導彈武器戰術訓練模擬系統設計

王 康，高桂清，秦園麗

(火箭軍工程大學， 西安 710025)

導彈部隊戰術訓練，是指導彈部隊為掌握組織實施戰斗的原則與方法進行的訓練，是提高部隊整體作戰能力的重要環節[1]。戰術模擬訓練是導彈部隊戰術訓練的重要組成，其組織方法的優劣將直接影響部隊的訓練效果和戰斗力[2-3]。由于導彈武器成本高昂、協同保障要素多、動用人員物資多，暴露癥候明顯，難以通過實兵開展經常性戰術指揮訓練，嚴重制約了各級指揮員指揮能力及部隊作戰能力的提升。因此，研制“戰訓一致”的戰術訓練模擬系統就顯得十分必要。通過戰術訓練模擬系統，解決導彈部隊戰術訓練條件欠缺、指揮能力檢驗手段匱乏的實際困難，使得各級指揮機構常態化開展戰術訓練成為可能，切實增強官兵實戰感，達到熟悉戰斗方案、提升指揮技能的目的，推動部隊戰斗力快速提升。

1 導彈武器戰術訓練模擬系統需求

戰術訓練模擬系統以模擬指揮系統為基礎，以模型和數據為支撐，以三維虛擬戰場環境為場景，綜合運用仿真、計算機、網絡、信息技術，采用統一技術體制，以人在回路的仿真對抗為基本形式，通過戰術對抗實現作戰訓練。根據戰術訓練需求，系統主要包括四項功能：(1)通過設置準確的技術參數和裁決表，真實模擬各型武器裝備的機動性能、火力性能、探測性能和防護性能等；(2)準確反應雙方攻防與打擊效果，主要戰術技術指標符合武器裝備實際數據，反應武器裝備的真實性能；(3)能夠準確設置指揮席位，布設必要的指揮通信手段和輔助決策工具，真實模擬戰時導彈部隊各級指揮機構實際指揮體制和指揮環境，具備同等指揮效能；(4)能夠利用計算機虛擬仿真技術，實現不同地理環境、氣象環境、電磁環境和社會環境的三維虛擬戰場模擬，實現在室內開展全域作戰訓練的需求[4-7]。

2 總體構想

系統以提高導彈部隊各級指揮員指揮決策能力和作戰運籌能力為目標，系統設計主要包括四個方面的訓練：一是戰術基礎訓練，包括戰術思想、戰術原則、作戰指揮規定等基礎理論的學習和訓練，為基本的指揮技能訓練提供支撐；二是戰術作業訓練，包括帶敵情背景的編組作業、文書傳遞、參謀業務、指揮決策等訓練；三是戰術合成訓練，包括理論學習、分系統訓練，模擬分課題演練和綜合演練；四是指揮訓練與技術訓練的融合訓練。

系統設計采用VC++6.0進行系統開發，分別配置一臺核心服務器及若干臺用戶終端，模擬參訓人員構建起基本的戰術訓練機構，實現計算機終端與導彈部隊實體機構模型映射。參訓人員進入訓練場所后，根據實際崗位使用對應的終端席位，實現與導彈部隊實體機構的綁定并擁有戰時相應指揮權限，從而開展戰術行動指揮訓練。

3 系統組成

戰術訓練模擬系統由“一個平臺+三個子系統”組成，分別為戰術訓練系統基礎平臺、戰術基礎訓練子系統、合成訓練子系統和訓練導調與考核評估子系統，系統組成如圖1所示。

圖1 戰術訓練模擬系統組成

1) 戰術訓練系統基礎平臺

數據庫服務，為各分系統提供基礎的數據支撐。由系統基礎數據模塊、戰術行動仿真引擎和戰場態勢生成模塊三部分構成。提供各項作戰行動推演、流程推演的仿真核心引擎服務，解算訓練過程中各類實體模型；提供實時戰場環境顯示，模擬地形、天候、電磁等戰場環境及戰場雙方態勢。

2) 戰術訓練子系統

由戰術基礎理論學習訓練模塊、文書作業訓練模塊、戰術標圖作業訓練模塊、戰術科目作業訓練模塊四部分構成。實現戰術基礎理論學習研究、作戰文書作業、戰術標圖作業、想定誘導下的戰術科目分段作業和連貫作業的訓練功能。

3) 合成訓練子系統

由作戰仿真任務規劃模塊和作戰行動控制模塊兩部分構成。模擬導彈部隊指揮籌劃、集結、戰術機動、導彈突擊、地面防衛、作戰保障等作戰行動過程，實現戰術標圖、文書作業、情況分析與判斷、運籌計算等指揮技能訓練，完成首長機關、部隊兩級指揮員作戰行動籌劃能力、作戰指揮控制能力的訓練。

4) 訓練導調與考核評估子系統

由任務想定編輯模塊、戰術訓練導調控制模塊、戰術訓練過程監控模塊和戰術訓練效果評估模塊四部分構成。提供想定編輯、訓練調度、訓練過程記錄與訓練效果評估功能。

4 狀態區分

為達到突出基礎訓練、強化訓練效果、準確發現問題的目的，將系統區分為系統管理、理論學習與戰術訓練、考核評估三種狀態進行開發。系統管理狀態下，導調員可進行教學資料、想定文件的編輯和維護，進行想定編輯和特情導入，完成作戰雙方兵力部署及戰場態勢配置。理論學習和戰術訓練狀態為參加戰術訓練人員主要狀態，參訓人員可進行基礎戰術理論學習、標圖作業學習、文書作業學習、作戰科目學習，并根據賦予的不同權限和指揮能力進行想定背景下的戰術指揮訓練。考核評估狀態用于系統管理人員提取訓練數據，利用評估模板進行數據分析和可視化現實，從而對各參訓人員的指揮能力進行綜合考核與評估。

5 核心模塊設計

為滿足系統狀態需求，將系統具體細化分解為基礎數據模塊、仿真引擎模塊、導調控制模塊、分析評估模塊等11個具體模塊進行設計，構成戰術模擬訓練的完整閉環回路，如圖2所示。

基礎數據模塊為戰術訓練系統提供基礎數據及仿真模型，包括戰場環境類模型、陣地類模型、保障類模型和作戰類模型。利用基礎數據提供的各類模型，戰術訓練系統在地圖上模擬紅藍雙方兵力兵器部署及戰場環境。

想定編輯模塊在想定編輯時，模塊主要負責對紅藍方初始作戰態勢進行設置和兵力兵器部署，制定機動計劃、作戰任務，新建、修改、保存訓練想定文件。想定編輯模塊還需實現實體模型與參訓席位的綁定，從而約束各個分隊的訓練內容。

圖2 戰術訓練模擬系統模塊構成

仿真引擎模塊提供規范的仿真模型框架和作戰流程框架，根據想定內容，驅動各仿真模型，通過時間管理、事件管理、戰場管理和環境管理等服務的協作配合，調動各仿真模型的運行和交互，進行二/三維戰場環境的實時顯示，進行訓練過程中各類實體模型的解算，最終完成戰術訓練仿真。

導調控制模塊進行戰術訓練時，導調控制模塊主要實現訓練過程中導調席位與各參訓席位之間的信息傳輸，并實現戰場環境及藍方行為的實時干預，模擬訓練過程中的特殊情況，如車輛故障、衛星偵察、道路中斷、橋梁被毀等。

戰術訓練客戶端模塊戰術訓練客戶端模塊是戰場環境和態勢的顯示終端，為參訓人員提供的席位模擬，在每個訓練席位的客戶端中，根據訓練席位設置具備不同的任務能力。

戰術基礎理論學習客戶端模塊 戰術基礎理論學習客戶端模塊提供軍事理論、戰術原則、指揮規定等相關戰術基礎理論學習的教學平臺，供指揮員開展戰術基礎理論學習。客戶端模塊不提供戰術基礎理論學習的教學資料，由導調員在系統管理狀態下進行導出、新增、刪除、重命名等操作。

文書作業模塊文書作業模塊提供軍用文書的新建、編輯、保存、查看功能，為參訓人員提供文書作業功能。文書作業模塊不提供單獨的客戶端，由戰術訓練客戶端調用，通過文書作業模塊，實現戰術基礎訓練、合成訓練及其他科目訓練中作戰文書作業的需求。

標圖作業模塊標圖作業模塊提供豐富的軍標庫，用于指揮員和參謀等進行敵情圖、敵我態勢圖、作戰決心圖、開進計劃圖、協同計劃圖、作戰經過圖等的標圖作業，標圖作業完畢后，可進行保存或復制，為參訓人員提供標圖作業功能。

指揮通信模塊模塊為戰術基礎訓練下的戰術科目訓練、合成訓練和其他科目訓練提供指揮命令的功能支持。指揮通信模塊用于本級指揮與上下級指揮機構的無縫鏈接，實現指令、文書的接收和發送，模擬上級對下級命令下達和下級對上級進行信息通報反饋。

記錄回放模塊記錄回放模塊將整個訓練過程中的實體仿真數據、各訓練席位的通信時間、通信內容、任務下發時間、任務內容、任務執行時間、任務完成時間進行記錄保存。保存的數據可在戰術訓練系統中進行回放，保存的數據同時可以作為分析評估模塊的輸入，用于對參訓人員的訓練過程和結果進行分析評估。

分析評估模塊分析評估模塊在訓練過程中，根據時間判據，在出現執行時間超過能力要求時間時，在事件日志中進行顯示超時消息進行提醒；同時支持快速建立評估體系和評估流程，對記錄回放模塊保存的數據進行預處理、分析、可視化展示以及保存結果，最終可形成評估報告。

6 關鍵模型建立

模型是為完成仿真應用目標而對真實世界、主體及客體進行的抽象，建模則提供真實客觀的一致性描述，把具體的仿真需求轉化為詳細的設計框架，從而反映其特征的過程[8]。根據軍事建模與仿真相關標準，結合導彈分隊實際及導彈武器作戰運用特點規律，建立環境模型、實體模型及任務模型。

環境模型為戰術訓練系統提供戰場環境的模擬，并反應其對實體模型產生的影響，包括地形模型、天候模型和電磁模型。地形模型輸入為符合我國軍標規定的標準格式電子地圖、由QGIS生成的GIS數據、作戰區高清遙感影響數據組成，輸出在二/三維地圖顯示。天候模型提供雨量、雪量、雷電、風速的設置，在作用時間段內的天候信息由仿真引擎驅動受影響的實體模型進行解算，輸出在戰術訓練客戶端中以文字顯示，供指揮員進行分析決策。電磁模型提供電磁環境的設置，并可設置電磁環境作用的時間段。

實體模型為參訓人員提供戰術訓練的各個實體要素，如指揮機構、作戰單元、保障單元等。實體模型中包含各要素的基礎信息，用于在戰場中顯示己方態勢。參訓人員進入戰術訓練系統后，根據角色設定完成與對應實體模型綁定，并被賦予相應的指揮權限和任務能力。

任務模型分解導彈武器作戰流程建立相應的任務模型，如指揮機構開設任務、武器測試任務、導彈發射任務等。根據任務不同，分別綁定執行任務的實體模型及各級參訓人員，通過添加、調整任務，模擬實現指揮員的籌劃訓練。同時，根據任務進程，由仿真引擎根據任務模型驅動實體模型進行解算，實時顯示實體模型及環境模型變化信息。

7 接口設計

內部模塊之間的接口主要包括：基礎數據模塊與想定編輯模塊和仿真引擎模塊之間的模型數據接口；仿真引擎模塊與導調控制模塊和戰術訓練客戶端模塊之間的指令接口和態勢接口；戰術訓練客戶端模塊與文書作業模塊之間的文書接口；戰術訓練客戶端模塊與標圖作業模塊之間的標圖工具接口；戰術訓練客戶端模塊與指揮通信模塊之間的通信接口；導調控制模塊與記錄回放模塊之間的過程數據接口；記錄回放模塊與分析評估模塊之間的記錄數據接口。接口關系如圖3所示。

圖3 戰術訓練模擬系統內部接口關系

采用TCP/IP協議，通過SQL語言訪問數據庫、千兆以太網傳輸及利用自定義消息服務等方式進行通信和數據傳輸，通信速率不低于10 Mbit/s。同時，戰術訓練模擬系統對外預留接口，可與導彈模擬操作訓練設備聯接，完成戰術訓練與導彈技術訓練之間的數據通信，實現“指技融合”訓練。

8 結論

1) 針對導彈分隊行動特點,設計的導彈戰術訓練模擬系統，能夠全流程開展針對性強化訓練。配發部隊運行一段時間后，部隊反應良好，能夠解決導彈分隊戰術訓練和檢驗手段匱乏的困境。

2) 利用T.L.Satty教授的1-9標度法對模擬訓練效果進行評估[9]，結果顯示首長機關及各級指揮員指揮能力水平均有了較大提升，推動了部隊作戰能力的快速提升。

3) 模擬訓練系統具有安全、經濟、可控、可重復、不受氣候條件限制等特點[10]，但戰術訓練模擬系統結構復雜，設計開發難度大，對數據需求量大，要求資金和人力的巨大投入。在設計開發過程中，必須緊密結合導彈武器戰術技術特點和作戰運用規律，并加強兼容性、通用性設計。