基于UML的基本指挥所作战指挥模型

杨圩生

(工程兵学院,江苏 徐州 221004)

基于UML的基本指挥所作战指挥模型

杨圩生

(工程兵学院,江苏 徐州 221004)

针对基本指挥所作战指挥军事概念模型的形式化描述问题,在分析基本指挥所作战指挥编组结构的基础上,采用UML方法,利用用例图描述基本指挥所作战指挥的功能模型,利用类图描述基本指挥所作战指挥的编成模型,利用时序图和活动图描述基本指挥所作战指挥的动态模型,为基本指挥所作战指挥仿真系统的开发提供支撑。

UML; 基本指挥所; 作战指挥模型

军事概念模型是对现实军事问题的简化与抽象,是军事建模仿真系统设计与开发的第一步。军事概念模型在军事人员与建模仿真人员的沟通中发挥着重要的桥梁作用,能够将军事人员的军事领域知识转化为便于建模仿真人员理解的规范化模型,统一军事人员与建模仿真人员对特定军事问题的认识。

目前,军事概念模型的建模语言主要有IDEF0、UML、Petri等[1]。其中,统一建模语言(Unified Modeling Language,简称UML)是一种面向对象的标准化建模语言,能够从仿真系统开发的角度,通过可视化、图形化的表达方式描述仿真系统的静态结构模型和动态行为模型[2]。从国内关于军事概念模型的相关研究看,UML在形式化描述军事问题上具有较高的可行性和科学性[3-5]。

从作战指挥领域看,构建描述作战指挥的军事概念模型,对于开发作战指挥仿真系统至关重要。但是,当前相关研究还相对偏少。本文以基本指挥所作战指挥为研究对象,构建基于UML的相关模型。

1 基本指挥所相关概念及编组

1.1 基本指挥所相关概念

指挥所是指为实施作战或非战争军事行动指挥而设立的临时机构,是军队中由指挥员及指挥机关组成的指挥机构实施指挥的场所[6]。按任务分,指挥所可分为基本指挥所、预备指挥所、后方指挥所、前进(方向)指挥所、专项(辅助)指挥所。

其中,基本指挥所是指战时统一指挥作战行动的主要指挥所,简称基指[6]。由主官、参谋长、参谋部的主要参谋人员,政治工作部、(综合)保障部有关人员组成,配有指挥信息系统和较强的通信、工程、防化、警卫等保障力量,通常开设在主要方向上。

1.2 基本指挥所编组

指挥所编组是指对指挥所内各要素进行的临时组合,通常设立指挥控制中心和情报、通信、军务动员、政治工作、保障等部门[6]。

目前,从我军演习演练的实际情况看,基本指挥所通常由指挥决策组、计划控制组、情报侦察组、火力协调组、作战保障组、综合保障组、政治工作组、战场管理组、通信机要组构成,如图1所示。

图1 基本指挥所编组

以团级单位开设基本指挥所为例,指挥决策组通常由团长、政委、参谋长和参谋人员组成,是基本指挥所的核心和实施指挥的中心。计划控制组通常由作训、军务部门有关人员组成,其主要任务是提出决策建议，并根据指挥员决心,具体组织计划协调作战行动,包括传达命令、拟制计划、组织协同和控制部队行动等。情报侦察组通常由侦察和信息保障部门有关人员组成,其主要任务是负责信息的收集、处理与分发,并负责指挥信息系统的运行维护与管理。其他编组根据指挥所内要素的职能分工负责完成领域任务,不再详细描述。

2 基于UML的基本指挥所作战指挥模型构建

从作战指挥过程看,基本指挥所实际上是一系列具有不同属性和功能的作战编组进行相互协调合作的一种“业务过程”,这个过程可以运用UML中的功能模型图、对象模型图、动态模型图进行形式化描述。由于篇幅限制,在本文的模型构建中,只考虑基本指挥所编组中的指挥决策组、计划控制组、情报侦察组。

2.1 基于UML的基本指挥所作战指挥功能模型

在UML中,采用用例图描述系统功能。用例图是从用户角度表达系统的功能性需求或行为,核心元素包括参与者、用例、关系。通过展示参与者与用例、用例与用例之间的关系,对系统的功能进行建模。

因此,基本指挥所各作战编组及其任务可由用例图进行模型描述,如图2所示。参与者包括指挥决策组、计划控制组、情报侦察组等,各参与者完成的主要任务及任务之间的联系用用例及关系表示。同时,该用例图也对基本指挥所作战指挥仿真系统的功能需求进行了界定。

图2 基本指挥所作战指挥用例图

2.2 基于UML的基本指挥所作战指挥编成模型

在UML中,采用类图、组件图等描述系统的静态模型。其中,类图是一种通过显示类的属性、操作及类之间的关系,描述系统对象静态结构的建模方法。

因此,基本指挥所的作战指挥编成,即各作战编组的人员组成、主要任务、执行任务的方式以及编组之间的关系可用类图进行模型描述,如图3所示。其中,作战编组作为基类,定义了编组人员、配置位置、作战任务、通信方式等共同属性,以及通信连接、信息交互等共同操作。指挥决策组和计划控制组两类依赖于情报侦察组类的情报信息,指挥决策组依赖于计划控制组的作战筹划,包括作战构想、作战方案、作战计划。

图3 基本指挥所作战指挥类图

2.3 基于UML的基本指挥所作战指挥动态模型

在UML中,采用时序图、活动图、状态图等描述系统动态行为。其中,活动图是一种特殊的状态图,描述了系统状态发生转换的行为动作。因此,下面采用时序图和活动图描述基本指挥所作战指挥动态模型。

2.3.1 作战指挥过程模型

在UML中,时序图是显示对象之间交互的图,通过描述对象之间信息交互的时间顺序显示多个对象之间的动态协作。因此,基于UML的动态建模机制,基本指挥所作战指挥过程模型用时序图描述,如图4所示。

图4 基本指挥所作战指挥时序图

在信息的交互过程中反映了基本指挥所各编组内和不同编组之间按时间顺序排列的事件。垂直方向上,时间自上向下延伸,反映了编组内事件之间的先后顺序。例如,在指挥决策组内,实施作战推演事件必须在作战行动构想、作战行动方案、作战行动计划等事件依次确定的前提下才能进行;水平方向上,消息自箭尾向箭头传递,反映了不同编组之间事件的激活关系。例如,在计划决策组和指挥控制组、情报侦察组之间,执行构想作战行动事件是由下达作战任务事件和反馈情报信息事件共同激活的。

2.3.2 作战指挥活动模型

在UML中,活动图是描述用例要求所要进行的活动,以及活动间的约束关系,有利于识别并行活动。因此,基于UML的动态建模机制,基本指挥所作战指挥活动模型用活动图描述。

根据基本指挥所用例模型描述的功能,可以将基本指挥所作战指挥活动细分为理解作战任务、分析判断情况、制定作战方案、确定作战构想、定下作战决心、拟制作战计划、实施作战推演七个子活动,如图5所示。各子活动还可以进一步细化,例如分析判断情况子活动由敌情判断、我情判断、战场环境判断等下属活动组成。

图5 基本指挥所作战指挥总体活动图

在基本指挥所的编组中,指挥决策组、计划控制组、情报侦察组的主要活动及各编组活动之间的关系可用活动图进行细化描述,如图6所示。

图6 基本指挥所作战指挥活动图

指挥决策组的主要活动包括下达侦察命令、分析判断情况、下达作战任务、确定作战构想、确定作战方案、确定作战计划、实施作战推演等。具体活动过程是在受领上级指定任务的前提下,由基本指挥所指挥员向情报侦察组下达情报侦察命令,根据上报的侦察报告分析判断当前战场情况,并下达作战筹划任务,依次确定由计划控制组上报的作战构想、作战方案、作战计划,最后实施作战推演。

计划控制组的主要活动包括构想作战行动、上报作战构想、拟制作战方案、上报作战方案、拟制作战计划、上报作战计划等。具体活动过程是在受领基本指挥所指挥员下达的作战任务后,根据情报侦察组反馈的情报信息,依次拟制(或修改)并上报作战行动构想、作战行动方案、作战行动计划。

情报侦察组的主要活动包括侦查情报、协调侦察力量、搜集信息、处理信息、上报信息、反馈信息等。具体活动过程是在受领基本指挥所指挥员下达的侦察命令后,利用编组内现有侦察手段或协调编组外侦察力量进行情报侦察,整合搜集到的信息,并进行过滤、筛选等信息处理环节,最后分别向指挥决策组和计划控制组上报侦察报告和反馈情报信息。

3 结束语

本文采用UML方法初步研究构建了用于开发基本指挥所作战指挥仿真系统的军事概念模型,这类概念模型形式化地描述了基本指挥所的编组、作战任务以及任务之间的各种时序关系、活动关系,利于统一作战指挥人员与建模仿真人员之间的认识,为作战指挥仿真系统的开发奠定了基础。

[1] 范勇,李为民.军事概念建模形式化描述语言比较分析[J].火力与指挥控制,2006,31(6):19-22.

[2] 袁涛,孔蕾蕾.统一建模语言UML[M].北京：清华大学出版社,2009:2-3.

[3] 郝琳,毕义明,王桐.基于UML的美军动能反卫作战系统概念建模[J].火力与指挥控制,2016,41(2):1-3.

[4] 孙国磊,李冬,李京.基于UML和Petri网的舰载机作战指挥引导[J].兵工自动化,2016,35(4):76-80.

[5] 张玉杰,叶江华,孙彦良，等.基于IDEF0和UML的海上防空作战军事概念模型[J].指挥控制与仿真,2015,37(6):57-61.

[6] 军事科学院.中国人民解放军军语[M].北京:军事科学院出版社,2011:172-173.

Operational Command Model of Main Command Post Operations on UML

YANG Wei-sheng

(Engineer Corps University,Xuzhou 221004,China)

In order to solve the problem of formal description of military conceptual model for main command post operations,this paper adopts the use case diagram to describe the functional model,the class diagram to describe the marshalling model,the timing diagram and activity diagram to describe the dynamic model by utilizing UML which is based on the analysis of the task organization for main command post operations.Above-mentioned models provide support for the development of simulation system of main command post operations.

UML; main command post; operational command model

TP391；E917

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2017.05.005

1673-3819(2017)05-0022-03

2017-06-14

2017-06-19

杨圩生(1990-),男,江苏盐城人,讲师,硕士,研究方向为作战指挥和军事训练。