致 性。文献［１５］提出了基于自然语言处理和指示挖掘技术的 需求一致性和完整性验证的方法，推动信息服务系统的开 发和迭代演进。以上学者的研究可以发现，一方面非功能 需求的一致性验证是需求一致性验证研究中不可忽视的因 素；另一方面需求一致性验证对于推动信息服务的发展和 系统的开发具有重要作用。 本体起源于哲学领域，用来描述事物的本质［１６］，目前 在知识工程领域、人工智能、语言学［１７］和工程仿真领域［１８］ 等方面发展迅速，并且支持自动推理、数据共享和集成 等［１９］。随着学者们研究的深入，本体的应用越来越广泛， 文献［１９］提出了基于规则的对象关系数据库本体构建方 法，提高了本体构建的效率。文献［２０ ２９］对本体的描述 方法及模型构建方法进行了研究，文献［３０ ３２］对本体的 推理和应用进行了研究。由于本体具有概念化、明确性、形 式化和共享性的特性，具体表现为本体可以抽象出需求中 的要素进行建模，可以清晰地表述需求要素之间的关系，可 以形式化为计算机能够识别的模型，可以反映大多数人所 认可的知识，因此本体的方法对于需求论证中进行一致性 验证具有很强的优势。 本研究按照构建情境计算的需求框架 设计建设情境 计算的需求本体模型 提炼情境计算的需求一致性验证方 法和展示情境计算需求验证过程４个步骤进行阐述。