陆军分队对抗训练数据工程实现及思考

杜江洪

(南昌陆军学院，江西 南昌330103)

陆军分队训练的最高层次就是对抗训练，实兵对抗训练是提升和检验分队战斗力的关键环节。这一环节之所以关键就在于其过程与结果的评判将决定训练的成效和战斗力的高低，而传统的监控与评判手段在科学性与准确性上都存在着一些问题，如何基于信息系统解决这一环节的突出问题是推进信息化条件下陆军分队对抗训练转变的现实课题。

数据工程以获取可用数据为目的，从研究数据的特征入手，对数据元素进行总结、归纳、分类、并再应用于工程实践。围绕陆军分队实兵对抗训练的数据工程问题，其总目标应该包含以下三个方面:①过程监控与导调。对抗训练是通过一个完整过程来体现的，这个过程中有各种行动的展开，各种指令的下达。②能力评估与裁决。对抗训练的目的是为了检验和提升战斗力，要掌握战斗力的实际情况就必然遇到能力评估和裁决的问题，要解决这一问题就需要相应的数据支撑。③知识获取与应用。进行一次完整的对抗训练演习需要耗费大量的人力和物力，为使这个过程的效益最大化，就要对这个过程所获取的数据做有目的的分析，从中发现有用知识，尤其是可指导分队训练的知识。

本文就陆军分队对抗训练系统实现过程中数据的流程与处理等问题进行探讨和研究。

1 系统数据框架与流程

系统为实现演习配置管理、进程控制、实时态势显示、视(音)频监控、辅助裁决、复盘回放等功能，对数据的需求可以归结为三个层面，分别是显示数据、行动数据、基础数据，基本数据框架如图1所示。

根据对抗演习的不同，本系统的工作状态可以分为三种:配置管理状态、实时演习状态和复盘讲评状态。在不同的工作状态下，系统的数据流程不同。系统的总体数据流程如图2所示。

(1)配置管理状态。实兵对抗前，通过配置管理子系统配置演习方案并存入数据库，在此过程中只需要配置管理子系统与数据库子系统工作。

(2)实时演习状态。实兵对抗时，通过综合显示与监控子系统发出控制请求，经应用服务器、通信服务器至艾维无线基站，与各终端交互，各终端将实时的音频、视频、GPS指令等信息采集后以无线方式发送至艾维无线基站，经通信服务器采集后存储入数据库服务器，同时发往应用服务器，经应用服务器处理后分发给综合显示与监控子系统以进行态势显示、视频、音频的播放。

(3)复盘讲评状态。复盘讲评时，综合显示与监控子系统发出控制请求，经应用服务器响应后向数据库服务器发出相关数据请求，获取历史的音频、视频、GPS、指令等信息，经应用服务器处理后分发给综合显示与监控子系统，以态势方式显示和视频、音频方式播放。

图1 系统数据框架示意图

图2 系统数据流程示意图

2 系统数据配置与管理

系统运行的数据配置与管理基本流程如图3所示。

(1)演练基础信息配置，利用人机交互界面输入作战时间、作战地点、演习目的、演习单位、演习问题、企图以及想定等与演习相关的属性信息;

(2)演练基础信息入库，检查人机交互界面中填写的数据的合法性，若合法则写入数据库，否则提示用户进行修改;

(3)地图数据配置，利用人机交互界面选择演习区地图数据，允许用户添加和删除图层，用于配置铁丝网、碉堡等点状和线状地物;

(4)地图数据入库，对人机交互界面中添加的图层数据进行检查，若合法则写入空间数据库中，若非法则提示用户进行修改;

(5)导演组人员配置，利用人机交互界面录入人员基本信息，并通过角色分配来指定和配置导演人员;

(6)导演人员信息入库，检查导演员基本属性和角色属性的合法性，若合法则写入数据，否则提示用户进行修改;

(7)导调人员信息配置，利用人机交互界面录入人员基本信息，并通过角色分配来指定和配置导调人员;

(8)导调监控点配置，根据地图数据中兴趣点位置，利用人机交互界面建立监控点;

(9)监控点数据入库，检查监控点数据合法性，若合法则写入数据库，否则提示用户修改;

(10)参演人员信息配置，利用人机交互界面，输入人员的基本信息以及编制信息;

(11)参演人员信息入库，检查参演人员数据合法性，若合法则写入数据库，否则提示用户修改;

(12)战斗编成，利用人机交互界面，建立战斗编成，完成战斗编成人员和参演人员之间的关联关系，同时完成武器的分配等操作。

图3 系统数据配置与管理

编成信息数据入库前，将检查战斗编成数据和基础信息数据之间的索引关系，若合法则将编成信息数据写入数据库。

3 系统数据的处理

该系统所处理的多维数据具有空间上多点分布，时间上连续的特征，这些数据包括:①手持移动终端获取到的GPS数据、语音数据;②监控设备获取到的连续视频数据;③各用户终端的操作指令。

上述数据既相互联系又相对独立，并各有特点，但是，它们都有一个公有的特性就是时间性，即它们表述的信息是和时间相关的，因此，系统必须能够保证对数据可以按照时间进行还原。

数据库子系统接收通讯服务器传输的信息并进行处理，按照切片算法对数据进行入库。本系统采用了一种可控的无损二次采样方法，即在数据接收后对其进行二次采样，但在二次采样存储时不是只存储采样点数据，而是把本次采样时刻和上次采样时刻间的所有信息作为切片进行压缩存储。这样，可以完整地保留原始信息，在恢复时，既可以完全恢复，也可以选择部分恢复，从而保证了效率。另外，针对每个采样切片还可以使用特殊方法进行数据压缩以减轻数据库的压力和网络带宽的压力。

数据库子系统面向应用服务器，为应用服务器进行的数据请求提供支持，用于演习复盘讲评阶段的数据恢复。

数据库是系统的核心，系统对数据库设计时主要考虑了时空多媒体数据的特性，基于切片算法和恢复算法的要求，充分考虑了系统对数据库存取数据请求压力的承受能力。

4 几点思考

4.1 系统数据采集与实兵对抗系统的对接问题

目前系统的毁伤数据还是以人工现地记录为主，仅曲射火炮的毁伤采用了弹道计算的方法对覆盖区域进行较为接近实际情况的计算，毁伤的结果还是由人的判断来裁决，虽然有了一定的进步但是与实际的毁伤还是有一定的误差。随着激光实兵对抗系统的装备，单兵到单件装备的毁伤可通过激光模拟的方式实时获取。目前装配的激光对抗系统只是通过发烟的方式直观地给出单兵的伤亡情况，或是采用离线方式记录数据，而没有实时提供给系统进行实时裁决。现在通过战场无线环境的建立，可实现各作战单元(包括单兵)毁伤情况的实时回传，系统对数据的融合处理可使导演得到更为准确的实时对抗态势，以便进行及时的导调和干预，使对抗训练与作战的实际更为接近。

4.2 数据的标准与规范问题

目前关于陆军分队的基础性数据标准规范正在制定过程中，虽然本系统实现过程中在代码的设计上参照了相关的标准和规范，但是从数据工程的角度来看，系统的实现还应该在数据模型的标准和规范上做进一步的工作。这包括核心数据模型与逻辑数据模型的构建。所谓核心数据模型，旨在提供组织和描绘体系结构的信息结构用的公共途径，它是实现系统间互连互通最直观、最基础的部件。核心数据模型不直接来自于底层的元素和实体的标准化，而是来自于对军事业务的概念总结和逻辑抽象，这项工作是一个开创性的工作。逻辑数据模型的建立是以系统共同的数据模型的互连互通为目的，由此为系统提供可扩展的方法，让核心数据模型能很好与专业数据集成。

4.3 训练数据的后续应用问题

对抗训练的目的是为发现训练中的问题，更重要的是指导未来的训练。传统的对抗训练由于数据把握的不足，往往只是关注训练过程的一般问题分析，而缺乏更为本质的数据分析。该系统的最重要特征之一就是将训练过程的一些关键数据进行了记录与关联，不仅可在训练过程中辅助导演人员及时调整和把握演习的进程，辅助其进行相关裁决，更重要的是通过数据的关联与态势的回放可为对抗训练过程存在的问题进行更精确的量化分析提供了技术上的可能。因此，如何加强对训练数据的后续应用同样是一个值得思考的问题。

4.4 基础数据与数据共享问题

对于分队作战与训练相关的基础数据没有一个统一规范的发布平台，只有一些不同渠道下发的纸质文件作为数据来源的依据，各系统开发单位都是以自己的方式，零散地收集与整理。因此数据的完整性和权威性得不到保证。

对抗训练中积累的大量数据不仅能够支撑演习进行，通过数据的挖掘还可发现与对抗训练相关的知识，这些知识可能是其他部门和单位也需要的知识，譬如冲击过程中某些实际的数据也许对后装的改进会有所启发等等。如何将这些数据转化的知识以更快捷和方便的方式提供给有关单位和部门是实现数据真正共享的重要内容之一。

5 结束语

围绕转变战斗力生成模式这个主线，加快军事训练领域数据工程建设的步伐，一方面要关注顶层的设计，同时也要关注底层的数据建设问题。由于历史的原因，我军对军事问题的研究更偏重于定性分析方法，尤其是分队战术训练问题的研究。造成这个现象的原因有观念的问题，更重要的是缺乏相应数据环境和数据资源的支撑。随着技术的进步，特别是信息系统对作战与训练的逐步渗透，人们的观念也在发生着变化，分队对抗训练相关数据工程的建设必将面临一系列新的机遇和挑战。

1 吴照林.我军数据工程建设构想及对策［J］.军队指挥自动化，2006，(1):27-29.

2 覃春莲，刘东波.我军信息化建设中的软件工程与数据工程［J］.军队指挥自动化，2004，(6):43-44.

3 徐波武，刘桂雄.基于GPS的分队战术对抗训练系统设计［J］.科学技术与工程，2007，7(11):2662-2665.