基于UML的炮兵網上對抗導演系統建模

陳開余，朱皖松

（解放軍炮兵學院，安徽 合肥 230031）

隨著現代戰爭向一體化聯合作戰方向發展，戰爭的組織形式越來越復雜，組織炮兵對抗訓練的難度也越來越大。新一代軍事訓練與考核大綱明確要求，要把對抗訓練作為提高實戰化訓練水平的基本途徑。然而，研制炮兵網上對抗系統的目的就是實現在較低的運行成本下構建復雜的戰場環境、搭建實戰化的對抗平臺，為提高指揮員謀略、指揮水平提供有力支撐。炮兵網上對抗導演系統是炮兵網上對抗系統的子系統，也是炮兵網上對抗系統的骨干成分，其設計水平的高低對于整個網上對抗系統效能的發揮起著至關重要的作用。

統一建模語言 UML是對 Booch，Rumbaugh和Jacobson表示方法的統一而形成的標準建模語言，具有定義良好、易于表達、功能強大等優點。UML融入了軟件工程領域的新思想、新方法和新技術，具有很寬的應用領域，其作用領域不限于支持面向對象的分析與設計，還支持從需求分析開始的軟件開發全過程，獲得了工業界、科技界和應用界的廣泛支持，成為可視化建模語言事實上的工業標準，具有重大的應用價值。

1 系統需求內容陳述

系統建模的第一步就是獲取系統需求內容陳述，其目的是將需要解決的問題系統化、規范化，在開發者與用戶之間達成共識，建立所要開發系統的用例模型。炮兵網上對抗導演系統要能針對逼真的戰場態勢、模擬的指揮控制流程、準確的行動效果、匹配的指揮權限，對對抗過程進行實時控制、對對抗結果做出科學合理的裁決，對訓練質量做出有效的評估。其需求內容陳述為：1）作戰行動所達成的戰場效果能通過系統得到體現。2）現實的軍事規則要能得到客觀體現。3）導演能對對抗過程實施實時控制。4）要能為指揮員提供輔助決策。5）對抗訓練能得到客觀裁決、作戰能力能得到科學評估。6）系統要有較強的可靠性和穩定性。7）人機界面友好。

2 系統靜態模型

根據以上需求陳述內容可繪制出系統用例圖，它由參與者（Actor）、用例（Use Case），以及它們之間的關系構成。用例圖可視化地表達了系統的需求，具有直觀、規范等優點，克服了純文字性說明的不足，易于被用戶理解和接受。炮兵網上對抗系統的參與者可以分為：總導演、紅、藍分導演三類，以總導演為例，分析建立系統的用例圖，如圖1所示。

根據用例圖可知系統的領域類主要有用戶類、輔助決策類、導控信息類、決心類、對抗信息類、態勢類、統計分析類等，其類圖（Class Diagram）如圖2所示。它主要用于對系統中的各種概念進行建模，并描繪出它們之間的關系。

其中，用戶類包括用戶角色、用戶姓名、用戶現實身份等信息，總導演，紅、藍分導演，紅、藍隊員繼承用戶類。輔助決策類實現方案生成、預案分析等功能。導控信息類涵蓋導演導控對抗訓練進程的全部信息，包括導控內容、導控對象、導控方式等，誘導信息和管理信息繼承導控信息類。決心類具有標識、來源、類型、決心內容等要素。對抗信息類記錄對抗過程詳細信息，包括對抗內容、對抗方式、對抗手段、對抗結果等屬性。態勢類記錄雙方決心對戰場態勢引起的變化，具有態勢元素類型、敵我標識、態勢元素

圖1 炮兵網上對抗系統總導演用例圖

圖2 系統類圖

3 系統動態模型

用例圖和類圖從整體上描述了系統內部的功能設計，是建立系統動態模型和詳細分析系統工作過程的基礎，并沒有涉及操作的具體流程和細節。為研究對抗系統中各對象之間交互的具體細節，就需要對系統中對象的動態交互過程深入研究，建立系統動態模型。在對系統進行動態建模時，根據用例圖和類圖，可首先建立序列圖(Sequence Diagram)，序列圖描述的是用例的實現流程，表示對象之間傳送消息的序列。通過時序圖可以考察用例的功能是否能實現，以及如何實現。一個單獨的序列圖只能描述一個控制流，一般來說，一個完整的控制流肯定是復雜的，我們可以構建多個序列圖。

下面，以訓練質量評估用例為例建立序列圖，如圖3所示。

圖3 訓練評估用例序列圖

協作圖(Collaboration Diagram)和序列圖都是用來對系統的行為進行建模的，但是協作圖著重于對系統成分如何協同工作進行描述。以訓練質量評估用例為狀態、范圍、數量等屬性，并可對態勢元素進行加入、刪除、修改等操作。統計信息類對采集到的對抗信息進行統計分析，為總導演裁決、講評提供依據。

例建立協作圖，如圖4所示。

圖4 訓練評估用例協作圖

活動圖(Activity Diagram)表示一個程序或工作流，著重描述用例實例或對象的活動，以及操作實現中所完成的工作。以總導演導控對抗訓練為例建立活動圖，如圖5所示。

圖5 總導演導控對抗訓練活動圖

4 結束語

本文采用UML對炮兵網上對抗系統進行建模，可以將復雜的對抗系統用簡單明了的可視化圖形表示出來，為整個系統的開發提供靈活、一致、易讀的表達，不僅可以解決系統開發中眾多領域人員之間難以相互交流理解的難題，從而為系統的分析、設計、維護及擴展提供了有利的條件，還可以提高系統可重用性和可維護性，具有廣泛的應用前景。

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