CC BY
24
Mr Ivan Vulić,
potpukovnik, dipl. inž.
VP 9445-1,
Kruševac
Rezime:
MOBILNI GEOGRAFSKI INFORMACIONI SISTEMI U SISTEMIMA C4I2
UDC: 004.65 : 912
Geografski informacioni sistemi (GIS) mogu se definisati kao sistemi za prostornu vizualizaci-ju, upravljanje podacima, defnisanje pravila odlučivanja i prostornu podršku u odlučivanju. Mobil-ni GIS pružaju mogućnosti GIS na terenu, gde je potreba za njim najveća Takva vrsta GIS vrlo je važna za sisteme C4I2 i donosioce odluka u vojnim jedinicama U radu je opisana pozicija i važnost mobilnih GIS u sistemima C4I2. Takođe, razmatrana je različita arhitektura mobilnih GIS.
Ključne reči: sistemi C4I2, geografski informacioni sistemi (GIS), mobilni GIS, informatički rat, informatička operacija, podrška u donošenju odluka, jedinstvena operativna slika, sistem TETRA.
MOBILE GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEMS IN C412 SYSTEMS
Summary:
Geographical information systems (GIS) can be defined like a system for spatial visualization, data management, decision modeling and spatial decision support. Mobile Geographical Information Systems provide GIS functionality in the field. This type of GIS is very important for C4I2 systems and for decision makers people in military forces. In this paper will be discribed position and importance mobile GIS in C4I2 systems. Also, the discussion will be extended with the architecture of mobile GIS.
Key words: C4I2 systems, geographical information systems (GIS), mobile GIS, information warfare, information operations, decision support, common operational picture, TETRA system.
Uvod
„Istorija čovečanstva je istorija rato-vanja“, a „lekcije naučene iz vojne istori-je pokazuju da, ako se zanemari veličina neprijateljskih snaga, ključ za dobijanje rata je biti korak ispred neprijatelja u smislu vremena, ispravnosti komandova-nja, kontrole, komunikacije, elektronskih i informacionih sistema. Ako odbrambe-ni sistem, vojna oprema i naoružanje mo-gu da upozore na vreme i mesto napada sa velikom tačnošću i dovoljno informa-cija, mnogo je lakše zauzeti povoljniji položaj pre neprijatelja i uništiti ga“ [1].
Brz tehnološko-tehnički napredak u svim oblastima društva uslovio je razvoj novog, savremenog, ubojitijeg i precizni-jeg naoružanja i vojne opreme. Veća br-zina izvođenja borbenih dejstava uticala je na povećanje brzine manevra jedinica na bojnom polju. Donosioci odluka, ko-mandiri i komandanti imaju sve manje vremena za donošenje odluka o aktivno-stima svojih jedinica na osnovu sve veće količine informacija čije se prostorne komponente menjaju u vremenu. Prime-na računarske i telekomunikacione tehni-ke i tehnologije u procesu prikupljanja, obrade i prenosa informacija i komandi
354
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
postala je nužnost. Prateći trendove u razvoju naoružanja i vojne opreme i ra-čunarska tehnika i sredstva telekomuni-kacije razvijale su se u smeru zadovolja-vanja vojnih informacionih potreba. Po-većani kapaciteti prenosa podataka u je-dinici vremena, upotreba bežičnih i sate-litskih komunikacija informaciju pretva-raju u još jače i moćnije oružje. Bojno polje postaje rezultat materijalizacije in-formatičke bitke. U prednosti je ona stra-na koja:
- donosi odluke o svojim aktivnosti-ma na osnovu informacija i podataka koji sadrže i prostorno-vremensku kompo-nentu, a dobijaju se sa terena u realnom vremenu;
- koristi bliža i dalja vojna istorijska iskustva i saznanja o upotrebi snaga, sredstava i taktike iz sličnih situacija pri donošenju odluka;
- prenosi komande jedinicama na terenu u realnom vremenu u razumljivom i jasnom obliku bez potrebe za dodatnim razj ašnjavanjem značenja;
- koristi sistem za višekriterijumsku prostornu podršku u donošenju odluka;
- preduzima sve neophodne mere i aktivnosti na zaštiti telekomunikacionih prenosnih puteva i samih informacija od neprijatelja.
Podršku u sprovođenju navedenih mera radi postizanja prednosti na bojnom polju, vojnim donosiocima odluka pruža-ju komandno-informacioni sistemi. Pose-ban oblik komandno-informacionih siste-ma koji objedinjuje sve prednosti upotre-be savremenih komunikacija, računara, informacija i obaveštajnih podataka u procesu komandovanja su sistemi C4I2 (C4 = Command + Control + Communica-tion+Computers, I2 = Intelligence + Infor-
mation). Brigu o prostornim podacima i prostornim relacijama vode GIS. Integraci-jom ekspertnih sistema u GIS, sistemi C4I2 dobijaju sistem za prostornu podršku u odlučivanju. Prilagođavanjem GIS za upotrebu na mobilnim uređajima na terenu (mobilni GIS), sistemi C4I2 dobijaju neop-hodnu i preko potrebnu mobilnost i raspo-loživi su komandirima na terenu.
Sistemi C4I2
Sposobnost i uspešnost vojnih ko-mandanata i komandira u komandovanju svojim snagama na bojnom polju ogleda se u njihovoj mogućnosti donošenja i sprovođenja u delo najbolje moguće odluke u što kraćem vremenu. Odluke koje donose zavise od vrste, količine i načina prikaza informacija koje su im na raspo-laganju o bojnom polju. Borbenim aktiv-nostima prethode aktivnosti na prikuplja-nju, obradi i analizi relevantnih informacija i podataka, njihovom pretvaranju u adekvatne odluke i komande i distribuci-ji, koje se mogu definisati kao informaci-oni rat (IR).
Sistemi C4I2 su funkcionalni, na-menski definisani i projektovani skupovi računarske opreme, namenskog softvera, telekomunikacionog okruženja, aktivnosti i procesa koji se nad njima odvijaju radi pružanja podrške vojnim komandiri-ma i komandantima u vođenju informaci-onog rata i uspešnog komandovanja jedinicama na bojnom polju. Projektovani su da zadovolje tri ključne potrebe:
- snabdevanje informacijama i oba-veštajnim podacima komandnih struktura,
- pružanje podrške u donošenju odluka komandnim strukturama, i
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
355
- obezbeđivanje mogućnosti prosle-đivanja odluka i komandi potčinjenim sa-stavima.
U praksi, sistemi C4I2 su interdisciplinary strukture, jer kao sastavne delove sadrže sistem za upravljanje in-formacijama, DBMS (Data Base Management System), GIS, komunikacio-nu mrežu, WEB tehnologiju i ekspert-ne sisteme. Svi pojedinačni delovi de-finisane infrastrukture čine mehanizam za podršku u donošenju odluka u slo-ženim uslovima u kratkom periodu. Vrlo važna osobina sistema C4I2 je vi-sok stepen raspoloživosti, što se u di-stribuiranom okruženju postiže redun-dancom podataka i uređaja i backup-
-serverima. Savremeni sistemi C4I2 sadrže fleksibilno jezgro, nezavisno od vrste hardversko-softverske-komuni-kacione platforme, mrežno-centrično orijentisano, koje omogućava brzu i jednostavnu integraciju proizvoljnih IT (Information Technology) kompo-nenti. Oni omogućavaju komandnim strukturama informatičku superiornost u odnosu na protivnika u osnovnom elementu vojnih aktivnosti na bojnom polju u takozvanom IDA (Information-Decision-Action) ciklusu ili OODA (Observe-Orient-Decide-Act) petlji. Infor-matička superiornost postiže se u infor-matičkom ratu kroz informatičke ope-racije (IO).
INFORMATIČKA OPERACIJA
Bilo kakva akcija, ili kombinacija akcija nad informacijama Informatička operacija može da uključi neke ili sve aktivnosti vezane za očitavanje, pristupanje, presretanje, prikupljanje, zapisivanje, korišćenje, generisanje, strukturisanje, organizovanje, transfer/komuniciranje, razmenu, preusmeravanje, multipleksiranje, osiguranje, obradu, upravljanje ili kontrolu informacija, kao deo planskih aktivnosti.
FUNKCIONALNA PODRUČJA INFORMACIONIH SISTEMA
Mogućnost prenosa ili transfera AS informacija sa У jedne na drugu lokaciju £ E 3 E о * <B * и 3 (В E о с Mogućnost zamene direktne komunikacije, multipleksiranja i demultipleksiranja informacija <B О <B £ C <B c 0) E N <B £ Mogućnost za: 1. unos, čuvanje, prikaz, dupliranje, transformisanje , štampanje, publikovanje, obezbeđenje ili bilo !?koji drugi način W manipulisanja £ postojećim informacijama bez О menjanja sadržaja ili značenja; ■“ 2. uništavanje informacija; ili ф 3. preduzimanje bilo kakve ili mnoštva jS računskih, logičkih, algoritamskih, zasnovanih na pravilima, ili drugih mašinskih ili ljudskih intelektualnih akcija koje kreiraju novo ili proširuju sadržaj i značenje postojećim informacijama. Mogućnost 1. zaštite tajnosti integriteta, 2. kontrole ^pristupa, !3ђ. autorizacije i provere sadržaja , ^prikaza i izvora £informacija, i 04. obezbeđenja ^sigumog okruženja. ф* <Л О с ■о 0) п N 0) ш Sposobnost za Я planiranje, ■у organizovanje, (В dizajn, £ opimizaciju, projektovanje, £ implementaciju C upotrebu, ф nadgledanje, — održavanje, C sinhronizaciju, ^ administraciju i О raspodelu ■Stf informacija, informatičkih .Si, operacija ili C informacionih ,5, sistema. > <b Q. Э Sposobnost za Ф smeštanje, snabdevanje ^ energijom, — transportom i zaštitom i £ obezbeđivanjem adekvatnih й) operativnih uslova i/ili uslova " za život i rad ljudi u svakodnevnim 0li uslovima prirodnih nepogoda i neposredne ratne opasnosti. (Л E 0) Ћ СЛ Mogućnost 1. detektovanja bilo koje vrste informacija, i 2. generisanje (B izlaza analognih originalnim manifestacijama C u obliku pogodnom za upotrebu u C informacionim sistemima. й) 'S' <B > о 0) 4—1 0) Q
INFORMACIONI SISTEMI
Celokupna infrastruktura, organizacija, personal, komponente ili metode kreirane da upravljaju ili izvrše definisane informatičke
operacije.
Sl. 1 - Veza između informacionih sistema i informatičkih operacija [2]
356
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
Informatičke operacije
„Informatičke operacije integrišu sve aspekte informacija za podršku i po-većanje borbenih mogućnosti, radi posti-zanja dominacije na bojnom polju u pra-vo vreme, na pravom mestu sa odgovara-jućim naoružanjem i resursima“ [2].
Adekvatno snabdevanje informaci-jama u realnom vremenu, ili vremenu blizu realnog, omogućava komandnim strukturama bolju procenu situacije, određivanje adekvatne vrste aktivnosti (pregrupisavanje snaga, oslobađanje re-sursa, izbor ciljeva,...) i pravovremeno izdavanje i izvršavanje komandi.
Na slici 1 prikazana je veza između informacionih sistema i informatičkih operacija.
Geografski informacioni sistemi (GIS)
Neizbežna komponenta sistema C4I2 su GIS. Neke od definicija koje se mogu naći u literaturi opisuju GIS kao [4]: „informacioni sistem projektovan ta-ko da radi sa podacima koji su referenci-rani sa prostornim ili geografskim koor-dinatama“; „sistem za manipulaciju sa prostornim-geografskim podacima“ ili „sistem za obradu i analizu geografski definisanih prostornih podataka“
Geografski-informacioni sistem po-vezuje prostorne i druge oblike informacija u jedinstven sistem. On nudi postoja-no radno okruženje za analizu geograf-skih podataka. Pretvaranjem mapa, kara-ta i drugih oblika prostornih informacija u digitalni oblik, GIS omogućava mani-pulisanje i prikazivanje geografskog zna-nja na novi i mnogo objektivniji način.
Ovaj sistem je u prednosti u odnosu na ostale informatičke sisteme ne samo po postojanju prostornih podataka, već i po tome što upravlja velikim brojem svoj-stava objekata, što zahteva složene kon-cepte za opis geometrijskih osobina i to-poloških veza među objektima. Ponekad se izjednačuje sa digitalnim mapama, jer one čine osnovu ili podlogu na kojoj GIS upravlja prostornim objektima.
Mobilni GIS
Mobilni geografski informacioni si-stemi (MGIS) predstavljaju funkcionalni skup koji se sastoji od servera, mobilnih klijenata, bežične telekomunikacione mreže i sistema za globalno pozicionira-nje (GPS), slika 2 [5].
Mobilni klijent predstavlja mobilni uređaj sa mogućnostima:
- prijema GPS signala,
SATELITI (GPS)
MOBILNI KLIJENT (PDA sa GPS
i komunikacionim modulom)
Sl. 2 - Arhitektura mobilnih GIS [5]
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
357
- komuniciranja preko bežične ko-munikacione mreže sa serverom, i
- izvršavanja GIS aplikacija.
Hand-held računari ili PDA uređaji
sa GPS prijemnikom i sistemom za be-žičnu komunikaciju su najbolji predstav-nici mobilnih klijenata. Serveri u MGIS sistemima predstavljaju pojedinačne desktop-računare, ili operativne centre sa većim brojem lokalno umreženih desk-top-računara na kojima se izvršava ser-verska GIS aplikacija. Opremljeni su hardverskim podsistemima za bežičnu komunikaciju sa mobilnim klijentima.
Bežična telekomunikaciona mreža omogućava prenos podataka između ser-vera i mobilnih klijenata i između samih mobilnih klijenata. Koja će vrsta mreže biti upotrebljena zavisi od potreba za ko-ličinom prenetih podataka u jedinici vre-mena, a najviše od trenutno raspoloživih javnih ili vojnih komunikacionih mreža. Najzastupljeniji sistemi za bežični prenos podataka kod nas i u okruženju su GSM (Global System for Mobile Communications) i GPRS (General Packet Radio Service). Poslednjih godina u našoj ze-mlji se instalira sistem TETRA koji pred-stavlja novu dimenziju u prenosu svih vr-sta podataka bežičnim putem na našim prostorima i postaje idealno rešenje za MGIS.
Prostorna podrška u donošenju
odluka
Interno povezivanje ekspertskih siste-ma (ES) sa komponentama GIS (slika 3) pretvara mobilni GIS u višekriterijumski prostorni sistem za podršku u odlučiva-nju (VPSPO) koji [6, 7]:
- sadrži mehanizam za unos pro-stornih podataka,
- omogućava prikaz prostornih rela-cija i struktura,
- uključuje tehnike za analizu pro-stornih i geografskih podataka, i
- omogućava prikaz izlaznih poda-taka kroz različite oblike grafičkih formi koje uključuju i mape.
Na taj način, pored komponenti nasle-đenih od GIS, MGIS sadrži još dve nove:
- sistem za upravljanje modelima (mogućnosti analitičkog modeliranja i analitičke procedure), i
- generator dijaloga (korisnički in-terfejs sa generatorom grafičkih ulazno-izlaznih formi i generatorom izveštaja).
Zahvaljujući postojanju navedenih komponenti MGIS u sistemima C4I2 po-seduje specifične mogućnosti za automa-tizaciju, upravljanje i analizu jednokori-sničkih i timskih zahteva za prostornu podršku u odlučivanju sa velikim brojem praktičnih mogućnosti i višestrukih mo-dela odlučivanja.
358
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
Osnovni razlog i svrha uključivanja ekspertskih sistema u strukturu mobilnih GIS aplikacija jeste da se u realnom vre-menu odgovori na sledeća pitanja: ŠTA, KADA, GDE, KAKO [7]. Navedena pitanja odnose se, kako na upravljanje i di-stribuciju, tako i na značenje informacija i podataka. Sa strane upravljanja i distri-bucije informacija i podataka MGIS u okviru sistema C4I2 na postavljena pitanja daje sledeće odgovore: ŠTA - šta je od informacija i podataka potrebno dono-siocima odluka i izvršiocima odluka; KADA - kada se informacije koriste i kada ih je potrebno isporučiti; GDE -gde su informacije potrebne, a gde se tre-nutno nalaze; KAKO - kako doći do po-trebnih informacija i kako ih isporučiti mobilnom klijentu.
Iz ugla značenja informacija i podataka VPSPO u okviru MGIS takođe pru-ža podršku u tumačenju: ŠTA - šta informacija znači mobilnom klijentu, a šta serveru; KADA - kada se nešto desilo ili kada će se desiti; GDE - gde se nešto de-
silo, gde će se desiti i gde bi trebalo da se desi; KAKO - kako je nešto urađeno i kako nešto uraditi (podrška u donošenju odluka).
Arhitekture mobilnih GIS aplikacija
Zastupljenost mobilnog GIS u C4I2 sistemima zavisi od:
- potreba za prostornim informaci-jama u realnom vremenu,
- raspoloživosti hardvera, i
- raspoloživosti komunikacione in-frastrukture.
Sva tri navedena razloga utiču na ar-hitekturu mobilnih GIS aplikacija u siste-mima C4I2.
Na slici 4 prikazana je nezavisna (Stand-alone), najjednostavnija arhitektu-ra mobilnog GIS [8]. U ovoj arhitekturi prostorni podaci i aplikacija koja njima pristupa nalaze se na mobilnom uređaju. Ne postoji komunikacija između mobilnog uređaja i komandno-kontrolnog centra sistema C4I2 (serverske strane). Mo-
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
359
bilni uređaj opremljen je jedino GPS mo-dulom za prijem GPS signala, čime je omogućena upotreba na terenu i određiva-nje sopstvene pozicije u prostoru. Zbog umanjenih hardverskih mogućnosti mo-bilnog uređaja količina prostornih podata-ka i funkcije softvera su ograničene. Set prostornih podataka neophodnih za upo-trebu mobilnog uređaja na terenu instalira se u komandno-kontrolnom centru.
Ograničenja nezavisne arhitekture mo-gu biti prevaziđena primenom klijent-server (client-server) arhitekture, prikazane na slici 5. U ovoj arhitekturi prostorni podaci se u potpunosti nalaze na posebnom GIS serveru koji je sastavni deo komandno-kontrolnog centra. Mobilni uređaj opremljen je dodat-nom hardverskom komponentom - komu-nikacionim modulom, pomoću kojeg bežič-nom mrežom ostvaruje razmenu podataka sa serverskom stranom, komandno-kontrol-nim centrom. Na GIS serveru izvršava se serverska GIS aplikacija, a na mobilnom
uređaju - klijentska verzija. Korisnik mobilnog uređaja, komandir jedinice na terenu, ima mogućnost pristupa svim podacima u realnom vremenu. Na ekranu mobilnog ure-đaja moguć je prikaz georeferenciranih ka-rata područja na kojem se korisnik nalazi, izvršavanje prostornih upita i grafički prikaz alternativa rešenja postavljenog zadatka od strane pretpostavljene komande, kao podrš-ka u donošenju odluka. U istom trenutku, veći broj klijentskih aplikacija sa različitih mobilnih uređaja može konkurentno pristu-pati GIS serveru i postavljati različite upite. Klijent-server arhitektura nema ograničenja vezanih za smeštajni prostor podataka na mobilnom uređaju, ali zavisi od postojanja i propusne moći komunikacione mreže. U slučaju prekida komunikacije sa komandno-kontrolnim centrom, mobilni uređaj postaje neupotrebljiv.
Na slici 6 prikazana je distribuirana klijent-server (Distributed Client-Server) arhitektura mobilnih GIS u C4I2 [8]. Pri-
Sl. 6 - Distribuirana klijent-server arhitektura
360
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
kazana arhitektura ublažava problem pre-kida komunikacije sa serverskom stra-nom. Rešenje problema prekida komuni-kacija zahteva postojanje dva ključna koncepta distribuiranih sistema: otporno-sti i upravljanja resursima. Otpornost podrazumeva sposobnost mobilnog ure-đaja da u slučaju prekida veze sa serve-rom uporno pokušava da uspostavi vezu, ali da ne dođe do „pada“ klijentske apli-kacije koja se na njemu izvršava. Upra-vljanje resursima omogućava klijentskoj aplikaciji da u vremenskom periodu ne-postojanja komunikacije koristi set poda-taka (podskup podataka sa servera) koji se lokalno nalazi na mobilnom uređaju. Po uspostavljanju veze automatski se vrši sinhronizacija podataka sa serverom. Softverska komponenta instalirana na
mobilnom uređaju koja omogućava ova-kav način rada, naziva se distribuirano radno okruženje (Distributed Framework). Nedostatak distribuirane klijent--server arhitekture jeste nemogućnost ko-rišćenja proširenih mogućnosti serverske aplikacije i podataka na serverskoj strani u slučaju prekida veze.
Proširenje mogućnosti distribuirane klijent-server arhitekture predstavlja ser-visna (Services) arhitektura prikazana na slici 7 [8]. Ona vidi GIS server kao web servis i omogućava drugim web servisi-ma da budu ravnopravni delovi klijent-server aplikacije. Mobilni klijenti, pomo-ću mobilnih uređaja, mogu koristiti sve servise preko bežične mreže, koristeći web protokole. Na taj način proširuju ba-zu podataka i informacija neophodnih u
PDA sa GPS prijemnikom i komunikacionim modulom (mobilni uređaj)
Bežična mreža
PDA sa GPS prijemnikom i komunikacionim modulom (mobilni uređaj)
Sl. 7 - Servisna arhitektura
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
361
procesu donošenja odluka. Nedostatak i ove arhitekture ogleda se u neophodnosti postojanja komunikacione mreže za us-postavljanje veze sa serverom ili Internet okruženjem.
Slika 8 prikazuje direktnu (Peer-to-Peer) arhitekturu mobilnog GIS [8]. U prikazanom scenariju upotrebe mobilnih uređaja ne postoji potreba za komunika-cijom sa komandno-kontrolnim centrom i komunikacionom mrežom. Komunika-cija se odvija direktno samo između mobilnih uređaja. Slično nezavisnoj arhitek-turi, i ovde se deo podataka neophodnih za izvršenje lokalnih prostornih upita i analiza nalazi distribuirano na samom mobilnom uređaju. Distribuirano radno okruženje koje se nalazi na mobilnim uređajima, u ovom slučaju, omogućava
korišćenje seta podataka sa drugih do-stupnih mobilnih uređaja. Ovakav pristup zahteva postojanje još jednog koncepta u distribuiranim sistemima poznatog kao identifikacija. Ona podrazumeva jedin-stveno obeležavanje svakog mobilnog uređaja i postojanje logike za njihovo po-jedinačno raspoznavanje. Pored identifi-kacije, u direktnoj arhitekturi potrebno je obezbediti i redundantnost seta podataka u okviru mobilnih uređaja koji imaju lo-kalnu međusobnu komunikaciju. To zna-či da se deo podataka koji se nalazi na uređaju B, a koristi za potrebe uređaja A, nalazi i na uređaju A. Ista logika prime-njena je i u slučaju postojanja mobilnog uređaja C. U slučaju prekida komunika-cije između uređaja A i B, distribuirano radno okruženje znaće da potrebne po-
'Rtostorni Distribuirano
pođacj radno
j" •ч okruženje \ t
GIS <4—►Korisnička
softver aplikacija
PDAsaGBe arijemnikom i komuftš^acionim modulom (mobilni uređaj)
PDA sa GPS prijemnikom i komunikacionim modulom (mobilni uređaj)
PDA sa GPS prijemnikom i komunikacionim modulom (mobilni uređaj)
Sl. 8 - Direktna (Peer-to-Peer) arhitektura
GPS
362
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
datke može dobiti i sa uređaja C sa kojim ima komunikaciju. Ova mogućnost vrlo je važna u borbenim dejstvima, gde zbog pokreta jedinica i nepovoljne konfigura-cije terena može doći do prekida u komu-nikaciji između pojedinih mobilnih ure-đaja.
Opisane arhitekture ugrađene su u arhitekturu prikazanu na slici 9 koja je nazvana arhitektura inteligentnih servisa. Na slici se vidi da mobilni uređaji mogu ostvariti vezu sa komandno-kontrolnim centrom i Internet okruženjem preko ko-munikacione mreže, dok u isto vreme mogu direktno komunicirati međusobno. Na svakom mobilnom uređaju nalazi se set podataka koji odgovara prostornoj lo-kaciji mobilnog uređaja. Sve dok postoji komunikacija sa komandno-kontrolnim centrom, inteligentno distribuirano okru-
ženje vrši ažuriranje podataka na mobilnom uređaju sa GIS servera. Inteligentna distribuirana serverska aplikacija ima po-datke, u realnom vremenu, o geografskoj poziciji svakog mobilnog uređaja i njiho-vom međusobnom prostorno-komunika-cionom odnosu (gde se nalaze, da li mo-gu direktno uspostaviti vezu, da li će u bližem narednom periodu moći da uspo-stave vezu, da li će biti u vezi sa serve-rom, ...). Na osnovu toga vrši distribuira-nje i ažuriranje seta podataka na svakom pojedinačnom mobilnom uređaju.
Ovakva arhitektura mobilnog GIS omogućava sistemima C4I2 podršku u donošenju odluke komandnim struktura-ma u komandno-kontrolnom centru i ko-mandirima jedinica na terenu u realnom vremenu. Zahvaljujući velikoj otpornosti na totalni prekid veza i postojanju redun-
GIS
softver
PDA sa GPS prijemnikom i komunikacionim modulom (mobilni uređaj)
PDA sa GPS prijemnikom i komunikacionim modulom (mobilni uređaj)
Sl. 9 - Arhitektura inteligentnih servisa (Intelligent Services)
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
363
dance podataka na različitim lokacijama, komandne strukture će, sa velikom vero-vatnoćom, biti snabdevene neophodnim informacijama za donošenje najboljih odluka o angažovanju svojih snaga.
Mobilni GIS i jedinstvena operativna slika (Common Operational Picture)
Jedinstvena operativna slika (JOS, Common Operational Picture - COP) de-finiše se kao „jedinstveni prikaz relevant-nih informacija na displeju, deljiv izme-đu većeg broja komandi“ To je neopho-dan vizuelni alat u pružanju podrške u donošenju odluka komandantima i ko-mandirima jedinica. Zahvaljujući njemu, proces donošenja odluka pretpostavljenih komandi se ubrzava omogućavanjem potčinjenim sastavima da sami donose odluke na svom nivou. Zadatak pretpo-stavljene komande jeste usaglašavanje pojedinačnih odluka relevantnih potči-njenih snaga koje izvode borbena dej-
stva, u njenoj zoni odgovornosti. To predstavlja mrežnocentrični pristup u iz-vođenju borbenih dejstava, čime se IDA ciklus (Information-Decision-Action) sma-njuje i stiče prednost u odnosu na nepri-jateljeve snage.
Arhitektura inteligentnih servisa MGIS u sistemima C4I2 obezbeđuje JOS. Distribuirana arhitektura baze, kao i njena denormalizovana forma i redundantna struktura podataka omogućava mrežno-centrični pristup u analizi prostornih po-dataka na serverskom nivou i na nivou mobilnih klijenata. Proces podrške ko-mandnim strukturama u donošenju odluke se ubrzava, uzimajući pri tom u obzir po-datke iz realnog i prošlog vremena. Kom-plikovane vremensko-prostorne analize, neophodne u procesu donošenja odluka u borbenim situacijama, izvršavaju se mno-go lakše i brže. Na slici 10 prikazana je zavisnost brzine izvršavanja prostorno--vremenske analize u zavisnosti od vrste primenjenih alata.
Vrste analiza Složenost problema /Brzina izvršavanja
• Analiza 1 Prostorna analiza - 1 tema, 1 vremenski period prosta/brzo prosta/brzo
• Analiza 2 Prostorna analiza - više tema, 1 vremenski period složena/sporo prosta/brzo
• Analiza 3 Prostorna analiza - više tema, više vremenskih perioda Vrlo složena -nemoguća / dani prosta / sekunde
Alati/ vrste baza GIS/ transakcionalne baze SOLAP*/ baze za podršku u odlučivanju
*SOLAP - Spatial On-Line Analytical Processing
Sl. 10 - Brzina izvršavanja analize [7]
364
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
Primenom arhitekture inteligentnih servisa MGIS u sistemima C4I2, omogu-ćavaju prostorno vremensku analizu u re-alnom vremenu sa realnim podacima iz prostora i mogućnost distribucije podata-ka za podršku u donošenju odluka na svakom mestu i u svako vreme.
Komunikacija u mobilnim GIS
Mogućnost MGIS sistema i njihova upotrebna vrednost u sistemima C4I2 za-visi od kvaliteta bežične komunikacije između servera i mobilnih klijenata. Sve prethodno opisane arhitekture MGIS, osim stand-alone, zahtevaju komunikaci-ju mobilnih klijenata i servera. Arhitek-tura inteligentnih servisa (slika 9) najzah-tevnija je po pitanju komunikacija i sve njene prednosti i mogućnosti direktno za-vise od bežične komunikacione infra-strukture i od mogućnosti komunikacio-nih modula u mobilnim uređajima.
Bežična komunikacija mora zado-voljiti potrebe MGIS aplikacija za preno-som neophodne količine podataka u real-nom vremenu:
- uspostavljanjem dvostrane komunikacije u realnom vremenu;
- omogućavanjem prenosa glasa, podataka, slika i video zapisa;
- kreiranjem komunikacionih pod-grupa za sve učesnike u izvršavanju istog zadatka i definisanja JOS;
- obezbeđivanjem zaštite podataka na celom prenosnom putu od početka do kraja.
Na osnovu definisanih potreba za ko-munikacijom između komandno-kontrol-nog centra i mobilnih klijenata, između sa-mih mobilnih klijenata i sa sistemom fiksne infrastrukture zasnovane na komercijalnim tehnologijama (pristup Internetu), koje uslo-vljavaju postojanje mobilnog radio-komuni-kacionog sistema visokog nivoa usluga, po-uzdanog i otpornog, kako na prisluškivanje, tako i na ometanje, uz prihvatljivu cenu, kao idealno rešenje nameće se sistem TETRA.
Sistem za digitalni prenos podataka
- TETRA
TETRA je skraćenica od engleskog naziva Terrestrian Trunked Radio. Ona objedinjuje osobine mobilne telefonije i klasičnog radija, a obezbeđuje, osim go-vora i prenos podataka (slika 11).
Sistem TETRA, za razliku od GSM, omogućava [9]:
- definisanje govornih grupa - Talk Groups,
- postavljanje različitih nivoa priori-teta učesnicima mreže - Priority,
- grupni poziv - Group Call, opšti poziv - Broadcast call, hitni poziv -Emergency call,
- definisanje dispečera - Dispatch,
- kreiranje privremenih govornih grupa - Dynamic group assignement,
- direktni način rada - Direct Mode Operation DMO,
- povećanje teritorije pokrivenosti -Rural Coverage,
Sl. 11 - Mogućnosti sistema TETRA
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
365
- brzu uspostavu veze - Fast Call Setup, kvalitetnu kriptozaštitu - Encryption.
Navedene prednosti u odnosu na GSM opravdavaju primenu TETRA si-stema u vojsci u sistemima C4I2, jer za-dovoljavaju specifične zahteve rada u vojnim uslovima, kao što su [9]:
- sposobnost da se upravlja raznoli-kom lepezom operativnih scenarija;
- veoma kvalitetna kriptozaštita, autentičnost i integritet poruka, dupleks veze;
- celularna struktura mreže sa svim standardima i osobinama celularnih tele-fona;
- imunitet protiv neprijateljevog ometanja;
- interoperabilnost sa strategijskim sistemima veza;
- otpornost na uslove okoline i po-većana izdržljivost;
- rad na vojnom frekvencijskom op-segu, mogućnost ugradnje u vozila, i
- prenosiva komunikacijska struktura (brzo raspoređivanje u ruralnim pod-ručjima radi brzog proširenja područja pokrivanja) (slika 12).
Bazna stanica
Direktna komunikacija (Direct Mode Operation)
Repetitor
(Repeater)
Bazna stanica
Sl. 12 - Način proširenja područja pokrivanja u sistemu TETRA [9]
Zaključak
Mrežnocentrični savremeni pristup u vođenju rata i borbenih dejstava zahteva brze i pouzdane reakcije komandnih struktura. Komandanti i komandiri vojnih jedinica suočeni su sa velikim brojem po-dataka i informacija na osnovu kojih u kratkom periodu moraju doneti odluke. Da bi one bile najbolje, i donete na osnovu svih trenutno raspoloživih informacija i podataka u procesu komandovanja i od-lučivanja, koriste se sistemi C4I2 za po-dršku u donošenju odluka.
Sistemi C4I2 su interdisciplinarne strukture. Mobilni geografski informaci-oni sistemi su bitna komponenta takve strukture. Predstavljaju vrlo važan alat koji sistemima C4I2 omogućava:
- pristup geografskim i prostornim podacima na terenu i sa terena u realnom vremenu;
- unos prostornih podataka na tere-nu u realnom vremenu;
- pridruživanje prostorne kompo-nente ulaznim podacima;
- funkcionalnost i mogućnost GIS aplikacija na terenu.
Inteligentni servisi MGIS svojom ar-hitekturom u sistemima C4I2 obezbeđuju donosiocima odluka jedinstvenu operativ-nu sliku. Mrežnocentrični pristup, koji se ostvaruje u analizi prostornih podataka na serverskom nivou i na nivou mobilnih kli-jenata, omogućava izvršavanje kompliko-vanih vremensko-prostornih analiza neop-hodnih u procesu donošenja odluka u bor-benim situacijama.
Upotrebna vrednost MGIS u sistemima C4I2 zavisi od kvaliteta bežične komunikacije između servera i mobilnih klijenata.
366
VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
Potrebe za komunikacijom mobil-nih geografskih sistema u sistemima C4I2 uslovljavaju postojanje mobilnog radio-komunikacionog sistema viso-kog nivoa usluga, pouzdanog i otpor-nog na prisluškivanje i ometanje. Pri-hvatljiva cena, usluge i servisi, neop-hodni za primenu u vojne svrhe koje poseduje, kao idealno rešenje nameću sistem TETRA za komunikaciono re-šenje u C4I2, a samim tim i u mobil-nim GIS sistemima.
Literatura:
[1] Ucuzal, P.: GIS in CCIS , www.gisess.org/cis2003/ pdf/GI-SinCIS%203.pdf
[2] DoD USA, Developing Critical Technologies, Military Critical Technologies, Part III, Section 10, 2000.
[3] Burrough, P. A.: Principles of Geographical Information Systems, Oxford Science Publication, Oxford, New York, Toronto, 1991.
[4] Vulić, I.: Primena tehnologije GIS u lociranju izvora radio-talasa, Magistarska teza, Elektronski fakultet Niš, 1998.
[5] Luqun, L.: Investigation on the concept model of mobile GIS, Symposium on Geospatial Theory, Ottawa 2002.
[6] Devedžić, M.: Povezivanje GIS tehnologije sa ES sistemima, YUGIS, zbornik radova, 1996.
[7] Ascough, J.: Multicriteria Spatial Decision Support Systems, www.iemss.org/iemss2002/proceedings/ pdf/vo-lume%20tre/290_ascough%202.pdf
[8] Hassin, B.: Mobile GIS:How to get there from here, R7 Solution, Houston, 2004.
[9] Obradović, M.: Primena TETRA sistema u vojsci, OTEH, Beograd 2005.
V OJNOTEHNIČKI GLASNIK 3/2006.
367
