公示材料41自然科学奖跨领域信息交换方法与技术-湖北

一、项目名称

跨领域信息交换方法与技术

二、提名单位及提名意见

提名者：中共湖北省委军民融合发展委员会办公室

提名意见：项目组在国内率先开展了对美国国家信息交换模型（Nation Information Exchanging Model，NIEM）的研究，深入剖析了基于国家信息交换模型的跨领域信息交换原理、关键技术及应用方法。该项目在跨领域信息交换体系架构、信息交换模型描述、信息交换建模、信息安全交换等方面的研究有创新，对推动我国跨领域信息交换共享理论研究和工程实践具有重要的借鉴和参考意义。

提名该项目为湖北省自然科学奖三等奖。

三、项目简介

本项目所属学科为计算机科学技术（520）。

“信息孤岛”现象是世界各国信息化建设过程中面临的一个重难点问题，美国政府通过NIEM建设来解决“信息孤岛”问题。经过14年的不断发展和应用，NIEM已成为解决美国司法、公共安全、应急救灾管理、情报和国土安全等不同领域，以及领域内不同层次之间关键信息交换和共享问题的有效手段，在加拿大、澳大利亚、北约等国家也得到应用，NIEM对我国跨领域信息交换共享体系的建设具有重要的参考价值和借鉴意义。

该项目针对我国跨领域信息交换共享体系建设的实际，在深入研究信息交换关键问题的基础上，形成了以下主要成果：

一是提出了跨领域信息交换体系架构。针对跨领域信息交换面临的数据异构、平台异构、分布性、自治性和信息安全问题，该项目在分析国家信息交换实现思路的基础上，研究提出了跨领域信息交换概念模型、管理模型、交换平台参考架构和技术体系架构。

二是研究了以数据构件为核心的信息交换数据模型标准的构建方法。跨领域信息交换的数据来源于不同的业务领域，为了实现参与信息交换的各方对数据的一致理解，需要对不同业务领域的数据按照统一标准进行表示和描述。运用面向对象方法，将需要交互的信息抽象为核心数据构件和业务数据构件。数据构件从语义的角度，对不同业务领域的数据进行了描述，具有很强的信息表示能力和扩展性，便于信息交互各方达成对数据的一致理解，从而实现信息的自动交换，避免重复的数据语义定义工作。

三是提出了“六步式”信息交换实现方法和流程。尽管跨领域信息交换的需求千差万别，但实现过程基本一致。信息交换实现过程可划分为总体规划、需求分析、映射建模、生成验证、组装打包、发布实现六个步骤，明确各个步骤的输入条件、输出结果及开发方法，为跨领域信息交换实施提供了统一的流程，有效提高了信息交换实现的规范性和实施效率。

四是研究了开放可扩展的信息交换安全架构。传统信息安全防护体系往往采用身份认证、防火墙和入侵检测等手段实现基于边界的安全控制。在跨领域信息交换场景下，由于数据传输要通过各业务领域的安全边界，传统的安全防护体系难以满足要求。因此，在跨领域信

息交换中，需要采用基于属性的访问控制（ABAC）、安全断言标记语言（SAML）等开放可扩展的安全技术。

该项目研究成果的主要特点有：一是研究了跨领域信息交换平台体系架构，为跨层级、跨地域、跨系统、跨部门和跨业务的信息交换平台建设提供依据和指南；二是研究了信息交换数据模型描述方法，规范了分布、异构、多态数据信息描述的内容和方法，为业务领域信息可见、可理解、可访问提供了统一的建模方法和技术路线；三是研究了开放可扩展的的信息交换安全架构，为解决跨领域信息安全共享提供了有效的手段。

项目研究成果在电子政务工程项目、标准研究和技术培训中得到了应用，取得了一定效益。

四、客观评价

（一）查新报告

项目主要查新点有：（1）分析了跨领域信息交换存在的问题及解决思路，从数据描述方法、面向服务的软件架构和信息安全技术三方面，研究了跨领域信息交换相关技术的原理及应用。（2）系统剖析了美国国家信息交换模型的组成、特点、工作原理及应用流程和方法。（3）研究了逻辑实体交换规范（Logical Entity eXchange Specifications，LEXS）的主要功能及应用方法。（4）研究了美国海事信息共享环境（Maritime Information Sharing Environment，MISE）的体系结构、工作原理和运用方法。

查新结论：对“跨领域信息交换方法与技术”这一项目进行国内

文献检索，共查询了国内15种数据库及工具书，查出相关文献13篇，其中委托方及合作方发表的相关文献7篇，密切相关文献0篇，一般相关文献6篇。经综合对比分析可知，除委托方的阶段性成果报道外，该查新项目的创新点在国内相关文献中尚未发现相同报道。

（二）中国工程院李德毅院士在戴剑伟教授编写的《跨领域信息交换方法与技术》一书中作序并评价：该书对跨领域信息交换的原理、NIEM的技术方法进行了深入的研究，体现了作者对NIEM的理解和应用经验。我相信，本书的出版将对我国跨领域信息交换理论研究和工程建设具有有益的推动作用。

（三）戴剑伟教授受邀到中电集团电子科学研究院、中电集团第28研究所、北京北达软信息技术有限公司等单位进行“跨领域信息交换方法与技术”学术交流。

（四）专著成果《跨领域信息交换方法与技术》被原国防信息学院评为2016年度优秀教材一等奖。

五、代表性论文专著目录

1．跨领域信息交换方法与技术（专著）/北京：电子工业出版社/戴剑伟，冯勤群，张海粟，胡文婕，2014.10

2．美国国家信息交换模型及其启示/军事运筹与系统工程/戴剑伟，冯勤群，2013，27(03):15-19.

3．美国国家信息交换模型原理分析/电子政务/戴剑伟，冯勤群,王刚.2014，(08):100-109.

4．跨领域信息交换与共享研究/兵工自动化/戴剑伟，冯勤群，

2015，34(09):72-77.

5．美国海事信息共享环境安全架构研究/兵工自动化/徐飞，戴剑伟，2016，35(02):25-31.

6．美军COI与信息共享研究/指挥控制与仿真/徐飞，戴剑伟，2011，33(05):114-118.

7．网络中心战能力实现方法/兵工自动化/戴剑伟，张欣怡，2016，35(09):57-61.

8．美军跨领域数据交换标准与方法研究/武器装备作战运用数据建设研究/冯勤群，戴剑伟，2014:292-297.

六、主要完成人情况

七、完成人合作关系说明

本项目由国防科技大学信息通信学院戴剑伟、张海粟、徐飞完成。其中第一完成人戴剑伟教授为本项目的负责人，其他完成人张海粟副教授、徐飞讲师均实质性参与了项目的完成过程。代表性专著1和代