基于B/S架构的兵棋推演系统设计与实现

周　政，　赵宏宇

(1. 装备学院 研究生管理大队， 北京 101416；　2. 装备学院 装备指挥系， 北京 101416)



基于B/S架构的兵棋推演系统设计与实现

周政1，赵宏宇2

(1. 装备学院 研究生管理大队， 北京 101416；2. 装备学院 装备指挥系， 北京 101416)

摘要针对B/S架构及先进的多想定、多进程以及多方推演技术进行研究，实现了基于B/S架构的兵棋推演系统。该系统使用便捷，只需通过浏览器访问系统即可，参训人员可单独推演，也可集体组织推演，不受地点，时间和环境限制，为培养军事指挥人员提供了有效手段。应用和实践表明，系统能够使参训人员更易操作和使用，在保持专业严肃性之外，还兼具了娱乐性，极大地提高了参训人员对兵棋推演的兴趣。

关键词B/S架构；兵棋推演；推演训练；系统架构

能打仗，打胜仗为培养军事指挥人员提供了战斗力标准。兵棋推演对这一目标的实现，具有强有力的辅助作用。兵棋推演强调人的因素，注重定下决心的过程，而实现这一过程就需要参演人员具备较好的军事素养、指挥能力、谋略水平等，这也符合人是战争胜负决定性因素的客观规律[1]。未来战争中，利用兵棋推演，可以预测对手的作战策略，提前制定应对战场变化的谋略；和平时期，它是提高军事指挥人员的指挥能力和谋略水平不可多得且非常有效的训练工具[2]。研究兵棋推演对未来战争的战斗力提升具有重要意义。

1国内外发展现状

国内对兵棋研究起步较晚，近些年进步明显。具有代表性的是国防大学研发的大型战略战役兵棋系统，系统利用大型计算机可推演一场局部战争，这场战争除涉及坦克、飞机、各型舰艇外，民众、电厂、机场、加油站等基础设施也全部囊括在内。在模拟的真实性和准确性上，除了对大量数据进行核对外，还可以通过科学计算，收集历史数据等方式对新型武器装备的大量试验数据，以及部队使用效果等进行最后检验。

美国是兵棋成就最高的国家，目前，美军已把兵棋作为训练军官和研究战争的重要工具。海、陆、空及太空联合演习(Joint Land、Air、Sea and Space ，JLASS)是美军联合教育演练项目，主要关注战役和战略级联合及合同作战，是一个多边的、计算机辅助的、基于研讨形式的战略和战役兵棋推演，由野战部队、特遣队和空军战术编队组成，是唯一在高级军事教育院校举行的联合兵棋推演，其目的是通过美军对地区性危机处理的检验，增强联合职业教育的效果[3]。

台湾“汉光兵棋推演”系统是从美国引进的“联合战区级模拟”(Joint Theater Level Simulation，JTLS)系统，是美国20世纪80年代开发的项目，通过后续功能与系统不断升级，系统用户持续增加，应用领域也日益扩大。该系统是一个支持陆、海、空、天多边联合作战的、交互式的、离散事件仿真系统，主要用于武器装备体系作战能力评估、模拟训练和辅助演习，模拟的作战层次定位于带有一定战术逼真度的战役行动[4]10。

本文的兵棋推演系统采用了B/S架构，与现有系统采用传统C/S架构相比，该架构突破了C/S架构局限，可在任何操作系统中使用，只需联入网络即可。管理员不用参与，系统会分配给参训人员帐号，供登陆推演系统使用。该架构提高了平台的兼容性和便利性，不需客户端维护，系统功能易扩展，突破了地点、时间和环境限制，可生成多种题材的兵棋推演想定，供推演训练自由选择。

2军事需求、工作流程及系统主要功能

2.1军事需求

我军目前培养军事指挥人员的模式多样，训练体系健全[4]13，但实兵对抗演习，会使人力物力大量消耗，不可能实现常态化，院校目前的培养机制，面向实战对抗的真实感又不够，兵棋推演则可提供较好的面向实战对抗的真实感，且使训练常态化成为可能。利用本文的兵棋推演系统可丰富部队和院校对军事指挥人员的培养模式，满足参训人员在网络内自由推演和集中推演活动的需求，锻炼军事指挥人员对作战行动的理解和组织计划能力[5-6]，从而进一步拓展部队与院校对军事指挥人员的培养模式。

参训人员可利用网络环境进行一对一、多对多的兵棋对抗推演，实训单位也可通过网络环境组织集体兵棋推演和对抗演练。系统所涉及的人员主要有4个方面:(1) 推演人员,可根据想定提供的兵力、武器装备和态势进行初始部署，可指挥部队机动、攻击、补给、休整;(2) 观摩人员,可在推演过程中，观看推演双方对抗情况，通过观摩推演进行学习和评价;(3) 导调人员,可进行想定兵力设置调整，推演开始与结束的控制，实时修改推演过程中的数据，通过导演和调控推演进程，保证推演科学合理地实施;(4) 管理人员,因同时操作人数多，需专人监控推演过程中服务器、网络的运行情况，及时解决出现的技术问题。

2.2工作流程

导调人员提前制作《对阵表》和《想定兵力表》，《对阵表》为推演人员分配角色(红方或蓝方)，《想定兵力表》需调用地图数据库和部队模型数据库，设计本次想定中各方兵力配置(兵种及数量)及部队能力值，根据此表将想定数据录入至想定模块，并根据想定模块生成若干个推演室；推演人员根据《对阵表》安排，登录指定推演室，并根据各自分工进行兵力部署(将基地内的部队部署至基地外)，然后等待导调人员的开始命令；导调人员下达开始命令后，推演人员点击“开始”功能，转入到推演状态；在推演过程中，观摩人员可通过态势显示系统对推演过程进行全方位的观摩，战场态势显示系统支持3种显示方式：红方态势(可看红方部队及其可见范围)、蓝方态势(可看蓝方部队及其可见范围)、综合态势(可看到双方所有部队)。推演过程中可通过战报显示实时战况，推演人员可实时获知兵力损失情况和装备战损情况。导调人员也可通过战报实时了解推演过程，对推演形势作出判断；专家在推演过程中发现问题可通过系统及时指导和干预，使行动更为合理和高效。推演结束后，通过提供的截屏、战报记录等功能可对推演进行回放，回顾推演过程，对推演中某方指挥及战术失误问题进行分析，并对推演结果进行分析和评估。系统工作流程如图1所示。

2.3系统主要功能

本兵棋推演系统支持多想定、多进程同时推演功能；二维图形化算子及武器性能数据库；二维六角格地图数据库；想定设计、编辑功能；推演室管理、控制、干预功能。

2.3.1多想定、多进程同时推演功能

传统兵棋推演方式想定准备时间长，不能及时满足复杂形式下快速建模、快速推演要求，本兵棋推演系统可在几天时间内完成一套从未推演过的地图、从未使用过的武器装备及兵力设想的想定设计。基本功能如下：(1) 系统可根据不同的训练需求同时进行多个想定设计，例如，可同时设计海岛争夺战、渡海登岛作战、边境防卫作战等想定设计，并生成不同想定推演室；(2) 多进程可使不同想定的推演室同时运行、互不影响，而不会因为想定多，参与推演人员多，降低运行效率；(3) 组队方式灵活，每个推演室支持1～10人组队进行红、蓝对抗。

2.3.2二维六角格地图数据库

使用本系统进行兵棋推演时二维六角格地图数据库实现了六角格、经纬度、地图三者之间的嵌套。以一套战役级的推演想定为例：(1) 使用系统自带的地图下载模块，可将全球任意地区的网络地图下载至服务器并自动进行编号并保存，假设想定区域的面积为900 km×900 km，则只需下载若干幅360 km×360 km不同区域地图，使用自动拼接技术，可实现以任意坐标为中心对离线地图的调用；(2) 地图形式可支持卫星图、地形图2种；(3) 系统自带的算法实现了六角格坐标与经纬度的对应，以及六角格与地图的等比例嵌套问题；(4) 系统自带海拔数据下载功能，可批量获取想定区域每个六角格的经纬度及海拔数据，这些数据可用于判断该地区的高程等基本地理信息。

2.3.3想定设计、编辑功能

本兵棋推演系统中想定生成、想定编辑的基本功能是：(1) 地图编辑器,可下载想定所需地图及离线地理数据，生成想定区域，并可在区域内设置基地和地标；(2) 想定要素编辑,包括各方所属基地名称，集结部队番号，油料及弹药基数；(3) 推演要素编辑,包括推演总时长，每回合时间，推演结束时间；(4) 想定兵力编辑,以基地为单位，可自定义集结在该基地内的部队种类(陆、海、空、二炮)及兵力；(5) 想定保存,想定编辑好后，可保存为想定模板，组织推演时可根据不同想定模板生成多个推演室。

2.3.4推演室管理、控制、干预功能

在本兵棋推演中使用推演室管理、控制、干预功能可便捷组织多人多组进行推演。主要功能包括：(1) 推演开关,每个推演室都有开关功能，通过开关防止一方未经命令提前行动；(2) 推演室状态,显示当前该推演室在线人数，推演是否为开始状态；(3) 推演干预,通过后台可以对推演双方单位参数进行修改，可临时为某方增加或减少兵力。

3系统架构分析

本兵棋推演系统为3层结构组成，分别是表现层(Web)、服务层(Service)、数据层(DAO)，使用B/S 结构，客户端只需使用浏览器就可访问系统，推演服务器需安装Windows Server操作系统、SQL Server数据库、IIS服务，前端通过Ajax和数据库进行数据交互, 系统架构如图2所示。

3.1表现层

主要表现为Web方式，负责对推演者操作请求的接收及数据返回。分为4个主要模块：(1) 地图显示模块：实时返回场景中所有地理信息及地图；(2) 战场态势模块：实时显示场景中所有坐标位置上的单位模型；(3) 战报显示模块，实时显示最新战斗信息，如，什么时间，己方哪支部队在哪个坐标遭到攻击，损失多少；(4) 回合计时模块，以倒计时形式显示当前回合的结束时间，以及整场推演的结束时间。

3.2服务层

服务层主要负责对数据层的操作，从表现层接受指令后操作数据库，并将结果返回表现层。包括4个主要模块：(1) 地图计算。根据表现层中心坐标，计算当前场景中所有六角格坐标范围集合，从地理数据库中调用该集合所有坐标经纬度及高程数据，通过字符串形式返回表现层。(2) 场景计算。根据表现层中心坐标，计算当前场景中所有六角格坐标范围集合，从场景库中调用该集合所有坐标之上的单位数据，通过HTML形式返回表现层。(3) 战斗裁决。表现层下达攻击指令后，战斗裁决服务通过ID查询攻击方及防御方的当前能力值，通过预先设计的战损裁决公式计算出防御方的损失值，通过字符串的形式返回表现层。(4) 战报汇总。当推演人员主动请求显示战报时，该服务即对战报数据库进行查询，并将结果返回表现层。

3.3数据层

数据层负责对数据表的增、删、改、查的操作。共有5个主要数据表及10个辅助表：(1) 推演人员数据表[Users]。负责记录推演者的基本角色，如，姓名、红方还是蓝方、当前所在推演室、当前屏幕位于的坐标等。(2) 地理信息数据表[Map]。负责读取一个坐标集合中的地理信息，如，坐标值、高程值(海拔)、该坐标对机动力的影响值。(3) 部队模型数据表[Object]。负责读取及写入该推演室中所有部队基础数据，如，番号、坐标、战斗能力、防护能力、战斗消耗等数值。(4) 裁决规则数据表[Caijue]：负责读取某支部队在遭到打击并产生损失情况下，对能力(如，侦察力、机动力、隐蔽力、打击力等)的影响。(5) 战报数据表[Report]。负责读取和写入战斗日志，将交战情况以日志形式进行记录，以供调用。

4系统实现的关键技术

4.1基于B/S架构的通信技术

4.1.1基于JQuery技术的Ajax通信方式

为了使推演人员更便捷地进行兵棋推演，系统采用的是通过浏览器访问推演服务器的通信技术。系统采用JQuery技术，能方便地为Web应用提供Ajax交互。使用Ajax技术可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的部分内容进行更新，以推演要素中算子的加载为例，通过浏览器操作算子的通信过程，即浏览器发起请求，然后服务器对请求进行响应，并将处理结果返回浏览器，浏览器接收到返回数据后，将数据进行处理，显示在用户界面。这种通信方式能使最新数据不断地以动态方式写入网页，达到实时交互的效果[7]。

4.1.2基于JQuery框架的客户端数据处理方式

兵棋推演中浏览器通过Ajax获取服务器的返回数据后，需要对数据进行处理才能转化为交互效果，返回数据的形式经常用到的是DIV标签、数组、文本，浏览器端使用JQuery技术结合Javascript语言可将返回数据转化为显示结果，或进行拆分显示[8]。以推演要素中的算子显示为例，推演服务器返回的结果是若干个DIV标签，每个DIV代表一个算子，包含算子ID、提示信息、番号等属性和若干自定义属性，如：算子类型、用户ID、六角格坐标、角度、机动力值、射程、观察距离等。浏览器通过html()方法将HTML结果动态写入网页的主体区域，而后使用css()方法将算子定位于其所在六角格坐标上，通过属性判断其是否可见，使用show()或hide()方法控制其显示或隐蔽。

4.2立体算子建模技术

系统采用更为直观的立体图标作为算子图标，可表现出武器装备各种角度和形象，使场景效果更加立体。利用这项技术的目的是使系统具有专业价值的同时，也具备一定娱乐性，使参训人员可以在轻松的状态下进行推演训练。立体算子如图3所示。

使用3D 技术建模，渲染尺寸为中小型装备100×100像素，大型装备120×120像素，已建好的兵力和武器装备模型导入特定场景中进行渲染，输出为PNG图像后即可导入系统算子模型库，供推演调用。

图3　立体算子不同角度图标

4.3武器装备能力数据库建设

目前系统已对百余种武器装备进行了建模，型号包括中、美、俄、日、韩等国的主战装备，需要时可将装备模型调入系统，组织对抗推演，并可根据需要添加新型武器装备，也可对装备性能数据进行修改。考虑到装备性能真实性和保密要求，目前装备库里的数据均来自于公开数据，内部使用时可通过查阅和收集相关资料，录入较为真实的数据。

武器装备数据能力信息设计包括：(1) 装备基本信息，即，装备名称、装备类型、国别、装备型号、补给能力、乘员数、采购价、涉水、高海拔；(2) 战斗能力，即，机动力、隐蔽力、侦察范围、武器射程、电子战能力、打击能力(对人、对车、对空、反舰、反潜)；(3) 战斗消耗，即载油量、油耗、载弹量、弹药消耗；(4) 防护能力，即防护力、维修恢复、战损系数。图4所示为数据库中某装备能力数据信息。

图4　某装备能力数据信息

4.4兵棋规则建设

兵棋规则作为兵棋核心内容，是对战争经验高度提炼，并对试验和演习数据进行积累形成的，目标是使参训人员能达成一定训练目标，从而有利于指导兵棋推演实施，力求推演做到真实和可信。因此，兵棋推演系统的建设必须加强对规则的研究，使规则更加科学合理，贴近实战。

兵棋规则包括作战规则和后装保障规则2类。作战规则主要是对作战行动进行约束，规定如行军、布阵、交战的限制条件和结果等，包括：指挥与控制规则、机动规则、观察规则、战场侦察规则、射击规则、间瞄火力规则、武器装备运用规则、损耗修正规则、电子战规则等；后装保障规则主要是对支持作战行动所必需的后装需求和后装限制，包括：弹药保障规则、油料保障规则、补给规则、维修保障规则、装备战损规则、勤务保障规则、运输保障规则、核化影响规则等；弹药保障规则包括轻武器弹药消耗与补充、火炮弹药消耗与补充、导弹弹药消耗与补充等；补给规则包括：给养补给、工程材料补给、被服工具补给等。

5结 束 语

为了积极适应新形势下国际国内形势变换，以军事斗争准备为牵引，设计实现了基于B/S架构的兵棋推演系统，该系统简化了使用上的复杂度，使之能更好地深入到参训人员中去，从而丰富了培养军事指挥人员的方法和手段。下一步工作重点是在原有研究的基础上进行完善，努力使基于B/S架构的兵棋推演系统能够在提高军事指挥人员的决策思维能力，以及为军事决策提供思路方面发挥重要作用。

参考文献(References)

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[2]彭春光,鞠儒生,杨建池,等.现代兵棋推演技术分析[J].系统仿真学报，2009(增刊2):97-100.

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[5]黄贤军.浅谈兵棋推演在指挥训练中的“八个特性”[J].国防大学学报,2011(11):86-87.

[6]邓刚,李伟.兵棋导演战争的“魔术师”近代军事科学的第三大军事发明[J].环球军事，2008,176(6):38-40.

[7]鲍尔斯.JavaScript学习指南[M]. 谢春祥，译.北京:人民邮电出版社，2013：301-320.

[8]彭春光,赵鑫业,刘宝宏,等.兵棋推演技术综述[J].系统仿真技术及其应用，2009(11)：366-370．

(编辑：田丽韫)

Design and Realization of B/S-based War-gaming System

ZHOU Zheng1，ZHAO Hongyu2

(1. Department of Graduate Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China;2. Department of Equipment Command， Equipment Academy, Beijing 101416, China)

AbstractThe author actualizes the B/S-based war-gaming system through the study on B/S architecture and advanced multi-assumption, multi-process and multi-party deduction technology. This user-friendly system is accessible via a browser. Participants may take part in the drilling alone or together without limitation of place, time and environment. Therefore, it is a good way to train military commanders at different echelons. The applications and practices show that the system is easy to operate and use. It is not only technical, but also entertaining which can greatly enhance users’ interests in the war-gaming.

KeywordsB/S structure; war-gaming; deducing drilling; system architecture

文献标志码A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.016

文章编号2095-3828(2016)02-0068-05

中图分类号TP391.9

作者简介周政(1982-)，男，博士研究生，主要研究方向为装备保障。

收稿日期2015-05-15