基于B/S架構的兵棋推演系統設計與實現

周　政，　趙宏宇

(1. 裝備學院 研究生管理大隊， 北京 101416；　2. 裝備學院 裝備指揮系， 北京 101416)

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基于B/S架構的兵棋推演系統設計與實現

周政1，趙宏宇2

(1. 裝備學院 研究生管理大隊， 北京 101416；2. 裝備學院 裝備指揮系， 北京 101416)

摘要針對B/S架構及先進的多想定、多進程以及多方推演技術進行研究，實現了基于B/S架構的兵棋推演系統。該系統使用便捷，只需通過瀏覽器訪問系統即可，參訓人員可單獨推演，也可集體組織推演，不受地點，時間和環境限制，為培養軍事指揮人員提供了有效手段。應用和實踐表明，系統能夠使參訓人員更易操作和使用，在保持專業嚴肅性之外，還兼具了娛樂性，極大地提高了參訓人員對兵棋推演的興趣。

關鍵詞B/S架構；兵棋推演；推演訓練；系統架構

能打仗，打勝仗為培養軍事指揮人員提供了戰斗力標準。兵棋推演對這一目標的實現，具有強有力的輔助作用。兵棋推演強調人的因素，注重定下決心的過程，而實現這一過程就需要參演人員具備較好的軍事素養、指揮能力、謀略水平等，這也符合人是戰爭勝負決定性因素的客觀規律[1]。未來戰爭中，利用兵棋推演，可以預測對手的作戰策略，提前制定應對戰場變化的謀略；和平時期，它是提高軍事指揮人員的指揮能力和謀略水平不可多得且非常有效的訓練工具[2]。研究兵棋推演對未來戰爭的戰斗力提升具有重要意義。

1國內外發展現狀

國內對兵棋研究起步較晚，近些年進步明顯。具有代表性的是國防大學研發的大型戰略戰役兵棋系統，系統利用大型計算機可推演一場局部戰爭，這場戰爭除涉及坦克、飛機、各型艦艇外，民眾、電廠、機場、加油站等基礎設施也全部囊括在內。在模擬的真實性和準確性上，除了對大量數據進行核對外，還可以通過科學計算，收集歷史數據等方式對新型武器裝備的大量試驗數據，以及部隊使用效果等進行最后檢驗。

美國是兵棋成就最高的國家，目前，美軍已把兵棋作為訓練軍官和研究戰爭的重要工具。海、陸、空及太空聯合演習(Joint Land、Air、Sea and Space ，JLASS)是美軍聯合教育演練項目，主要關注戰役和戰略級聯合及合同作戰，是一個多邊的、計算機輔助的、基于研討形式的戰略和戰役兵棋推演，由野戰部隊、特遣隊和空軍戰術編隊組成，是唯一在高級軍事教育院校舉行的聯合兵棋推演，其目的是通過美軍對地區性危機處理的檢驗，增強聯合職業教育的效果[3]。

臺灣“漢光兵棋推演”系統是從美國引進的“聯合戰區級模擬”(Joint Theater Level Simulation，JTLS)系統，是美國20世紀80年代開發的項目，通過后續功能與系統不斷升級，系統用戶持續增加，應用領域也日益擴大。該系統是一個支持陸、海、空、天多邊聯合作戰的、交互式的、離散事件仿真系統，主要用于武器裝備體系作戰能力評估、模擬訓練和輔助演習，模擬的作戰層次定位于帶有一定戰術逼真度的戰役行動[4]10。

本文的兵棋推演系統采用了B/S架構，與現有系統采用傳統C/S架構相比，該架構突破了C/S架構局限，可在任何操作系統中使用，只需聯入網絡即可。管理員不用參與，系統會分配給參訓人員帳號，供登陸推演系統使用。該架構提高了平臺的兼容性和便利性，不需客戶端維護，系統功能易擴展，突破了地點、時間和環境限制，可生成多種題材的兵棋推演想定，供推演訓練自由選擇。

2軍事需求、工作流程及系統主要功能

2.1軍事需求

我軍目前培養軍事指揮人員的模式多樣，訓練體系健全[4]13，但實兵對抗演習，會使人力物力大量消耗，不可能實現常態化，院校目前的培養機制，面向實戰對抗的真實感又不夠，兵棋推演則可提供較好的面向實戰對抗的真實感，且使訓練常態化成為可能。利用本文的兵棋推演系統可豐富部隊和院校對軍事指揮人員的培養模式，滿足參訓人員在網絡內自由推演和集中推演活動的需求，鍛煉軍事指揮人員對作戰行動的理解和組織計劃能力[5-6]，從而進一步拓展部隊與院校對軍事指揮人員的培養模式。

參訓人員可利用網絡環境進行一對一、多對多的兵棋對抗推演，實訓單位也可通過網絡環境組織集體兵棋推演和對抗演練。系統所涉及的人員主要有4個方面:(1) 推演人員,可根據想定提供的兵力、武器裝備和態勢進行初始部署，可指揮部隊機動、攻擊、補給、休整;(2) 觀摩人員,可在推演過程中，觀看推演雙方對抗情況，通過觀摩推演進行學習和評價;(3) 導調人員,可進行想定兵力設置調整，推演開始與結束的控制，實時修改推演過程中的數據，通過導演和調控推演進程，保證推演科學合理地實施;(4) 管理人員,因同時操作人數多，需專人監控推演過程中服務器、網絡的運行情況，及時解決出現的技術問題。

2.2工作流程

導調人員提前制作《對陣表》和《想定兵力表》，《對陣表》為推演人員分配角色(紅方或藍方)，《想定兵力表》需調用地圖數據庫和部隊模型數據庫，設計本次想定中各方兵力配置(兵種及數量)及部隊能力值，根據此表將想定數據錄入至想定模塊，并根據想定模塊生成若干個推演室；推演人員根據《對陣表》安排，登錄指定推演室，并根據各自分工進行兵力部署(將基地內的部隊部署至基地外)，然后等待導調人員的開始命令；導調人員下達開始命令后，推演人員點擊“開始”功能，轉入到推演狀態；在推演過程中，觀摩人員可通過態勢顯示系統對推演過程進行全方位的觀摩，戰場態勢顯示系統支持3種顯示方式：紅方態勢(可看紅方部隊及其可見范圍)、藍方態勢(可看藍方部隊及其可見范圍)、綜合態勢(可看到雙方所有部隊)。推演過程中可通過戰報顯示實時戰況，推演人員可實時獲知兵力損失情況和裝備戰損情況。導調人員也可通過戰報實時了解推演過程，對推演形勢作出判斷；專家在推演過程中發現問題可通過系統及時指導和干預，使行動更為合理和高效。推演結束后，通過提供的截屏、戰報記錄等功能可對推演進行回放，回顧推演過程，對推演中某方指揮及戰術失誤問題進行分析，并對推演結果進行分析和評估。系統工作流程如圖1所示。

2.3系統主要功能

本兵棋推演系統支持多想定、多進程同時推演功能；二維圖形化算子及武器性能數據庫；二維六角格地圖數據庫；想定設計、編輯功能；推演室管理、控制、干預功能。

2.3.1多想定、多進程同時推演功能

傳統兵棋推演方式想定準備時間長，不能及時滿足復雜形式下快速建模、快速推演要求，本兵棋推演系統可在幾天時間內完成一套從未推演過的地圖、從未使用過的武器裝備及兵力設想的想定設計?；竟δ苋缦拢?1) 系統可根據不同的訓練需求同時進行多個想定設計，例如，可同時設計海島爭奪戰、渡海登島作戰、邊境防衛作戰等想定設計，并生成不同想定推演室；(2) 多進程可使不同想定的推演室同時運行、互不影響，而不會因為想定多，參與推演人員多，降低運行效率；(3) 組隊方式靈活，每個推演室支持1～10人組隊進行紅、藍對抗。

2.3.2二維六角格地圖數據庫

使用本系統進行兵棋推演時二維六角格地圖數據庫實現了六角格、經緯度、地圖三者之間的嵌套。以一套戰役級的推演想定為例：(1) 使用系統自帶的地圖下載模塊，可將全球任意地區的網絡地圖下載至服務器并自動進行編號并保存，假設想定區域的面積為900 km×900 km，則只需下載若干幅360 km×360 km不同區域地圖，使用自動拼接技術，可實現以任意坐標為中心對離線地圖的調用；(2) 地圖形式可支持衛星圖、地形圖2種；(3) 系統自帶的算法實現了六角格坐標與經緯度的對應，以及六角格與地圖的等比例嵌套問題；(4) 系統自帶海拔數據下載功能，可批量獲取想定區域每個六角格的經緯度及海拔數據，這些數據可用于判斷該地區的高程等基本地理信息。

2.3.3想定設計、編輯功能

本兵棋推演系統中想定生成、想定編輯的基本功能是：(1) 地圖編輯器,可下載想定所需地圖及離線地理數據，生成想定區域，并可在區域內設置基地和地標；(2) 想定要素編輯,包括各方所屬基地名稱，集結部隊番號，油料及彈藥基數；(3) 推演要素編輯,包括推演總時長，每回合時間，推演結束時間；(4) 想定兵力編輯,以基地為單位，可自定義集結在該基地內的部隊種類(陸、海、空、二炮)及兵力；(5) 想定保存,想定編輯好后，可保存為想定模板，組織推演時可根據不同想定模板生成多個推演室。

2.3.4推演室管理、控制、干預功能

在本兵棋推演中使用推演室管理、控制、干預功能可便捷組織多人多組進行推演。主要功能包括：(1) 推演開關,每個推演室都有開關功能，通過開關防止一方未經命令提前行動；(2) 推演室狀態,顯示當前該推演室在線人數，推演是否為開始狀態；(3) 推演干預,通過后臺可以對推演雙方單位參數進行修改，可臨時為某方增加或減少兵力。

3系統架構分析

本兵棋推演系統為3層結構組成，分別是表現層(Web)、服務層(Service)、數據層(DAO)，使用B/S 結構，客戶端只需使用瀏覽器就可訪問系統，推演服務器需安裝Windows Server操作系統、SQL Server數據庫、IIS服務，前端通過Ajax和數據庫進行數據交互, 系統架構如圖2所示。

3.1表現層

主要表現為Web方式，負責對推演者操作請求的接收及數據返回。分為4個主要模塊：(1) 地圖顯示模塊：實時返回場景中所有地理信息及地圖；(2) 戰場態勢模塊：實時顯示場景中所有坐標位置上的單位模型；(3) 戰報顯示模塊，實時顯示最新戰斗信息，如，什么時間，己方哪支部隊在哪個坐標遭到攻擊，損失多少；(4) 回合計時模塊，以倒計時形式顯示當前回合的結束時間，以及整場推演的結束時間。

3.2服務層

服務層主要負責對數據層的操作，從表現層接受指令后操作數據庫，并將結果返回表現層。包括4個主要模塊：(1) 地圖計算。根據表現層中心坐標，計算當前場景中所有六角格坐標范圍集合，從地理數據庫中調用該集合所有坐標經緯度及高程數據，通過字符串形式返回表現層。(2) 場景計算。根據表現層中心坐標，計算當前場景中所有六角格坐標范圍集合，從場景庫中調用該集合所有坐標之上的單位數據，通過HTML形式返回表現層。(3) 戰斗裁決。表現層下達攻擊指令后，戰斗裁決服務通過ID查詢攻擊方及防御方的當前能力值，通過預先設計的戰損裁決公式計算出防御方的損失值，通過字符串的形式返回表現層。(4) 戰報匯總。當推演人員主動請求顯示戰報時，該服務即對戰報數據庫進行查詢，并將結果返回表現層。

3.3數據層

數據層負責對數據表的增、刪、改、查的操作。共有5個主要數據表及10個輔助表：(1) 推演人員數據表[Users]。負責記錄推演者的基本角色，如，姓名、紅方還是藍方、當前所在推演室、當前屏幕位于的坐標等。(2) 地理信息數據表[Map]。負責讀取一個坐標集合中的地理信息，如，坐標值、高程值(海拔)、該坐標對機動力的影響值。(3) 部隊模型數據表[Object]。負責讀取及寫入該推演室中所有部隊基礎數據，如，番號、坐標、戰斗能力、防護能力、戰斗消耗等數值。(4) 裁決規則數據表[Caijue]：負責讀取某支部隊在遭到打擊并產生損失情況下，對能力(如，偵察力、機動力、隱蔽力、打擊力等)的影響。(5) 戰報數據表[Report]。負責讀取和寫入戰斗日志，將交戰情況以日志形式進行記錄，以供調用。

4系統實現的關鍵技術

4.1基于B/S架構的通信技術

4.1.1基于JQuery技術的Ajax通信方式

為了使推演人員更便捷地進行兵棋推演，系統采用的是通過瀏覽器訪問推演服務器的通信技術。系統采用JQuery技術，能方便地為Web應用提供Ajax交互。使用Ajax技術可以在不重新加載整個網頁的情況下，對網頁的部分內容進行更新，以推演要素中算子的加載為例，通過瀏覽器操作算子的通信過程，即瀏覽器發起請求，然后服務器對請求進行響應，并將處理結果返回瀏覽器，瀏覽器接收到返回數據后，將數據進行處理，顯示在用戶界面。這種通信方式能使最新數據不斷地以動態方式寫入網頁，達到實時交互的效果[7]。

4.1.2基于JQuery框架的客戶端數據處理方式

兵棋推演中瀏覽器通過Ajax獲取服務器的返回數據后，需要對數據進行處理才能轉化為交互效果，返回數據的形式經常用到的是DIV標簽、數組、文本，瀏覽器端使用JQuery技術結合Javascript語言可將返回數據轉化為顯示結果，或進行拆分顯示[8]。以推演要素中的算子顯示為例，推演服務器返回的結果是若干個DIV標簽，每個DIV代表一個算子，包含算子ID、提示信息、番號等屬性和若干自定義屬性，如：算子類型、用戶ID、六角格坐標、角度、機動力值、射程、觀察距離等。瀏覽器通過html()方法將HTML結果動態寫入網頁的主體區域，而后使用css()方法將算子定位于其所在六角格坐標上，通過屬性判斷其是否可見，使用show()或hide()方法控制其顯示或隱蔽。

4.2立體算子建模技術

系統采用更為直觀的立體圖標作為算子圖標，可表現出武器裝備各種角度和形象，使場景效果更加立體。利用這項技術的目的是使系統具有專業價值的同時，也具備一定娛樂性，使參訓人員可以在輕松的狀態下進行推演訓練。立體算子如圖3所示。

使用3D 技術建模，渲染尺寸為中小型裝備100×100像素，大型裝備120×120像素，已建好的兵力和武器裝備模型導入特定場景中進行渲染，輸出為PNG圖像后即可導入系統算子模型庫，供推演調用。

圖3　立體算子不同角度圖標

4.3武器裝備能力數據庫建設

目前系統已對百余種武器裝備進行了建模，型號包括中、美、俄、日、韓等國的主戰裝備，需要時可將裝備模型調入系統，組織對抗推演，并可根據需要添加新型武器裝備，也可對裝備性能數據進行修改。考慮到裝備性能真實性和保密要求，目前裝備庫里的數據均來自于公開數據，內部使用時可通過查閱和收集相關資料，錄入較為真實的數據。

武器裝備數據能力信息設計包括：(1) 裝備基本信息，即，裝備名稱、裝備類型、國別、裝備型號、補給能力、乘員數、采購價、涉水、高海拔；(2) 戰斗能力，即，機動力、隱蔽力、偵察范圍、武器射程、電子戰能力、打擊能力(對人、對車、對空、反艦、反潛)；(3) 戰斗消耗，即載油量、油耗、載彈量、彈藥消耗；(4) 防護能力，即防護力、維修恢復、戰損系數。圖4所示為數據庫中某裝備能力數據信息。

圖4　某裝備能力數據信息

4.4兵棋規則建設

兵棋規則作為兵棋核心內容，是對戰爭經驗高度提煉，并對試驗和演習數據進行積累形成的，目標是使參訓人員能達成一定訓練目標，從而有利于指導兵棋推演實施，力求推演做到真實和可信。因此，兵棋推演系統的建設必須加強對規則的研究，使規則更加科學合理，貼近實戰。

兵棋規則包括作戰規則和后裝保障規則2類。作戰規則主要是對作戰行動進行約束，規定如行軍、布陣、交戰的限制條件和結果等，包括：指揮與控制規則、機動規則、觀察規則、戰場偵察規則、射擊規則、間瞄火力規則、武器裝備運用規則、損耗修正規則、電子戰規則等；后裝保障規則主要是對支持作戰行動所必需的后裝需求和后裝限制，包括：彈藥保障規則、油料保障規則、補給規則、維修保障規則、裝備戰損規則、勤務保障規則、運輸保障規則、核化影響規則等；彈藥保障規則包括輕武器彈藥消耗與補充、火炮彈藥消耗與補充、導彈彈藥消耗與補充等；補給規則包括：給養補給、工程材料補給、被服工具補給等。

5結 束 語

為了積極適應新形勢下國際國內形勢變換，以軍事斗爭準備為牽引，設計實現了基于B/S架構的兵棋推演系統，該系統簡化了使用上的復雜度，使之能更好地深入到參訓人員中去，從而豐富了培養軍事指揮人員的方法和手段。下一步工作重點是在原有研究的基礎上進行完善，努力使基于B/S架構的兵棋推演系統能夠在提高軍事指揮人員的決策思維能力，以及為軍事決策提供思路方面發揮重要作用。

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(編輯：田麗韞)

Design and Realization of B/S-based War-gaming System

ZHOU Zheng1，ZHAO Hongyu2

(1. Department of Graduate Management, Equipment Academy, Beijing 101416, China;2. Department of Equipment Command， Equipment Academy, Beijing 101416, China)

AbstractThe author actualizes the B/S-based war-gaming system through the study on B/S architecture and advanced multi-assumption, multi-process and multi-party deduction technology. This user-friendly system is accessible via a browser. Participants may take part in the drilling alone or together without limitation of place, time and environment. Therefore, it is a good way to train military commanders at different echelons. The applications and practices show that the system is easy to operate and use. It is not only technical, but also entertaining which can greatly enhance users’ interests in the war-gaming.

KeywordsB/S structure; war-gaming; deducing drilling; system architecture

文獻標志碼A DOI10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.016

文章編號2095-3828(2016)02-0068-05

中圖分類號TP391.9

作者簡介周政(1982-)，男，博士研究生，主要研究方向為裝備保障。

收稿日期2015-05-15