装备指挥专业网络训练考核系统的设计与实现

杜 刚, 赵宏宇

(装备学院装备指挥系,北京101416)

装备指挥专业网络训练考核系统的设计与实现

杜 刚, 赵宏宇

(装备学院装备指挥系,北京101416)

“基地化、网络化、实用化”是当前军事训练的总体目标,为适应信息化条件下装备指挥专业训练和考核方式的变革,采用Client/Server架构及先进的答题技术、多线程技术、多层服务器技术以及故障恢复技术设计,并实现了装备指挥专业网络训练考核系统,系统具有题(卷)库管理、网络训练、网络考核、考务管理、人员管理等功能,为改革创新信息化条件下装备指挥专业训练考核方式提供了有效手段。应用和实践表明,系统能够有效提高装备指挥专业训练考核的智能化和高效化。

装备指挥专业;网络训练;网络考核;考务管理

为适应信息化条件下装备指挥专业训练和考核方式的变革,积极响应总部提出的“积极推进军事训练改革创新,加强信息化条件下军事训练基本理论和实践问题研究,改革军事训练考评方法手段”的总体要求,装备指挥专业训练和考核的模式及方法必须进行大胆的改革和创新,按照“基地化、网络化、实用化”的总体目标不断进行推进,以实现训练考核的智能化和高效化。当前,全军装备指挥专业正在大力开展信息化条件下的军事训练,其方法和手段有：一是立足现有装备,进行模拟仿真训练;二是着眼整体提高,进行综合集成训练;三是开发信息系统,进行网络对抗及训练。对上述训练进行评价考核,不能简单地采用传统的考核方式,而要在综合分析各种训练手段的基础上,采用信息化手段进行多方面的考核,既包括理论知识的考核,也包括实际操作方面的考核。在此背景下,研究并设计基于网络的训练考核系统对于满足上述要求具有重要的意义。

1 系统需求及工作流程

信息化条件下,随着部队新装备的不断增加以及新型作战指挥平台,例如一体化指挥平台、各军兵种装备指挥系统的广泛应用,装备指挥专业的训练正按照“基地化、网络化、实用化”的总体目标不断推进。装备指挥人员不仅要熟练掌握传统的指挥理论和指挥技能,还要能够熟练使用各种新型作战指挥平台,但针对上述新型作战指挥平台的训练及考核方法和手段却未能及时跟上,主要表现在：训练考核方法落后,手段单一,培训花费大、时间长、效率低等方面[1],直接影响了对训练效果的考核和评估。基于上述考虑,在对装备指挥人员所需指挥理论、指挥技能知识要点和能力结构分析研究的基础上[2],系统对涉及装备指挥的理论知识、操控技能以及对新型作战指挥平台使用技能进行统一考核,同时为实现装备指挥人员的个性化学习和训练提供切实有效的途径。

各单位利用该系统可以通过局域网基础环境组织网络训练和考核,同时总部也可以通过广域网基础环境组织总部级的网络考核。系统所涉及的用户主要有4个方面：①训练考核人员,系统的最终用户,能够使用网络训练,网络考核等功能;②专家,试题库建设和试卷建设的中坚力量,保证试题的时效性和正确性;③ 判卷人员,主要负责主观题的判卷工作;④管理员,系统的维护者和考核工作的组织者。

系统实际工作流程如图1所示。

图1 系统实际工作流程

2 系统主要功能

系统集成网络训练和网络考核2大功能,采用Client/Server结构,具有人员管理、题(卷)库管理、网络训练、网络考核、考务管理等具体功能。

2.1 人员管理功能

人员管理功能模块区分考生、专家和管理员的身份,并且为网络训练考核提供人员信息,以便于开展网络训练和网络考核。其基本功能如下：① 人员信息的录入和管理,其中包括考生、专家和管理员信息。② 考生信息可从现有的人员实力库中获取,专家和管理员的人员信息由各基层单位,上报总部,经总部批准后,由总部下发专家和管理员人员信息确认数据文件。③ 使用全局统一的树形机构编码方法。④ 人员信息管理采用同步体制,各基层单位及时将已维护的人员信息上报总部,以便总部组织开展网络考核,满足统计评价的时效性。⑤ 人员信息包括工作岗位信息,工作岗位使用全局统一的编码,网络训练考核系统根据人员的工作岗位信息为考生选择训练策略、训练试卷和考核试卷;同时也根据人员的工作岗位信息规范专家的出题和组卷权限(即每个专家也有相应的工作岗位)。

2.2 题(卷)库管理功能

试题库是建立试卷的基础,同时也是题库考核模式下的支撑数据库,该功能模块主要完成组卷策略编辑、组卷、试卷编辑和历史试卷管理等功能,其基本功能如下：① 试卷分为考核试卷和训练试卷2种类别。②原则上,当总部组织的网络考核结束后,考核试卷将加入训练试卷库,便于以后各基层单位组织开展网络训练。③ 根据训练考核和工作岗位的要求,制订相应的组卷策略,自动从试题库中抽取试题,组成1份或多份试卷。④ 能显示试卷内容、试卷的知识结构和题型分布,并能对试卷内容进行调整。⑤ 能实现多种试卷生成方案,主要有自动组卷、手动组卷、试卷批录入和试卷合并。

2.3 考务管理功能

考务管理功能模块主要完成考试批次建立、该批次考生信息配置、试卷配置和成绩管理等功能[3],其基本功能如下：① 根据各基层单位、总部制定的考核计划建立相应的考试批次,各层次的考试批次互不影响,分别作为各单位评价训练效果的依据。② 根据考核计划从人员信息库中导入并建立参加该批次考核的人员信息。参加考核的人员信息可根据考核计划和要求从人员信息库中全部导入,也可人工选择,或者随机从人员信息库中选择,同时支持临时考生信息的录入。③ 根据考核计划设置考核批次的考试模式,可以选择题库模式也可选择卷库模式,在选择卷库模式的情况下,需要提前生成试卷。④ 根据考核计划的时间安排,设置考试场次并安排考生,同时通过网络公布考核计划。⑤ 在卷库模式下,统计试卷需求,并按照试卷需求进行配卷。⑥ 考核结束后,对参加考核的人员成绩进行统计,并通过网络公布考核成绩。

2.4 网络考核功能

网络考核功能模块主要完成网络考核和主观题判卷功能,其基本功能[4-5]如下：① 参加考核人员通过网络训练考核客户端登录网络训练考核服务器,进行身份认证、试卷下载、答题和试卷提交。②网络训练考核服务器根据此次考试批次的属性,为参加考核人员准备试卷。如果是题库模式,则根据组卷策略随机从题库中抽取试题,组成试卷。③网络训练考核服务器采用TCP/IP通信协议,使用多线程技术,并且采用完善的故障处理和恢复技术,保证网络考核的可靠性。④ 主观题判卷能够在隐含参加考核人员信息的情况下,提供人工评判主观题的平台。

2.5 网络训练功能

网络训练功能模块的基本功能如下：① 相关人员可以查看当前发布的计划,查看训练信息及要求。② 相关人员选择某训练计划后,网络训练考核服务器将根据训练计划策略提供训练试卷。③完成训练后可对照参考答案进行试卷查看分析。④ 可将训练试卷进行打印。

3 系统实现关键技术

3.1 多线程技术

系统因具有参加人数多,适时性要求高的特点,若采用单线程,考试服务器将逐一完成所要求的工作,势必造成响应慢,排队等待时延长等现象。因此,为提高运行效率,系统采用多线程并发处理的方法进行优化设计[6-7]。系统采用TCP通信协议,建立4个TCP类型的套接字对象,占用4000～4003网络端口。分别用于侦听考生登录、考生交卷、数据备份、系统维护的TCP连接请求。其考生登录流程如图2所示。

图2 考生登录线程流程

3.2 答题技术

系统考核方式主要分为理论知识考核和实际操作考核2种。其中,理论知识考核主要由客观题和主观题构成,客观题由系统自动评分,主观题由判卷人员使用判卷系统对比答案进行评分;实际操作考核分为模拟训练环境考核和真实操作环境考核2种,模拟训练环境考核由系统动态调用模拟训练软件,读取操作数据,并自动评分;真实操作环境考核由系统动态调用新型作战指挥平台,根据考核文档素材生成模拟数据,通过内核插件获取实际操作结果并自动评分。其基本思路及流程如图3所示。

图3 答题技术工作流程

3.3 多层服务器技术

系统按照广域网络的特性进行设计,广域网络存在若干路由器(网络层节点),使数据库的访问受到连接类型的限制,同时考虑到数据库的访问许可协议也具有访问数量的限制,因此系统设计为3层服务器模式,即客户端(考试平台)-考试服务器-数据库模式。

3.4 故障恢复技术

3.4.1 服务器故障恢复

单台服务器故障是不可避免的,其原因主要有：软件故障、硬件故障、电源故障、操作故障、环境故障、破坏性的病毒、意外或恶意的删除和修改。系统采用双机热备份模式。当工作机出现故障时,备份机可以立即接替故障机的工作,保证系统工作连续,从而保证了系统的容错和实时功能。为此,系统提供自动服务器切换功能,将服务器故障所引起的损失降到最小。

3.4.2 考试客户机故障恢复

考试过程中,考试服务器上为每个考生打开一个临时文件,记录其已做完的每道题的答案和剩余时间。一旦考生客户机发生意外,服务器上的临时文件仍正常保留。考生可重开机登录并以自己的个人信息找到状态标记和自己的临时文件,从上次中断的地方和剩余时间恢复考试。

3.4.3 网络故障恢复

试卷下发时,为减少传输故障引起的反复传输,可把每份试卷单独组成压缩文件传输,监控每份试卷的传输过程,若发现传输出错,则自动从断点恢复再传。同时,在考试过程中,无论发生何种故障,考试自动计时功能都将延长由故障导致考生损失的考试时间。

4 结束语

装备指挥专业网络训练考核系统为变革装备指挥专业的训练考核模式和方法提供了有益尝试,多次应用和实践表明,该系统能够满足信息化条件下装备指挥专业训练考核的需求,且可提高训练考核的智能化和高效化。

References)

[1]张昌宏,胡卫.基于ER模型的装备训练考核系统建模[J].火力与指挥控制,2009(7)：122-125.

[2]蔡艳宁,叶雪梅,汪洪桥,等.军事训练考核数据仓库模型设计与实现[J].计算机工程,2006(1)：276-278.

[3]齐向明.通用考务管理系统的需求分析与系统设计[J].辽宁工程技术大学学报,2003(3)：42-45.

[4]张新猛,周安宁,李月梅.网上考试自测系统及题库的设计与实现[J].计算机工程,2000(10)：691-694.

[5]张江,黄迪明,廖建明.通用考试系统的设计与实现[J].电子科技大学学报,2001(2)：157-161.

[6]BEVERIDGE J,WIENER R.Win32多线程程序设计[M].侯捷,译.武汉：华中科技大学出版社,2002：72-89.

[7]钱能.C++程序设计教程[M].北京：清华大学出版社, 2005：105-120.

(编辑：孙陆青)

The Design and Implementation of Training&Examination System Based on Network for Equipment Command Profession

DU Gang, ZHAO Hongyu

(Department of Equipment Command,Equipment Academy,Beijing 101416,China)

Currently,training based on unit,network and practicality is the general goal.In order to adapt the reform of the training&examination mode under the condition of informanization, the paper adopts Client/Server structure,the advanced technique of doing exam,multithreading, multi-server and malfunction resuming,and realizes the training&examination system based on network for equipment command profession,which has functions of examination subject(paper)management,military training based on network,examination based on network,exam management and personnel management.The application and practice indicate that the system can effectively improve the validity and intelligence of the training&examination based on equipment command profession.

equipment command professional;training based on network;examination based on network;exam management

E 251

2095-3828(2014)01-0095-04

ADOI10.3783/j.issn.2095-3828.2014.01.021

2013-05-11

部委级资助项目

杜 刚(1978-),男,讲师,硕士.主要研究方向：装备建模及信息化.radio1905@163.com.