某型模拟训练系统交互式操作原理流图设计

晏卫东,陈 龙,朱紫陌

(中国人民解放军92941部队41分队,辽宁 葫芦岛 125001)

0 引言

某型武器装备系统结构复杂，其武控系统的技术原理、工作过程、信号关系及作战使用流程等相当繁杂，对其进行训练、学习、理解和掌握都很困难。为解决这些问题，所开发的模拟训练系统需要具备原理教学功能，要求在和模拟训练系统进行交互操作的过程中同步展示武器系统的技术原理、工作过程、信号关系及作战使用流程。为满足某型武器装备模拟训练系统训练、学习使用要求，需要解决以下问题：

(1) 武控系统技术原理图展示方法的设计。武控系统是一个复杂大系统，需要合理的、组织规模巨大的各种电路图、接线图、接口图、信号关系图等，以方便展示学习。

(2) 武控系统技术原理图展示关联信息的设计。在展示武控系统原理的过程中，往往包含大量的与之关联的信息，例如媒体数据、节点关联信息、图例说明信息等，另外还需要在原理展示过程中驱动一些关联的设备。

(3) 武控系统技术原理图的计算机存储结构的设计。要实现原理教学的动态、互操作的效果，需设计合理的数据结构以方便计算机存储和读取。

为此，本文计了模拟训练系统交互式操作原理流图。

1 某型武器装备模拟训练系统交互式操作流图设计

图1为某型武器装备模拟训练系统组成框图。为实现某型武器装备模拟训练过程中在交互操作的同时，进行武控系统技术原理图的同步显示，完成对武器系统方便快捷的训练学习，该设计由武控系统工作原理图的XML(可扩展标记语言)文件描述、系统工作原理图的分层级别定义、信息流定义、交互式操作定义、消息驱动、XML文件描述组成。其中武控系统工作原理图的XML文件描述是由武控系统工作原理电路图、接线图、接口图、信号关系图的XML文件描述组成；系统工作原理图的分层级别定义是由分层级别定义标识组成；由它们共同完成庞大、繁杂的武控系统技术原理图的形式描述。信息流定义是由系统层级划分、信息流图中的图元定义、信息流图及其关联文件的命名规则、索引方法组成；交互式操作定义是由操作命令信息、操作命令键码组成；消息驱动是由流经的起始仪器设备、流经的中间仪器设备、流经的截止仪器设备组成，由它们共同组成复杂武控系统交互式操作的同时展示技术原理图时所需的关联信息。XML文件描述是由信息流图的显示方式、信息流图的显示内容、信息流图的隐藏信息、关联的多媒体信息组成，由它们实现武控系统技术原理图的计算机存储结构。

图1 某型武器装备模拟训练系统组成框图

某型武器装备武控系统的技术原理、工作过程、信号关系及作战使用流程等相当繁杂，为研制其模拟训练系统带来相当大的困难。采用武控系统工作原理图的XML文件描述、系统工作原理图的分层级别定义，完成庞大复杂的武控系统技术原理图的设计实现，通过原理逻辑关系、层级关系、触发激励关系、工作流关系等组织规模巨大的各种电路图、接线图、接口图、信号关系图，使得庞杂的多种类武控系统技术原理图由交互式操作触发后实时展示变得方便快捷。

在训练学习过程中，交互式操作流图是在仿实装发射控制台和模拟台之间进行实际操作时将操作命令信息发送给综控台，综控台接收到发射控制台发送的操作命令信息(相对应的操作键码)后，按照每一个操作命令(相对应的操作键码)实时响应其信息流的实时显示以及多媒体的展示。由软件实现的功能可以满足训练系统总体设计技术指标要求，实现在模拟战斗状态下操作人员完成武控发射控制台的训练实操动作，同时完成对某型武器装备武控系统原理的生动、形象的多媒体交互操作式训练学习，把繁杂庞大的武控系统技术原理的学习变得方便简捷。

XML文件描述是由信息流图的显示方式、信息流图的显示内容、信息流图的隐藏信息、关联的多媒体信息组成，它们实现武控系统技术原理图的计算机存储结构，使得所研制的软件在实现某型武器装备武控系统模拟训练功能的基础上，达到运行效率提高、降低存储空间、节约软件进程运行使用资源的效果。某型武器装备模拟训练系统流图XML文件显示效果示意图如图2所示。

图2 武器装备模拟训练系统流图XML文件显示效果示意图

2 某型武器装备模拟训练系统交互式操作流图具体实施

2.1 操作流图总体描述

操作流图包括：武控系统工作原理图的XML文件描述、系统工作原理图的分层级别定义、信息流定义、交互式操作定义、消息驱动、XML文件描述。

2.2 武控系统工作原理图的XML文件描述

某型武器装备系统的武控系统工作原理图包括系统组成图、信息流图、子设备(仪器)原理图、子设备(仪器)电路图和子设备(仪器)详细电路图等，遵循总体到局部，概略到详细的原理展示原则。

2.3 系统工作原理图的分层级别定义

某型武器装备系统的武控系统工作原理图分层和级别定义如下：

(1) 1级信息流图为武器装备系统1～4通道组成图；

(2) 2级信息流图为武器装备系统火控系统1～4通道信息流图；

(3) 3级信息流图为武器装备系统火控系统子设备(仪器)原理图或功能框图；

(4) 4级信息流图为武器装备系统火控系统子设备(仪器)电路连接图；

(5) 5级信息流图为武器装备系统火控系统子设备(仪器)详细电路图。

2.4 信息流定义

信息流由系统层级划分、信息流图中的图元定义、信息流图及其关联文件的命名规则、索引方法组成。如图3所示，信息流图中的线、控件代码定义如下：代码共7位，以代码1 2 01 001为例，从左到右，第1位：图的级别号码，1为1级图，2为2级图；第2位：0为仪器，1为单向连接线，2为双向连接线；第3、4位：子级图的序号；第5、6、7位：设备或连接线的序号。

图3 信息流图定义

2.5 交互式操作定义

交互式操作由操作命令信息、操作命令键码组成。在流图展示过程中，需要展示一些媒体文件，例如解释性的文字、原理讲解的音频或图片。这些媒体文件的展示需要通过流图中某些事件(原理图流经某控件或是有操作、模拟台上有操作)来触发。对这些媒体文件进行编码以适应快速索引。

文本文件为txt格式文件，其内容的第一行为视频矩阵控制字符串，如果没有视频矩阵控制动作时为空行；声音文件为mp3格式文件；视频文件为mpg格式文件。具体文件名称定义(文本文件为例)如图4所示。其中，控件号为每一张图中对应的控件号，包括线、矩形框(根据控件号可以确定是哪张图文件，如：控件号为1000012相对应的图文件为1000000.XML，参考图文件定义)；键码消息驱动为发控台和软模拟台发送出的键码。

图4 具体文件名称定义

2.6 消息驱动

消息驱动由流经的起始仪器设备、流经的中间仪器设备、流经的截止仪器设备组成。

2.7 XML文件描述

3 结论

本文给出了某型武器装备模拟训练系统交互式操作流图的设计方法，解决了模拟训练系统总体方案中提出的问题，为模拟训练系统的研制工作提供了软件设计途径。根据此方案完成了模拟训练系统的软件研制工作，所研制的模拟训练设备已经为部队所使用，为部队的该型号武器装备训练工作解决了实际困难，使用效果良好，为提高部队模拟训练效率发挥着积极的作用。