基于信息系统的炮兵作战训练仿真导调系统设计

2011-04-24杨军

指挥控制与仿真 2011年2期

杨军

（解放军炮兵学院，安徽合肥 230031）

炮兵指挥信息系统是炮兵部队实施作战指挥的主要手段，其运用水平决定着基于信息系统的炮兵体系作战能力的生成。目前，受传统训练思想的影响，炮兵指挥信息系统的运用还存在诸多问题，缺少可以有效组织炮兵部队基于指挥信息系统训练行之有效的手段。因此，研制开发一套基于信息系统的炮兵作战训练仿真导调系统对于提升炮兵指挥信息系统运用水平、提升炮兵作战能力具有重要意义。基于信息系统的炮兵作战训练仿真导调系统（以下简称仿真导调系统），就是针对当前炮兵指挥信息系统，以导调控制为核心，集作战仿真与训练评估等功能于一体，从而实现对炮兵训练全过程的实时调控和准确评估。

1 系统需求分析

1.1 炮兵作战训练导调活动流程分析

导调活动是导调人员为达成一定的作战指挥训练目的，对参训人员训练行为的组织领导活动，又是导调人员履行职责，行使导演、调理职权的过程[2]。导调活动是导调内容在过程、程序和方法上的具体体现，同时也是分析导调功能需求和进行导调系统设计的重要内容。炮兵作战训练导调活动主要包括导调准备、导调实施和评估总结三个阶段。

导调准备是指在炮兵作战训练开始前，导调人员为确保炮兵作战训练高效有序进行，完成预期训练目的而进行的一系列准备工作。导调准备阶段是整个导调活动的基础，主要包括确定炮兵训练课目，设定训练内容，并对训练内容反复进行推敲，最终生成切实可行的训练方案。

导调实施主要是指在炮兵作战训练过程中，导调人员为训练炮兵作战能力，对整个作战训练过程实施的导调控制活动。在该阶段，导调人员应站在全局的高度，收集、分析炮兵作战训练的相关信息，进行阶段性评估，根据训练情况，实时进行导调控制。

评估总结主要是在炮兵作战训练结束后，导调人员汇总整个训练过程的评估数据，对参训部队“侦、打、指、评”等环节进行综合评估，给出评估结果并进行讲评总结。

1.2 系统功能需求

针对信息化条件下炮兵作战训练特点，本文考虑当前基于信息系统训练存在的不足，结合上述对炮兵作战训练导调活动流程的分析，充分借鉴国内外先进导调系统的功能，从实际需求和技术方面分析仿真导调系统整体上应具备以下功能：

1）完善的导调控制功能。指的是能够通过人机交互的形式，实时对训练过程进行干预和调整，引导训练进程，达到预定训练目的。主要包括文书拟制、信息传输、态势标绘、文电管理、数据计算等。

2）逼真的作战仿真功能。模拟显示战场三维数字影像，影像具有大范围和广泛的观察视角；实时生成战场地理环境；仿真炮兵作战行动全过程，使参训人员能够在近似逼真的条件下完成训练课目。

3）科学的训练评估功能。能够综合整个训练过程的训练情况，按照相关评估要求，对参训单位的整体训练水平进行综合评估。

2 系统组成

根据以上对仿真导调系统的功能需求分析，合理设置各组成部分的功能。该仿真导调系统主要可以划分为三个席位，即导控席、视景席以及模型机。

导控席是该仿真导调系统的核心，整个仿真导调系统的主要功能都集中在导控席上。因此，导控席在实施导调活动中占主导地位。该席位可完成构设训练初始态势、传输导调信息和命令、控制训练进程和进行评估等功能。

视景席主要通过导控席和模型机进行信息驱动，显示三维虚拟场景，可以给参训人员提供近似逼真的战场环境。

模型机在仿真导调系统中起到纽带的作用，主要完成数据计算和数据转换功能（具体涵义见下文）。

3 系统功能模块设计

仿真导调系统的功能模块设计应注重将系统功能进行有序整合，符合结构化设计思想，做到模块之间内聚度大、耦合度小。对系统进行功能模块设计，其基本思路就是把系统的功能需求分配给软件的结构，形成功能模块结构图。仿真导调系统主要由六大模块组成，分别是导调准备模块、导调控制模块、模型计算模块、视景仿真模块、信息存储模块和训练评测模块。如图1所示。

图1 仿真导调系统功能模块结构

1）导调准备模块。科学合理的导调准备工作是完成整个导调活动的前提和基础。导调模块可以新增或读取已存储的作战训练方案，并对作战训练方案相关信息进行完善；设置各席位IP地址；规定作战编成和编组。在此基础上，为保证整个导调活动具有统一的时间基准，避免仿真导调系统与炮兵指挥信息系统之间时间的不统一等问题，不利于导调与训练步调一致，导调准备模块具备了系统对时功能。有了统一的时钟，就为整个导调活动提供了时间基点。

2）导调控制模块。导调控制是整个导调活动的中心。导调人员依据初始作战想定、感知的战场态势和训练进展情况,通过导调控制模块对训练过程实施导调控制。导调模块包括环境导调、文件导调和导调命令三个子模块。一是环境导调。主要是指对当前作战环境进行调整，包括指发布气象通报、改变战场自然环境等。二是文件导调。主要包括传输导调文书和传输态势图。导调文书采用人机交互方式输入，由计算机根据该文书所套用的模版格式自动排版，生成导调文书；态势图是以军事地理信息平台为依托，完成导调态势、红方态势以及蓝方态势的联动标绘。三是命令导调。采用自由报文的形式，对战场态势、作战行动、仿真运行进行自由调控。

3）模型计算模块。模型机的主要功能都是由该模块完成的。数据计算是指在数据管理和通信的支撑下完成射击指挥、战术指挥、侦察测地、结果统计、计算炸点、计算毁伤程度等计算。数据转换主要是将各种数据转换成驱动视景席显示场景变化的信息。

4）视景仿真模块。三维战场视景仿真模块允许指挥人员和导演人员深入战场内部对战场的局部进行细致入微的查看,以增强直观感受,使训练更具有真实感和沉浸感。该模块以MultiGen Creator三维建模软件和MultiGen Vega三维仿真软件为主要开发工具，模拟战场环境、态势变化、作战行动、射击过程。同时对炮兵常见目标的不同毁伤状态进行了建模，根据目标的毁伤程度，模拟出逼真的毁伤状态。

5）信息存储模块。采用 MicroSoft公司的 SQL Server2000数据库管理系统，在串口通信协议的支持下，对炮兵训练过程中的各种训练信息进行存储，并按照类别区分和存储格式转换成评估数据。存储的信息主要包括：各种作战文书、射击口令、自由报文等信息。

6）训练评测模块。依据新一轮《陆军部队训练与考核大纲》的要求，系统地构建炮兵作战训练评估指标，建立科学合理的评估模型，从数据库中读取评估数据，从情报侦察、指挥控制、火力打击、快速机动、综合保障、整体防护等六种能力对炮兵作战能力进行综合评估。

4 系统信息流程设计

系统的信息流程是系统工作的主线程。弄清仿真导调系统的信息流程对于系统开发和软件编写具有十分重要的作用。图2为仿真导调系统信息流程图。

图2 仿真导调系统信息流程图

图2中标号的具体涵义如表1所示。

表1 标号涵义表

从图②中可以看出，导调信息主要分成初始导调信息和过程导调信息两种，分别由导调准备模块和导调控制模块确定，传输至指挥信息系统。其中初始导调信息主要是指基本的企图方案和想定；过程导调信息主要是指在炮兵训练过程中，导调人员对训练过程实施调控的信息。

场景驱动信息主要是由初始态势信息、态势变化信息和指挥控制信息三种信息经模型机处理转换而成，驱动视景席显示三维场景。其中初始态势信息由导调准备模块确定，态势变化信息由导调控制模块确定。指挥控制信息主要是指在作战训练过程中，由指挥信息系统确定的战术指挥和射击指挥等信息，这些信息传输至模型机，经计算后确定行军路线、炸点位置、目标毁伤程度等信息，并传输至视景仿真模块，驱动视景席显示参训单位的战术行动和射击效果。

训练情况信息由指挥信息系统传输至信息存储模块，该信息存入数据库后转换成综合评估数据；训练评测模块从数据库读取综合评估数据，根据评估模型，对炮兵作战能力进行评估。