基于M&S方法的指揮系統性能測試關鍵技術研究

摘要：隨著新技術的不斷出現和測試技術的飛速發展，指揮系統的功能越來越強大，其在現代戰爭的作用日益凸顯。然而指揮系統的復雜性也使得其測試工作面臨著巨大的挑戰。在研究指揮系統測試方法的基礎上，對基于模擬仿真測試方法構建測試系統的關鍵技術進行了闡述分析，并著重討論了模擬仿真技術、數據庫技術和數據生成技術，旨在對構建指揮系統相關的測試系統提供方法參考和指導。

關鍵詞：MS方法；指揮系統；性能測試；關鍵技術

中圖分類號：TN98-34 文獻標識碼：A 文章編號：1004-373X(2012)03-0026-03

引言

在現代戰爭中，指揮系統發揮著越來越重要的作用。海灣戰爭以后，世界各國都加快了指揮系統的研究工作。同時，作為保障指揮系統快速適應部隊需要和快速生成戰斗力的指揮系統性能測試技術也實現了飛躍式的發展。由于采用基于模擬與仿真(Ms)的測試方法具有周期短、成本低、適應性強等方面的特點，近年來在指揮系統測試領域顯示出巨大的優勢。

然而，基于MS的測試方法應用于指揮系統性能測試還存在許多關鍵技術需要進行深入分析和研究。

基于MS方法的指揮系統測試總體框架

基于MN-S方法的指揮系統性能測試系統與傳統指揮系統性能測試系統的根本區別是：采用一個模擬設備代替藍軍指揮系統和導演中心，如圖1所示。采用包含了藍軍指揮系統和導演中心功能的模擬設備，在進行指揮系統性能測試時，構建測試系統相對要容易很多，使得測試更容易進行。

基于模擬仿真方法構建測試系統具有以下兩個方面的特點：測試系統的驅動環境主要由模擬仿真技術實現，應用該方法可使測試系統的構建更加快捷、方便；模擬仿真環境中可以自主地建立通信協議，從而實現炮兵指揮系統的系列化測試，尤其適合實驗室應用。

2基于MS方法的指揮系統性能測試關鍵技術

基于本方法構建測試系統雖然在降低系統測試開銷方面取得了巨大成功，但是由于其減少了指揮系統作戰中的必要環節，如雷達、實彈射擊等，使得本系統設計和實現的難度大大增加。接下來僅就本測試系統實現過程中面臨的主要關鍵技術做簡要介紹。

2.1模擬設備實現——模擬仿真技術

模擬設備具有藍軍和導演中心功能，是實現模擬仿真測試的關鍵設備之一。由于模擬設備是智慧系統的簡化和精煉，同時其也不存在雷達等傳感設備，因此模擬設備的實現面臨著巨大的挑戰。首先模擬設備必須具備以下幾個方面的能力：針對指揮系統的行動、作戰意圖等做出快速反應；分析戰場態勢，根據戰場態勢和雙方交互信息進而對作戰效果進行評估；為系統的運行提供各種劇情，仿真和測試管理功能等等。

劇情生成功能

通過生成戰場虛擬對抗仿真環境，實現與指揮系統對抗推演的可視化。為智慧系統性能測試提供各種為達到試驗目標所必須的劇情。

仿真測試管理功能

由于模擬設備綜合集成了藍軍指揮系統和導演系統的功能，因此，其對模擬仿真測試具有控制和管理能力。同時測試人員可以對其進行操作。

通信功能由于本測試項目中，測試階段缺少雷達等探測設備，因此，模擬機中必須有與指揮系統進行通信的通信模塊以保證二者之間的信息交換和測試的順利進行。若二者之間的通信出現問題，系統難以正常工作，測試所需要的很多數據必然不可能得到。

2.2數據生成技術

在指揮系統測試中，系統運行需要一系列數據支撐。指揮系統測試運行所需要的數據包括：氣象數據、地形環境數據；戰術想定數據；作戰效果評估數據等。

氣象數據包括風力、風向、溫度、濕度、地面氣壓等。其都會對武器裝備的作戰效能發揮和人員戰斗力產生影響。本項目中風力和風向數據隨機生成，其規律符合基本的時令和地域特征。

地理環境數據生成有兩種方式：隨機生成和人工輸入方式。隨機生成是在預先配置好的軍用地理信息庫系統中抽取，這種方式的優點是地理環境數據生成快速、方便。但是，數據庫大小和戰場環境多樣性，可變性之間存在較為尖銳的矛盾；人工輸入方式可根據戰場環境和戰術想定配置戰場環境數據，使之更加逼真、可靠，但是效率低下，需要耗費大量的時間。

根據戰術想定所面對的對象不同，將戰術想定劃分為兩種：一是文本式戰術想定，面向用戶；二是格式化戰術想定，面向計算機。戰術想定技術就是實現文本式戰術想定與格式化戰術想定之間的轉換和將戰術想定標繪成態勢圖。我軍已有戰術想定軍標，規定有戰術想定內容、用語等，存貯格式為“txt”文件。從文本式戰術想定中提取配置信息保存到應用軍標庫，供標繪態勢圖使用。匹配關鍵詞主要有部隊名稱與類別、坐標位置、地域信息、裝備名稱等。通過應用軍標庫和地圖及地理信息處理平臺的標圖接口，根據格式化的戰術想定標繪初始的態勢圖。

作戰效果評估數據是戰場推演和效能評估的重要數據，本項目中由于具有非實兵對抗性，對作戰效果的評估采用模擬方法。效果評估模塊收集射點和彈種類型數據，并根據彈藥毀傷模型對作戰效果進行估計。

2.3數據庫技術

指揮系統性能測試過程中會用到和產生大量的數據，為提高測試效率，必須選擇最適合的數據庫系統和數據查詢、檢索方式。

2.3.1數據存儲

指揮系統發出的各種數據是其性能測試數據的重要來源。指揮系統測試過程中會產生大量的信息數據，數據的存儲必然會是測試進行之前需要解決的問題。考慮到指揮系統產生的數據種類較多，且每一種數據的存儲量不是特別大，此外還存在諸多的表格數據，因此，采用sqlserver數據庫，數據以數表的形式進行存儲，本系統中的數據表格基本結構如圖2，圖3所示。其中數據表格包括射表，射擊計劃與結果數據表，部隊機動路線表，部隊編成數據表，裝備屬性數據表，裝備基礎數據表等等。

2.3.2數據查詢

當性能所需的數據被采集、存儲后，需要將采集到的數據從數據庫中提取出來用于測試。數據庫查詢經過以下幾個步驟實現：用戶提交查詢；DBMS解析器對查詢進行解析，判斷其查詢語法和查詢參照屬性的正確性；將解析之后的查詢轉換成關系代數表達式；查詢優化；執行查詢命令。其中查詢算法和查詢優化是數據查詢設計的重點內容。由于系統測試時僅僅需要依據數據源的不同進行區分使用，因此，在本測試系統中數據的檢索關注的重點要集中在查詢優化部分。

3基于MS方法的指揮系統性能測試發展展望

模擬仿真方法的性能測試在測試領域取得了廣泛的應用和較好的測試效果，尤其是在不便于進行實際操作的條件下，模擬仿真測試是非常先進和有效的探索測試方法。本項目采用的基于MS方法的指揮系統性能測試，在測試中不采用雷達等一系列傳感器，大大降低了測試系統的展開難度，使測試工作進展更加迅速。當然由于技術的不成熟和該方法在指揮系統測試中應用的時間較短等因素的影響，該方法還存在著巨大的提升空間。基于MS方法構建測試系統針對指揮系統進行實裝測試，只能體現狹義指揮系統(不包括雷達等設備)性能，因此在具體應用時需要具體問題具體分析。

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