战场电磁频谱管理辅助决策系统构建研究
战场电磁环境可视化研究
战场电磁环境可视化研究Ξ王英志,章新华,张新杰(海军大连舰艇学院,辽宁大连 116018) 摘 要:对电磁空间的信息争夺是敌我双方争夺“信息优势”的主要战场。
战场电磁环境的透明化及其作战研究是一个急需解决的问题。
从作战指挥需要出发,提出了战场电磁环境可视化系统的设计原则及应满足的具体要求,列举了实现电磁环境可视化的几个基本要素,最后,对电磁环境可视化的技术实现做了详细介绍。
关键词:战场电磁环境;电磁态势;电磁环境可视化中图分类号:O441;TP391 文献标识码:A 文章编号:10092086X (2004)0620038205I nvestigation into the visualization of w ar 2field electromagnetic environmentWANG Y ing 2zhi ,ZHANG X in 2hua ,ZHANG X in 2jie(Dalian Navy Academy ,Dalian 116018,China )Abstract :The in formation contest in electromagnetic space is the primary field for the tw o sides of the warfare.The vitrification of war 2field electromagnetic environment and its operation research is a urgent prob 2lem needed to be s olved.C onsidering the requirement of combat direction ,the design principle of the visualiza 2tion system of electromagnetic environment and its concrete requirement are given ,and several basic elements which can realize the visualization of electromagnetic environment are explicated 1The technology realization of the visualization of electromagnetic environment is analyzed.K ey w ords :Battlefield electromagnetic environment ;E lectromagnetic situation ;Visualization of electromagnetic environment1 引 言在电磁空间这条无形的战线上,对战场电磁环境的描述一直是制约指挥员实施准确、高效指挥的关键环节。
战场电磁态势感知关键技术研究
战场电磁态势感知关键技术研究作者：冯德俊朱江李方伟来源：《数字通信》2013年第05期摘要：首先，概述战场电磁态势感知的含义、特点及度量方法；其次，分别对电磁信息获取技术、电磁态势估计技术、态势预测技术和战场电磁环境可视技术等关键技术的研究发展现状进行论述；最后指出：战场电磁态势感知对指挥员及时、准确和全面地掌握电磁态势，并作出有效的作战策略有重要意义。
总结了目前的研究趋势和研究中存在的问题。
关键词：战场电磁；态势感知；关键技术中图分类号：TN97文献标识码：A文章编号：1005-3824（2013）05-0020-040引言现代战争不光取决于武器是否精良，也与信息获取是否充分密切相关，其中，制电磁权已成为赢得信息化战争的关键因素。
电磁波在信息化战争中起到信息获取与传递、反侦察和干扰敌方等作用。
电磁波是一把双刃剑，在对抗敌方的同时，难免会干扰到我方的设备。
如果我们能随时准确地掌握周围电磁场的状态，及时调整我们的电磁策略，就可使得电磁波既可为我所用又可将电磁影响降到最小。
在这种形势下，电磁态势感知应运而生。
态势可视化是电磁态势感知过程中人机交流必不可少的环节。
而且，好的可视化技术能更直观、科学地展现战场电磁环境，不仅有助于指挥员对战场电磁态势做出准确判断和科学决策，合理部署和调配战场力量，而且对于联合作战指挥员准确把握战场态势也至关重要。
1战场电磁态势感知电磁态势感知是指感知目标周围的电磁场数据，并把得到的数据经过处理、分析，得出周围的电磁环境当前状态以及预测将来的变化趋势，再将抽象数据转化成形象逼真的图像。
普通电磁态势研究侧重于提高频谱的占用率及效率，而对于电磁干扰攻击研究较少。
但在战场这种特殊环境中，电磁环境的成分除了我方的联络通信、设备控制和侦察电波等，还有大量敌方发射的干扰电波，甚至是针对我方通信的攻击电波，所以其环境更为复杂。
1.1战场电磁态势感知的特点战场电磁环境的复杂性体现在其样式复杂、数量繁多、密集重叠、动态交迭的电磁信号上。
战场电磁频谱管理辅助决策系统构建研究
该信 号 的 调 制 方 式 、业 务 类 型 等 频 谱特 征 属 性 。 ３ ）频 点／ 段 对 应 业 务 信 息 查 询 模 块 。该 模 块 频 向用 户 提 供 全 频 段 内 所 有 已知 频 点 ／ 段 的 业 务 信 频
息 ，并 具 备 数 据 库 实 时 更 新 功 能 。 同 时 ，考 虑 到频 谱 分 布 的地 区 差 异 性 ，要 求 用 户 在 查 询 时 ， 必 须指 明 当 前 研 究 对 象 （ 号 ） 在 地 域 （ 、市 、 县） 信 所 省 。 ４ 电磁 频 谱 管 理 常 用 名 词 术 语 查 询 模 块 。 模 ） 该 块 向用 户 提 供 电磁 频 谱 管 理 中 ，经 常 会 遇 到 的专 业 名词术语的详细注释 ，比如各类干扰 （ 同频 、邻 频 、 互 调 、 阻 塞 、 带 外 干 扰 等 ）， 各 类 测 向 技 术 （ ｔｏ — ｔ 相 关 干 涉 仪 、 多 普 勒 、 空 间谱 估 计 ｗａｓ ｎ ｗａｔ 、
复杂电磁环境下频谱管控对策研究
复杂电磁环境下频谱管控对策研究摘要：目前国际对于智能电磁频谱管控方法的研究尚处于起步阶段,且以地面处理为主,现有天基信息管控能力并未充分发挥。
在实际战场应用时面临着态势信息获取难、指挥信息传输难、武器装备协同难等一系列作战问题.而这些问题的源头就是未能做到对电磁频谱资源进行合理的分配与高效的利用。
综上,随着武器装备信息化程度的不断提高,传统频谱管控手段日益面临效能挑战,亟需利用卫星广域覆盖、波束指向灵活的优势,解决地面独立管控方案受地形条件及监管范围限制的问题,对装备用频进行合理调度与规划,有效保障联合作战场景下多领域、全维度信息对抗的有效性和顽存性。
关键词：复杂电磁环境；频谱管控；对策前言电磁频谱资源存在于现代作战的全空间,同时也贯穿于作战的全过程,是一种无形却十分关键的战斗力。
对一个国家及其军队来说,军事电磁频谱,尤其是卫星通信频谱的高效利用对获得信息化战争的主动权、电磁控制权具有十分重要的意义。
但电磁频谱也是一把双刃剑。
当己方装备大量密集部署时,由于装备的自主性不足,一旦各装备不对用频加以合理限制就会加剧战场的电磁频谱资源冲突,使得装备之间产生自扰和互扰。
1频谱管控概念内涵现阶段用频管理主要在战前对频谱进行静态划分,提前规划各设备的工作频点、带宽和功率等指标,虽然减少了设备间的冲突,但也带来了资源的空置浪费,还限制了设备的性能发挥,在面临强对抗下的突发干扰时难以灵活应对。
同时,未来战争中的用频设备将会向功能集成化、体积小型化、部署密集化和目标复杂化发展.传统固定频段正变得愈发拥挤,继续依靠静态分配手段势必导致内部用频冲突加剧。
面向未来强博弈密集联合作战场景的天基智能频谱管理技术,有必要以传统方案为基石,进一步向智能化发展。
具体表现为由地面独立走向星地联合、由静态分配走向实时交互、由固定方案走向因地制宜和由集中决策走向智能协同。
在星地协同方面,在强敌拒止及恶劣信息交互条件下,我方地基通信能力严重受限,导致用频调度与实际作战需求脱节,相关决策信息支持完全失效,严重影响装备正常工作的问题。
舰艇编队电磁频谱管控体系构建研究
（ 军事） 频谱管控 （ Ｍ， ｌ ｒ ｅｔ ｍ ｎｇｍｅｔ Ｍ １ ９月 １ ２１ 年 ３日， 回日期 ：０ １年 １ 修 ２１ Ｏ月 ２ ７日 作者简介 ： 张磊， ， 男 博士 ， 讲师 ， 研究方 向： 海军合同战斗效能分析 。陈敏 ， ， 男 硕士 ， 副教授 ， 研究方向 ： 海军合 同战术 。严必虎 ， ， 男 博 士， 副教授 ， 研究方 向： 海军合同战术 。
分 析 决 策 、 理 控 制 和 应 用 服 务 四 个 环 节 实 现 。 四个 环 节 管 共 同实 现 Ｆ Ｍ 的闭 环 处 理 ｌ ， 图 １所 示 。 Ｓ ４如 ］
电磁频谱管理系统对 电磁频谱监测 系统获取 数据进行 信息综合分析 ， 并对 用频 进行规划和分配 。主要包括 ： 电磁 频谱分配能力 、 频谱 资源利用 能力 、 数据融合处理能力ｌ 。 ＿ ５ ＿ ３ ）电磁频谱决策系统 电磁频谱决策系统根据最新 的频谱信息综合 分析结果 对频谱管理做 出决策 。主要包括 ： 频谱 动态调整能力 、 实时 决策能力＿ 。 ６ ］ 舰艇编队 电磁频谱 管控 效能评 估是 复杂 的系统过 程 ， 划分为 以上三个分系统 ， 也只是把 复杂问题简单化 的处 理 ， 各个分系统不是简单意义 的上下 、 前后 或者并列 的关 系 ， 各
频谱管控 的实时性 和动态性是基本要求 。复杂多变 的电磁
环 境 要 求 舰 艇 编 队 电 磁 频 谱 管 控 系 统 必 须 跟 踪 电磁 环 境 的 动态变化 ， 自适 应 地 调 整 频 谱 分 配 和 使 用 。 舰 艇 编 队 电磁
设备使用 时机进 行明确 ， 后指 配给 各使用 部 门。其 中频 最 率规划 时机是最 重要 的环节 ， 电磁频谱管理 的基础 。 是
浅析电磁频谱管理
浅析电磁频谱管理作者：李学李保宁来源：《世界家苑·学术》2018年第10期摘要：当随着科学技术的不断发展，电磁技术的不断突破，现代战争从形态到策略都发生了本质的改变，信息技术以及电磁技术在现代战争中有着广泛的应用空间。
决定战争结果的因素向着复杂化多元化发展。
以信息技术、电子技术作为核心的通讯手段已经成为提升军队综合作战能力的关键。
课题研究由此出发，通过对现阶段我军使用的电磁频谱技术进行研究和分析，寻找其存在的问题和弊端，并提出相关的解决策略。
关键词：战争；电磁频谱；研究；管理引言电子频谱技术是军事设备信息化的核心技术，通过电子频谱技术可以让海军作战集团、陆军作战集团、空军作战集团等不同领域的作战集团具有协同作战的能力，形成海陆空全空间领域的综合作战集团。
为了保障电子频谱技术在各方的顺利应用，对电磁频谱的管理显得尤为重要，逐渐成为业内的重要的学术研究话题之一。
1.电磁频谱的管理现状电子频谱管理工作的主要目的是根据战争需要以及各单位作战特点，对电磁频谱资源进行最优化分配。
以求最大限度提升电磁频谱在军队中的作用和发挥，提高电磁频谱技术价值。
确保在相同电磁频谱资源下，不对可以再作战中获得最大优势。
我国虽是军事大国，在军事科研领域位居世界前沿，但在电磁频谱的管理研究上起步较晚，截止到目前，仍旧缺乏成熟完善的管理体制。
虽然我国军事管理部门近年来逐步加快对了电磁频谱管理技术以及方法的研究力度，并提高了对相关专业人才的培训力度和范围，但相对西方军事大国还是存在较多不足与弊端。
我国军队电子频谱设备整体较为落后，管理和技术人员的数量较少无法满足我国军队对电磁频谱技术人员的实际数量需求，也缺乏完善的人才储备系统，在短期内无法达到国际领先水平，但我国军事管理以及科研部门，已经认识到自身在电子频谱方面存在的不足与弊端，并有针对性的加强了对管理体制的构建研究，在近年内也取得了相应的成果。
并逐步更细频谱设备，加大了技术型人才的培养和扶持力度，相信在不远的未来，我国军队在电磁频谱的管理上位列世界前沿。
研析美军电磁频谱战的进展，争取在未来信息战场御敌制胜
研析美军电磁频谱战的进展，争取在未来信息战场御敌制胜随着现代武器装备信息化、智能化程度的大幅升级，电磁频谱已成为贯穿作战全域并产生跨域影响的资源型要素，进入破除“战争迷雾”的关键行动域。
在争夺现代战场的战略优势中，为破解目标对手日益强大的反介入/区域拒止能力，美军推出电磁频谱战新概念，迅速引领新一轮军事理论和技术创新。
研析美军电磁频谱战的进展，对于在未来信息战场御敌制胜具有重要现实意义。
电磁空间与电磁频谱战认识电磁频谱战首先要认清概念内核——电磁空间。
电磁空间是现代战争的作战概念和技术发展到一定阶段后的对抗新域。
作为自然空间的组成部分，它是由电磁波构成的物理空间，涵盖依存于电磁频谱的各类传感器、通信和武器系统及其产生的电磁波、信息流等相关信息活动。
随着移动通信和传感技术的商业可用性越来越强，电磁空间的频谱资源日益呈现拥挤、竞争、对抗的典型特征，军用电磁频谱面临不断被侵蚀的残酷现实。
美军电磁频谱战发展探究电磁频谱战是电子对抗向电磁空间的自然延续和发展，是发生在电磁空间并依赖电磁空间能力的对抗行动，核心能力包括电磁空间的侦察、进攻、防御和电磁战斗管理能力。
电磁频谱战将电子对抗的传统概念进一步向“电子战+电磁频谱管控”，甚至向整个电磁频谱域（包括电子战、通信、传感器）的斗争拓展。
发展沿革与现状美军历来重视电磁频谱管控。
20世纪70年代初，美国参联会主席托马斯·莫雷称，第三次世界大战的胜利者将是能高度控制和管理电磁频谱的一方。
美国电磁行业的老鸨鸦协会最早提出将电磁控制作为电子战概念的第4组成部分，2010年首次提出将电磁频谱利用与控制上升到国家战略地位。
电磁频谱的地位作用日益凸显。
进入21世纪后，美军开始从战争对抗角度认知电磁频谱域的军事行动。
2009年，美国战略司令部推出电磁频谱战争早期概念，在电子战基础上增加电磁频谱管理、电磁频谱控制、电磁战斗控制等任务内容，并在《2010联合构想》的基础上制定《2010联合频谱构想》。
战场电磁频谱态势可视化技术综述
战场电磁频谱态势可视化技术综述战场电磁频谱态势可视化技术指的是通过将战场上各种电磁信号的信息以可视化的形式展示出来，帮助作战人员更好地了解和分析电磁频谱的态势。
这些电磁信号包括通信信号、雷达信号、电子对抗信号等。
战场电磁频谱态势可视化技术的发展主要有以下几个方面：
1. 电磁频谱监测系统：通过部署在战场上的传感器和探测设备，对战场上的电磁信号进行实时监测和采集。
这些设备可以捕获不同频段的信号，并将其输出为数字信号，为后续的处理和可视化提供数据源。
2. 信号处理和数据融合：通过对采集的信号进行处理和分析，提取出关键的信息，并将不同频段和不同来源的信号进行融合。
这些数据融合的技术可以将不同来源的信号进行关联，从而更好地理解电磁频谱的态势。
3. 可视化技术：将处理和融合后的数据以可视化的形式呈现出来，可以采用图表、地图、热力图等方式进行展示。
通过这种方式，作战人员可以直观地了解电磁频谱的分布、强度和变化趋势，从而做
出更加准确的判断和决策。
4. 智能分析和决策支持：结合人工智能和机器学习等技术，对电磁频谱的可视化结果进行智能分析和推理。
通过机器学习算法，可以从历史数据中发现规律，预测未来的态势，并生成相应的决策支持报告。
综上所述，战场电磁频谱态势可视化技术能够帮助作战人员更好地了解和分析电磁频谱的态势，提高指挥决策的准确性和实时性。
这是一个涉及多个学科和技术的综合性领域，将继续在军事作战中发挥重要作用。
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兵工自动化2011-07Ordnance Industry Automation 30(7) ·42·doi: 10.3969/j.issn.1006-1576.2011.07.013战场电磁频谱管理辅助决策系统构建研究于江1，沈刘平2，张磊3，范万水1，贾瑞鹏1(1. 中国人民解放军73691部队，南京 210014；2. 中国人民解放军73681部队，南京 210042；3. 解放军理工大学通信工程学院，南京 210007)摘要：为有效实施战场电磁频谱管理，在分析战场电磁频谱管理辅助决策系统主要特征的基础上，给出符合实际需求的决策系统体系结构。
介绍战场电磁频谱管理辅助决策系统的基本概念，就其主要特征阐述战场电磁频谱管理辅助决策系统的体系结构，分析战场电磁频谱管理辅助决策系统构建中的若干关键问题。
该研究可为从事电磁频谱管理工作和相关研究的技术人员提供参考。
关键词：辅助决策系统；构建；频谱特征识别；方案效能评估中图分类号：C934 文献标志码：AResearch of Constructing Battlefield Electromagnetic Spectrum ManagementDecision Support SystemYu Jiang1, Shen Liuping2, Zhang Lei3, Fan Wanshui1, Jia Ruipeng1(1. No. 73691 Unit of PLA, Nanjing 210014, China; 2. No. 73681 Unit of PLA, Nanjing 210042, China;3. College of Communications Engineering, PLA University of Science & Technology, Nanjing 210007, China)Abstract: In order to manage the battlefield electromagnetic spectrum resource effectively, the paper gives out the architecture of the decision support system, which accords with the actual requirements, based on the analysis of the primary characteristics of battlefield electromagnetic spectrum management decision support system. Introduces a basic concept of battlefield electromagnetic spectrum management decision support system, and discusses the architecture of battlefield electromagnetic spectrum management decision support system after introducing its primary characteristics, and lastly analyzes some pivotal problems of constructing battlefield electromagnetic spectrum management decision support system. The research can provide references for the man who engaged in electromagnetic spectrum management and interrelated technical personals.Keywords: decision support system; construct; spectrum characteristic identifying; scheme efficiency evaluation0 引言战场电磁环境是指在给定战场空间内对作战有重大影响的电磁活动和现象的总和[1]。
由于电子技术的迅猛发展，以及军事变革的不断深入，大量高精尖电子装备涌入到作战领域各环节中，使得现代战场的电磁环境日益复杂，主要表现在：己方用频装备在用频段相当拥挤，敌我双方电磁对抗异常激烈，同时还伴随着锐意发展的民用无线电业务对战场电磁环境的潜在影响等，这些因素都给有效实施战场电磁频谱管理增加了难度。
因此，如何为战场电磁频谱管理提供科学合理的辅助决策，就成为亟待研究解决的大问题。
笔者在分析了战场电磁频谱管理辅助决策系统主要特征的基础上，给出了符合实际需求的决策系统体系结构，并进一步探讨了构建该系统需要着重考虑的几个关键问题。
1 主要特征战场电磁频谱管理辅助决策系统就是一种以频谱管控科学决策为服务重心，以数据信息搜索与处理技术为构建基础，通过提供相关背景材料，协助明确特定问题，修改完善分析模型，列举备选方案等方式，为战场电磁频谱管理部门做出正确决策提供全方位、多角度帮助的一体化人机交互系统[2]。
研究战场电磁频谱管理辅助决策系统构建，目的是为了能够在实际作战过程中，向己方电磁频谱管理部门提供及时、准确、高效的相关数据信息，便于频谱管理的决策者能以此为依据，科学、合理、有序地管控战场电磁频谱资源，从而确保电磁频谱管理与作战准备、作战实施、作战转换的协调一致。
战场电磁频谱管理辅助决策系统应具有如下特征：1) 能够提供友好的软件操作界面。
通过使用基本DBMS(Oracle/SQL Server/Access)所提供的专业化数据库管理工具进行设计，使操作维护更加简便易行，不同层次的使用者登录该系统，都能对此系统所具备的基本功能一目了然，并可以完成绝大部分的软件操作[3]。
2) 能够实现与监测系统以及电磁频谱管理控制系统(electromagnetic spectrum management收稿日期：2011-03-23；修回日期：2011-04-27作者简介：于江(1982—)，男，山东人，工程硕士，助理工程师，从事电磁频谱管理研究。
于江，等：战场电磁频谱管理辅助决策系统构建研究·43·第7期 system ，ESMS )的无缝连接。
战场电磁频谱管理辅助决策系统是ESMS 的必要补充，其主要工作是对监测系统反馈的有关频谱信号的特征信息进行运算处理，并将有参考价值的分析结果传送到ESMS ，在此过程中有必要使用统一的数据访问接口来完成频谱管控系统、辅助决策系统、监测系统3部分的良好衔接，确保战场电磁频谱管理体系各要素之间的数据融通。
电磁频谱管理辅助决策系统在整个战场电磁频谱管理体系中的地位和作用如图1。
图1 战场电磁频谱管理体系结构图1中使用虚线箭头表明辅助决策系统是整个频管体系中的可选部分，ESMS 只有在确实需要决策支持的情况下，才向辅助决策系统寻求服务。
3) 能够表征战场电磁环境的细腻性。
ESMS 虽然可以直接从监测系统的监测数据中分析出所在地域的电磁态势，并依据有关频率分配算法得出频率分配方案，进而确定己方用频单位的力量配置，但ESMS 并不能够从微观上完全表征当前战场电磁环境的所有特征信息，例如：对用频部队上报的干扰申诉，ESMS 无法直接判断干扰信号的具体特征属性，这对频率调整方案及时制定产生不利的影响；另外，ESMS 虽然可以制定频率分配方案，但无法对频率分配结果的优劣进行评估。
这些都不同程度上影响了ESMS 频谱管理决策的质量，而电磁频谱管理辅助决策系统正好可以弥补ESMS 这一缺陷。
2 体系构建在设计战场电磁频谱管理辅助决策系统的结构时，应注重从系统的针对性、时效性入手，以方便专业用户快速入门和熟练使用为出发点，着重提高系统的稳定性、复合性、可扩展性等能力，优化完善系统的功能架构。
战场电磁频谱管理辅助决策系统中包含的要素主要有如下8个：1) 环境采集模块。
该模块与监测系统相连，采集的对象是以时间参数和相关频谱演进过程为变量的实时海量数据信息。
采集的结果应该是时间、空间、频率、幅度的多维结构，并与其它模块的功能实现存在相关输入参数的映射关系[4]。
2) 频谱信号特征属性查询模块。
根据模块1提取出来的某频谱信号的基本信息如中心频率、场强、占用带宽、音频信息、频谱图等，进一步判断该信号的调制方式、业务类型等频谱特征属性。
3) 频点/频段对应业务信息查询模块。
该模块向用户提供全频段内所有已知频点/频段的业务信息，并具备数据库实时更新功能。
同时，考虑到频谱分布的地区差异性，要求用户在查询时，必须指明当前研究对象(信号)所在地域(省、市、县)。
4) 电磁频谱管理常用名词术语查询模块。
该模块向用户提供电磁频谱管理中，经常会遇到的专业名词术语的详细注释，比如各类干扰(同频、邻频、互调、阻塞、带外干扰等)，各类测向技术(watson -watt 、相关干涉仪、多普勒、空间谱估计测向法等)，信号特征参数(频率容限、占用度、调制度、背景噪声等)。
如果注释中出现的相关名词涉及到此模块中已经给出的术语解释信息，则应提供该名词与其对应术语注释的横向链接，另外，还包括各种计算公式的具体描述等。
5) 用频装备技战术性能查询模块。
该模块向用户提供目前军内外已知各种型号用频装备的技战术性能指标参数，并赋以必要示意图或视频来帮助用户加深理解。
此外，如果用频装备属于发射电磁信号的装备，则还应提供该装备产生信号的相关频谱特征信息，以确保数据信息查询服务的完整性。
6) 电磁环境复杂等级计算模块。
根据信号的占用带宽、功率场强、工作时间等一些可以直接测得的信息，计算频谱占用度λ1、时间占用度λ2 [5]等指标，来综合判断所在地域的电磁环境复杂等级。
下面具体说明这2个指标的含义。
10u B B λ= (1) 其中：B u 为已用频点占用带宽；B 0为该频段总带宽。
20u T T λ= (2) 其中：T u 为研究频点实际工作的时间；T 0为包含T u 的某一给定时间段。
7) 频率分配方案质量评估模块。
针对同一作战地域电磁态势动态多变的实际，有必要借助特定的代价评估函数对当前提交的原始频率分配方案进行质量评估，以便决定其是否可以下发给用频单位使用。
代价评估函数真实地反映了当时当地的电磁环境复杂程度，其建立是否合理对有效评估频率分配方案质量至关重要。
8) 数据信息中心。
这是辅助决策系统中各类信息存储、提取、交换的核心区域，具有可靠、稳定、集成的底层数据库系统，并综合运用数据仓库[6]管理模式，提供对整个体系的数据支撑。