智能化训练模拟系统的可行性研究与应用

摘要文章对智能化训练模拟系统进行了可行性研究与应用以解决部队日常训练中缺乏实际训练设备、训练效果低下、训练限制条件多等问题本系统基于真实场景的模拟训练系统架构使用数据与模型标准化技术实现设备数据的接口统一化采用训练进程综合控制技术确保在复杂的模拟环境条件下仍能保证训练的高效性同时利用智能化训练仿真技术来模拟各种真实环境下的训练场景使用交互自适应模块保证平台的高可用性以为部队训练提供安全可靠、高效直观的训练方式

关键词智能化模拟训练;数据与模型标准化;训练控制;智能仿真

中图法分类号：TP391文献标识码：A

Feasibility study and application of intelligent training simulation system

LIU Zhichao

（Rocket Force Military Training Center of The Staff，Beijing 100085，China）

Abstract： In this paper，the feasibility study and application of the intelligent training simulationsystem are carried out to solve various problems such as lack of actual training equipment，lowtraining effect，and many training restrictions in the daily training of troops. The system adopts asimulation training system architecture based on real scenarios，uses data and model standardizationtechnology to unify the interface of equipment data，and adopts comprehensive training processcontrol technology to ensure the efficiency of training under complex simulated environmentalconditions.Intelligent training simulation technology simulates training scenarios in various realenvironments，uses interactive adaptive modules to ensure the high availability of the platform，andprovides a safe，reliable，efficient and intuitive training method for army training.

Key words： intelligent simulation training，data and model standardization，training control，intelligent simulation

長期以来，部队日常训练存在一个重大难题，即在缺乏实际设备进行训练的情况下，训练组织者与受训者对于训练进程和训练效果的实际情况都很难把控。同时，在考核评估时，训练评估人员也难对训练结果与质量做出实际、准确、科学的评判。在数字化信息条件下，训练情况瞬息万变，对于部队以往使用的训练教学方式提出了严峻考验，固定、单一的训练方式对于现时代高科技战争中的实际战况难以把握，已经不能满足训练要求[1 ]。

运用智能化训练方式，将训练场景智能化、数字化、训练装备数据化是新时代军事训练领域的重要内容，同时是各国军事研究的热门方向。为了彻底解决上述难题，智能化训练设备与模拟仿真教学训练系统等应运而生。基于智能化任务模型的装备仿真与训练系统，完全不需要额外增加任何实际仿真训练与装备训练的时间损耗，其仿真任务场景中的智能设置将几乎与装备模拟训练真实任务环境系统保持一致，可满足真实装备模拟训练任务环境下的多种仿真训练任务要求。同时，该系统可以将一些难以实现的训练场景通过智能化仿真模拟场景进行展现，使得每个参训和组织人员能够体验到训练的完整过程，达到“用低训练成本得到高训练效果”的目的。

1  可行性研究与设计

1.1  可行性研究

智能化训练模拟系统将训练场景智能化、数字化，训练装备数据化，通过等效环境模拟引擎提供模拟的真实场景与装备训练数据，在对整体训练进行高度可控的情况下，可提升训练效率与装备操作的熟练度。在智能模拟引擎技术的支撑下，展现训练进程的真实模拟特性，达到与实际训练相同的训练效果。使用智能化训练模拟系统，可以保证训练的高效性与有效性，解决部队以往训练中的各种问题，为部队训练带来新方向。

1.2  基于真实场景的模拟训练系统架构

基于部队训练中的各种专项训练的实际场景与训练执行流程，通过平台控制介入的方式，可实现智能化训练模拟系统将设备的模拟操作与实际功能的完美结合。力求构建真实的一体化训练环境，可使指挥人员的能力、参训人员操作训练设备的熟练度大幅提升。使用智能化训练模拟系统能够对人员、设备、装备的状态进行实时掌控，并对训练流程严格把控以及对部队的综合能力进行量化评估。

1.3  数据与模型标准化技术

智能化训练模拟系统利用通用数据标准化技术，实现训练设备、数据接口的统一化。其着眼于一体化的联合作战能力的形成与提升，实现多军兵种、多设备、多设施的联合与协同训练，通过大量数据信息以及模型的支撑达到高标准、低经济、可灵活配置的训练目标。利用数据与模型标准化技术，将数据类型和现有技术框架进行统一，并将多种装备进行数字化模型解算，可统一装备的数据输入与输出，从而实现多装备、多模型的统一数据格式。根据实际装备的特征与数据进行装备模型的建模，利用实际设备的真实数据驱动装备模型的运行，将装备模型与数据进行统一管理，可实现多种训练场景和训练设备的高兼容性和可复用性。从顶层设计统一规划，明确基于智能化训练模拟的技术标准，为训练设备、设施提供统一的数据接口和通用建模，可提高训练效果与准确度[2] 。

1.4  训练进程综合控制技术

智能化训练模拟系统合理利用了有线设备和无线网络信道，实现了复杂模拟仿真环境中的故障本地远程设置和技术故障远程设置。将训练环境和进程自动控制仿真技术系统结合，实现了远程真实环境模拟操作与设备远程故障状态实时设置。实时将模拟战场与训练环境通过远程仿真训练系统传送到真实训练系统，可以有效解决设备故障操作和训练环境模拟训练“两张皮”问题，并大大提高训练人员对突发事件的灵活应对水平，真正实现远程真实训练场景中的训练，并覆盖绝大多数训练场景，使训练人员的“训练沉浸感”更强[3]。

1.5  智能化训练仿真技术

智能化训练模拟系统主要利用可编程工控机件和可编程计算机控制器，模拟了真实训练场景下的多种仿真设备的相关功能，对训练设备信息进行全面、实时、快速的数据分析，并自动向指挥或控制管理人员进行操作信息分析反馈，实现了在专项能力训练场景中模拟该系统设备进行的综合全训练流程、设备操作训练、试验结果模拟仿真，提高了操作人员对模拟设备系统的总体认识和实战操作能力。

1.6  交互自适应模块

通过引入基于应用平台的协议与适配模块，使得智能化训练模拟考核系统真正在部队实现到了与控制信息平台和模拟训练应用平台间的数据信息和适配信息互联，保证控制平台不需要更改原有架构的基础上与训练平台进行数据互通。跨平台的交互及自适应技术将保证智能化训练模拟系统实现在多模式、多平台交互的使用场景转换中的可用性及与其他平台场景切换应用中数据的可用性，也为实时信息快速交换、传输和高度融合共享奠定技术基础。

2  智能化训练模拟系统的实现与实际应用

2.1  等效智能模拟仿真器

本系统应用智能化训练仿真技术实现了等效智能模拟仿真器的功能，保证训练中的智能化，解决了以往训练中效率低下、成果差的问题，同时实现了基于真实场景的模拟训练，提高了训练效率。使用等效智能模拟仿真器进行智能化模拟训练，能够大大缩短训练前期准备时间，让训练管理人员和受训人员对实训装备的操作熟练度有极大提升，对训练设备及训练场景进行通用建模，增加了模型的高复用性，提高了训练数据的利用率，减少了模拟训练的准备时间，从而提高了训练效率。同时，利用上级控制系统，训练管理人员可对智能化模拟训练设备和人员进行指令下发和远程控制，能够对训练中的各种突发情况进行处理和操作人员的临场操作能力进行全面考察，在节省训练时间的同时提升了整体训练效率[4]。

2.2  基于应用的协议适配

在智能化训练模拟中，不同设备产生的数据基于协议适配技术进行传输，以保持数据格式一致，且简化系统处理数据的流程，同时保证数据简单、易读。通过级联协议配置，将不同设备模型以及协议模型数据进行抽取，整合为同构信息格式，以提高重构度。对不同训练场景以及训练设备进行统一建模，为智能化训练模拟系统的数据、模型、接口制定统一规范，在保证模拟训练的准确性的前提下，增强数据和模型的可重用性，提高模拟训练效率。

2.3  代理模块

首先，利用一级代理模块，可连接训练数据计算交互平台和训练过程控制交互平台，在对训练过程控制交互平台进行优化部署整合后，可直接使用，能够实时将各种信息数据加以收集、统计及汇总，实现了实时训练信息数据的传输、处理、管理、交互。其次，二级代理模块代理数字化训练设备，在经过简单配置后，为设备之间的高效通信交互提供支持，同时保证与智能化训练模拟系统的数据传输有统一的接口，从而提升系统的适配性。在实际训练中，代理模块承接控制平台、训练平台与训练装备，保证各平台与训练装备的数据转发、指令下达的时效性与准确性，提高了智能化训练模拟系统的精确性。通过使用代理模块，可以使智能化训练模拟设备的多重控制变得简单，使得使用、移植十分方便，便于系统的对接与推广。

2.4  高性能通信服务

智能化训练模拟系统采用多种高性能网络通信协议，可用于多个高并发请求的复杂网络环境中，以实时、高效传输网络消息，满足网络应用系统多样化、网络环境多样化的需求。

智能化训练模拟系统对训练设备有很强的适应能力和信息传输能力，能够建造各种训练场景模型，并进行统计，为之后的训练进行数据储备。其依靠高性能通信服务，能够满足多场景、复杂环境、多设备需求，在数据量、通信链路压力增加的情况下表现良好。

2.5  多平台融合技术

在执行训练指令时，智能化训练模拟系统不能直接对硬件设备造成干扰与影响，因此要求其与训练控制操作平台进行隔离，并与训练数据运算和模拟操作系统进行解耦合。模拟操作系统不能直接干预训练操作系统的运行，各系统需要单独进行网络构造操作，从而保证系统的运行安全与数据解耦。

在日常训练中，部队为了达到预期目标和实现良好的训练效果，需要及时将相关信息数据通过计算机上传至指挥控制平台。智能化训练模拟系统采用基于代理模块的模块化设计，对接指挥控制中心与训练信息管理平台，保证各类数据资源能够实现自动、准确采集与分发。

3  总结和展望

智能化训练模拟系统在部队现代化训练方面拥有十分广阔的应用前景，能够有效减少部队的装备物资消耗，改变了各类训练信息化方式难以融合的现状，通过高效、准确、经济、多场景模拟仿真训练平台，为部队逐步实现训练信息化及日常实战训练提供了基础软件支持;為部队训练效果、训练信息化质量的实时考核评定和考核评估工作，提供了更为科学、有效、可靠的方法;能够根据试验设备要求，研制设计相应的试验模拟分析系统，提高了设备的可靠性和研发效率;可以实现高耦合的模块化制造，有很较强的可扩展性和可移植性，为训练系统的进一步发展提供基础保障。

随着部队特种训练演习任务逐渐增多、设备研制力量逐渐强、信息化技术日益发展，开展日常任务全流程化专项技能训练工作必不可少。智能化训练模拟仿真技术的推广，有利于实现部队的现代化模拟训练，提高部队的信息化训练效率，培养出更多的高层次复合型人才，从而提升部队的综合战斗力。

参考文献：

[1] 王巍.数字化训练模拟系统的研究与应用[ J].产业科技创新，2020（15）：2.

[2] 陈亮，杨勤，曹晓.国外模拟训练对发展我军航海模拟器的启示[J].舰船电子工程，2011，31（5）：12?14.

[3] 田赤军，李艳雷，唐成，等.国外军用训练模拟技术发展分析[J].战术导弹技术，2015（4）：107?110.

[4] 王锁平.单机版数字化模拟训练系统[J].海军大连舰艇学院学报，2006，29（3）：85?89.

作者简介：

刘智超（1984—） ，本科，工程师，研究方向：军事训练。