基于信息系統的炮兵作戰訓練仿真導調系統設計

楊 軍

（解放軍炮兵學院，安徽 合肥 230031）

炮兵指揮信息系統是炮兵部隊實施作戰指揮的主要手段，其運用水平決定著基于信息系統的炮兵體系作戰能力的生成。目前，受傳統訓練思想的影響，炮兵指揮信息系統的運用還存在諸多問題，缺少可以有效組織炮兵部隊基于指揮信息系統訓練行之有效的手段。因此，研制開發一套基于信息系統的炮兵作戰訓練仿真導調系統對于提升炮兵指揮信息系統運用水平、提升炮兵作戰能力具有重要意義?；谛畔⑾到y的炮兵作戰訓練仿真導調系統（以下簡稱仿真導調系統），就是針對當前炮兵指揮信息系統，以導調控制為核心，集作戰仿真與訓練評估等功能于一體，從而實現對炮兵訓練全過程的實時調控和準確評估。

1 系統需求分析

1.1 炮兵作戰訓練導調活動流程分析

導調活動是導調人員為達成一定的作戰指揮訓練目的，對參訓人員訓練行為的組織領導活動，又是導調人員履行職責，行使導演、調理職權的過程[2]。導調活動是導調內容在過程、程序和方法上的具體體現，同時也是分析導調功能需求和進行導調系統設計的重要內容。炮兵作戰訓練導調活動主要包括導調準備、導調實施和評估總結三個階段。

導調準備是指在炮兵作戰訓練開始前，導調人員為確保炮兵作戰訓練高效有序進行，完成預期訓練目的而進行的一系列準備工作。導調準備階段是整個導調活動的基礎，主要包括確定炮兵訓練課目，設定訓練內容，并對訓練內容反復進行推敲，最終生成切實可行的訓練方案。

導調實施主要是指在炮兵作戰訓練過程中，導調人員為訓練炮兵作戰能力，對整個作戰訓練過程實施的導調控制活動。在該階段，導調人員應站在全局的高度，收集、分析炮兵作戰訓練的相關信息，進行階段性評估，根據訓練情況，實時進行導調控制。

評估總結主要是在炮兵作戰訓練結束后，導調人員匯總整個訓練過程的評估數據，對參訓部隊“偵、打、指、評”等環節進行綜合評估，給出評估結果并進行講評總結。

1.2 系統功能需求

針對信息化條件下炮兵作戰訓練特點，本文考慮當前基于信息系統訓練存在的不足，結合上述對炮兵作戰訓練導調活動流程的分析，充分借鑒國內外先進導調系統的功能，從實際需求和技術方面分析仿真導調系統整體上應具備以下功能：

1）完善的導調控制功能。指的是能夠通過人機交互的形式，實時對訓練過程進行干預和調整，引導訓練進程，達到預定訓練目的。主要包括文書擬制、信息傳輸、態勢標繪、文電管理、數據計算等。

2）逼真的作戰仿真功能。模擬顯示戰場三維數字影像，影像具有大范圍和廣泛的觀察視角；實時生成戰場地理環境；仿真炮兵作戰行動全過程，使參訓人員能夠在近似逼真的條件下完成訓練課目。

3）科學的訓練評估功能。能夠綜合整個訓練過程的訓練情況，按照相關評估要求，對參訓單位的整體訓練水平進行綜合評估。

2 系統組成

根據以上對仿真導調系統的功能需求分析，合理設置各組成部分的功能。該仿真導調系統主要可以劃分為三個席位，即導控席、視景席以及模型機。

導控席是該仿真導調系統的核心，整個仿真導調系統的主要功能都集中在導控席上。因此，導控席在實施導調活動中占主導地位。該席位可完成構設訓練初始態勢、傳輸導調信息和命令、控制訓練進程和進行評估等功能。

視景席主要通過導控席和模型機進行信息驅動，顯示三維虛擬場景，可以給參訓人員提供近似逼真的戰場環境。

模型機在仿真導調系統中起到紐帶的作用，主要完成數據計算和數據轉換功能（具體涵義見下文）。

3 系統功能模塊設計

仿真導調系統的功能模塊設計應注重將系統功能進行有序整合，符合結構化設計思想，做到模塊之間內聚度大、耦合度小。對系統進行功能模塊設計，其基本思路就是把系統的功能需求分配給軟件的結構，形成功能模塊結構圖。仿真導調系統主要由六大模塊組成，分別是導調準備模塊、導調控制模塊、模型計算模塊、視景仿真模塊、信息存儲模塊和訓練評測模塊。如圖1所示。

圖1 仿真導調系統功能模塊結構

1）導調準備模塊。科學合理的導調準備工作是完成整個導調活動的前提和基礎。導調模塊可以新增或讀取已存儲的作戰訓練方案，并對作戰訓練方案相關信息進行完善；設置各席位IP地址；規定作戰編成和編組。在此基礎上，為保證整個導調活動具有統一的時間基準，避免仿真導調系統與炮兵指揮信息系統之間時間的不統一等問題，不利于導調與訓練步調一致，導調準備模塊具備了系統對時功能。有了統一的時鐘，就為整個導調活動提供了時間基點。

2）導調控制模塊。導調控制是整個導調活動的中心。導調人員依據初始作戰想定、感知的戰場態勢和訓練進展情況,通過導調控制模塊對訓練過程實施導調控制。導調模塊包括環境導調、文件導調和導調命令三個子模塊。一是環境導調。主要是指對當前作戰環境進行調整，包括指發布氣象通報、改變戰場自然環境等。二是文件導調。主要包括傳輸導調文書和傳輸態勢圖。導調文書采用人機交互方式輸入，由計算機根據該文書所套用的模版格式自動排版，生成導調文書；態勢圖是以軍事地理信息平臺為依托，完成導調態勢、紅方態勢以及藍方態勢的聯動標繪。三是命令導調。采用自由報文的形式，對戰場態勢、作戰行動、仿真運行進行自由調控。

3）模型計算模塊。模型機的主要功能都是由該模塊完成的。數據計算是指在數據管理和通信的支撐下完成射擊指揮、戰術指揮、偵察測地、結果統計、計算炸點、計算毀傷程度等計算。數據轉換主要是將各種數據轉換成驅動視景席顯示場景變化的信息。

4）視景仿真模塊。三維戰場視景仿真模塊允許指揮人員和導演人員深入戰場內部對戰場的局部進行細致入微的查看,以增強直觀感受,使訓練更具有真實感和沉浸感。該模塊以MultiGen Creator三維建模軟件和MultiGen Vega三維仿真軟件為主要開發工具，模擬戰場環境、態勢變化、作戰行動、射擊過程。同時對炮兵常見目標的不同毀傷狀態進行了建模，根據目標的毀傷程度，模擬出逼真的毀傷狀態。

5）信息存儲模塊。采用 MicroSoft公司的 SQL Server2000數據庫管理系統，在串口通信協議的支持下，對炮兵訓練過程中的各種訓練信息進行存儲，并按照類別區分和存儲格式轉換成評估數據。存儲的信息主要包括：各種作戰文書、射擊口令、自由報文等信息。

6）訓練評測模塊。依據新一輪《陸軍部隊訓練與考核大綱》的要求，系統地構建炮兵作戰訓練評估指標，建立科學合理的評估模型，從數據庫中讀取評估數據，從情報偵察、指揮控制、火力打擊、快速機動、綜合保障、整體防護等六種能力對炮兵作戰能力進行綜合評估。

4 系統信息流程設計

系統的信息流程是系統工作的主線程。弄清仿真導調系統的信息流程對于系統開發和軟件編寫具有十分重要的作用。圖2為仿真導調系統信息流程圖。

圖2 仿真導調系統信息流程圖

圖2中標號的具體涵義如表1所示。

表1 標號涵義表

從圖②中可以看出，導調信息主要分成初始導調信息和過程導調信息兩種，分別由導調準備模塊和導調控制模塊確定，傳輸至指揮信息系統。其中初始導調信息主要是指基本的企圖方案和想定；過程導調信息主要是指在炮兵訓練過程中，導調人員對訓練過程實施調控的信息。

場景驅動信息主要是由初始態勢信息、態勢變化信息和指揮控制信息三種信息經模型機處理轉換而成，驅動視景席顯示三維場景。其中初始態勢信息由導調準備模塊確定，態勢變化信息由導調控制模塊確定。指揮控制信息主要是指在作戰訓練過程中，由指揮信息系統確定的戰術指揮和射擊指揮等信息，這些信息傳輸至模型機，經計算后確定行軍路線、炸點位置、目標毀傷程度等信息，并傳輸至視景仿真模塊，驅動視景席顯示參訓單位的戰術行動和射擊效果。

訓練情況信息由指揮信息系統傳輸至信息存儲模塊，該信息存入數據庫后轉換成綜合評估數據；訓練評測模塊從數據庫讀取綜合評估數據，根據評估模型，對炮兵作戰能力進行評估。

5 結束語

本文仿真導調系統的設計可以滿足當前炮兵基于信息系統開展訓練的需要，能夠實現對炮兵作戰訓練的靈活導調，模擬仿真作戰訓練的全過程，科學評估訓練水平。同時適應于不同型號的指揮信息系統，對提升炮兵部隊基于信息系統訓練水平具有重要意義。目前，正在和某型號炮兵指揮訓練模擬系統進行集成運用，達到了設計的要求。

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