海战场仿真推演想定生成与应用技术研究

侯国超 杨 琳

（91336部队 秦皇岛 066000）

1 引言

在仿真军事应用需求及计算机网络技术、大规模分布处理技术、多媒体技术和面向对象技术等相关软件技术的发展推动下，分布交互作战仿真技术的研究已十分成熟，其中仿真想定开发是分布式作战仿真系统设计与实现过程中需要解决的一项关键技术［2］。目前，仿真想定在描述的规范化、开发和管理等方面都缺乏统一的标准，没有形成通用的工具，各个仿真系统想定工具依然还是相对独立的开发。

本文针对上述问题，为满足仿真推演需要，分析了海战场仿真推演想定特点与组成，研究了采用XML格式规范来描述作战想定的设计方法，开发仿真推演想定编辑软件，实现仿真想定数字化转换。

2 想定结构设计

当前在军事仿真领域按照作战规模，可以将想定分为战略想定、战役想定、战术想定，文中主要针对战术级别的想定进行讨论［3］。根据对仿真推演想定的分析理解，本文提出了一种新的仿真想定的结构组成，并对其重新分类，更好实现想定的快速生成以及可重用。通过对军事专家咨询和大量实践经验摸索，对影响战术效果的关键构成要素进行描述，忽略了一些对仿真推演结果影响微小的因素，提高结构清晰度的同时，并保证了推演想定描述的科学性［4］。本文将仿真推演想定内容划分为五部分，每部分按照层级关系又分为不同的模块，现描述如下。

2.1 战场基本环境

仿真想定的战场基本环境主要用来描述影响作战效果的关键环境要素，包括：一是自然环境，主要是水文气象环境，包括季节风况、浪涌情况、雨雾情况、大气波导概率及对预警探测、兵力展开、火力打击的影响；二是电磁环境，包括受气候影响表现出的地物回波、海杂波影响，周边环境产生的电磁环境影响［5］。

2.2 兵力基本情况

仿真想定的兵力基本情况主要用来描述：兵力规模、编成配置，兵力分群、每个群的具体兵力组成（到基本作战单元），每个兵力的部署情况、作战任务。装备搭载种类、数量等参数设置（采用树状结构表示搭载层级关系）。每个阵地的位置、级别、防护情况［6］。

2.3 兵力行动计划

仿真想定的兵力行动计划主要用来描述：行动阶段划分的时间安排，作战空域、海域设置，就位点设置；重要阵地、指挥所等图上标绘设置；兵力行动中关键节点的时间、位置；各兵力的总体使用原则；及各兵力在不同阶段的使用原则（低空、高速、静默等）；关键装备的使用时机、作用对象、使用方式；各兵力的配合要点。

2.4 推演对抗规则

仿真想定的推演对抗规则主要用来描述：在仿真推演组织实施过程中必须遵守的文电传输、兵力行动、频段管制和对抗效果裁定等方面的规则。

2.5 计划导调命令

仿真想定的计划导调命令主要用来完成参战兵力在推演过程中定时触发动作的设置，包括导弹发射导调、雷达开关机导调、有源干扰实施导调、无源干扰实施导调等。

3 想定生成方法

由于仿真推演想定内容和形式的复杂性，使得很难用一个简单的报告形式就可以对其进行完整的描述，所采用的描述方法必须具有一定弹性来容纳仿真想定描述的多样性［7］。本文采用基于软件工程的想定描述方法，通过使用程序加载电子海图和军标库，可以实现对二维平面上战场态势和作战任务的描述，并以XML文档作为存取的数据标准。将推演仿真想定按照构成元素分模块进行数字化生成工作。

3.1 战场基本环境生成方法

自然环境在战争都起着举足轻重的地位，要模拟出近似实战的战场环境，自然环境因素对作战单元的影响是不得不考虑的。采用战场环境模型将对作战影响较大环境要素数字化，由可视化人工录取软件实现。战场基本环境设置如图1所示。

图1 战场基本环境设置界面

3.2 兵力基本情况生成方法

作战兵力是仿真运行的主体，主要用来描述战场上所有参战实体，我们用层次式数据结构描述兵力基本情况，用平台表示独立作战单元，如图2所示。每个兵力群可能由多个编队和多个平台组成，一个兵力群会有一些共同的属性，例如兵力群所处的空间位置信息及所属阵营等；每个编队可能由多个平台组成，一个编队会有一些共同的属性，例如编队速度、编队队形等；每个平台也包含很多属性，例如平台类型、平台名称、平台位置等；另外，平台可以搭载武器装备，包括雷达、导弹、火炮、干扰装备等［8］。

图2 兵力基本情况设置界面

3.3 兵力行动计划生成方法

兵力行动计划等效于作战行动方案的描述，体现指挥员的作战方式，为了更加直观地表达意图，本文采用图文结合的方式，在电子海图上进行作战标图，用军标符号标示兵力行动计划要点。兵力航路规化，在海图上选取关键控制点，并手动输入航迹点位置信息的方式完成［9］。兵力行动计划设置如图3所示。

图3 兵力行动计划设置界面

3.4 推演对抗规则生成方法

仿真推演对抗规则主要为仿真模型服务，提供模型初始化参数及过程中控制信息。本文采用配置文件（.txt）的形式完成，如图4所示，仿真运行开始后仿真模型自动读取该配置文件进行数据交互。

图4 推演对抗规则设置界面

3.5 计划导调命令生成方法

图5 计划导调命令设置界面

计划导调命令设置采用时间列表形式进行管理，将不同类型的导调命令按照时间先后顺进行编辑存储，仿真运行开始后自动触发对应导调命令，为仿真模型提供控制指令，从而推动仿真进程。计划导调命令设置如图5所示。

4 想定生成结果

本文仿真推演想定生成结果采用XML标准格式，根据仿真推演特点制定了具有自身规则的标记语言，对要描述的内容进行限制。XML提供了交互信息与平台无关的自解释功能，实现了不同系统、不同平台之间的信息交互，从而提高了仿真想定的跨平台性和可重用性［10］。

根据仿真推演想定的组成，生成了XML框架描述模板（如图6所示），兵力设置的描述是描述的主要内容。由于XML的约束性，可以对各组成成分进行了很好的限制，实现了想定描述的规范化［5］。

图6 XML框架描述模板

下面是对仿真推演想定生成文件的一个示例，数据都是随机设置的，由于篇幅的原因，只展示部分代码如图7所示。

图7 仿真推演想定生成文件示例

5 想定应用

利用本文提出的仿真想定生成方法可以得到基于一定军事背景海战场推演想定，并且能被仿真想定编辑工具读取并解析，从而被基于仿真想定的推演系统读取并仿真运行［11］。系统采用Web数据库提供数据管理服务，并支持分布式的想定编辑模式。

5.1 初始综合态势发布

用户通过兵力基本情况、兵力行动计划等可视化设置，生成作战态势想定，仿真运行开始时，为仿真推演系统提供了初始综合态势，作为仿真运行兵力行动起点，主要内容包括：交战规模、初始兵力部署、兵力配置、武器搭载情况，以及作战行动要点和对抗双方关键信息标绘等。

图8 初始综合态势

5.2 模型初始化

用户通过战场基本环境、兵力属性、对抗规则等可视化设置，生成作战环境想定，为仿真推演运行过程中的模型解算提供初始化输入参数。

5.3 态势调理

用户通过兵力行动计划和计划导调命令设置，生成态势导调控制指令，在仿真运行过程中适时触发导调情节，确保推演按照计划情节推进［12］。

6 结语

基于海战场仿真推演想定的独特性和重要性，