基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)開發(fā)構(gòu)想

李德志

摘 要 本文從系統(tǒng)開發(fā)的角度（需求分析，設(shè)計思路，體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)）探索了將LVC理念融入模擬訓練系統(tǒng)的可能性，為基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)研發(fā)與運用打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 LVC 模擬訓練系統(tǒng) 系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

1基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)需求分析

依托基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)進行訓練，不僅克服了傳統(tǒng)的模擬訓練僅僅在機房對著系統(tǒng)操作而產(chǎn)生的不真實感，而且使得參訓作戰(zhàn)力量實體部分的規(guī)模得到較大程度的壓縮，建制單位從上至下每一級每一類的作戰(zhàn)力量實體可保留最小的編組參與訓練即可，不僅大幅的降低了訓練成本，同時由于可重復，能夠保證所有的單位都能夠參與到大規(guī)模聯(lián)合演練。相比目前已經(jīng)建設(shè)完成的模擬訓練系統(tǒng)而言，重點要關(guān)注以下幾點：一是建立與作戰(zhàn)力量實體之間信息交互接口的標準和規(guī)范，包括數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議和接口類型等；二是完善作戰(zhàn)力量實體產(chǎn)生的態(tài)勢與系統(tǒng)“虛兵”產(chǎn)生的態(tài)勢的整編顯示；三是把握好模擬訓練系統(tǒng)中仿真模型的顆粒度。

2基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)設(shè)計思路

LVC中L（Live Simulation）即實況仿真，是指人操作實際裝備產(chǎn)生的一系列虛擬的行動；C（Constructive）即構(gòu)造仿真，是指由系統(tǒng)模型產(chǎn)生的“虛兵”和系統(tǒng)進行交互產(chǎn)生的一系列的活動；V（Virtual）即虛擬仿真，是指人通過操作系統(tǒng)在模擬的戰(zhàn)場環(huán)境進行作戰(zhàn)。LVC仿真是指在系統(tǒng)中同時具有實況仿真、虛擬仿真、構(gòu)造仿真等三種類型的仿真。基于實體、虛擬和構(gòu)建（LVC）的模擬訓練系統(tǒng)能夠接收各作戰(zhàn)力量實體傳遞過來的信息，并與系統(tǒng)本身的“虛兵”產(chǎn)生的信息融合后產(chǎn)生完整的態(tài)勢。通過信息網(wǎng)絡向各作戰(zhàn)力量實體推送信息來將與各實體相關(guān)的態(tài)勢實時反饋給各作戰(zhàn)力量實體，從而在作戰(zhàn)力量實體、模擬訓練系統(tǒng)兩個層面形成信息閉環(huán)，最終達到整個訓練過程中虛擬的系統(tǒng)和實體裝備的有機結(jié)合。

3基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)架構(gòu)

基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)架構(gòu)總體上由作戰(zhàn)力量實體、虛擬仿真系統(tǒng)和虛實結(jié)合系統(tǒng)3部分組成。

3.1作戰(zhàn)力量實體

作戰(zhàn)力量實體是基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，主要包含兩個部分：一是指參與訓練的各軍兵種的作戰(zhàn)平臺；二是各作戰(zhàn)平臺與虛擬仿真系統(tǒng)之間的通信網(wǎng)絡。參訓人員在實際裝備上進行實際操作，產(chǎn)生對應的訓練數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括操作的記錄及其操作對應產(chǎn)生的結(jié)果。這些結(jié)果將作為虛實結(jié)合系統(tǒng)的重要信息來源。這些作戰(zhàn)平臺可以在現(xiàn)有平臺上進行改裝設(shè)計，設(shè)置作戰(zhàn)和訓練兩種模式，同時在操作終端上附加指令采集模塊和信源輸入模塊，這樣進入訓練模式后當參訓人員進行實際操作時裝備并不實際工作，而是將采集到的指令通過通信網(wǎng)絡傳輸?shù)教摂M仿真系統(tǒng)，并接收由虛擬仿真系統(tǒng)分發(fā)過來的態(tài)勢信息，從而達成實裝參與模擬訓練的目的。

3.2虛擬仿真系統(tǒng)

所謂的虛擬仿真系統(tǒng)就是指整個模擬訓練系統(tǒng)的軟件平臺部分，它是整個模擬訓練系統(tǒng)的框架和主體部分。基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)的軟件架構(gòu)總體上可以遵循目前已建模擬訓練系統(tǒng)軟件的基本架構(gòu)，從邏輯上劃分為基礎(chǔ)設(shè)施、共享資源、平臺服務和應用功能四個層次。基礎(chǔ)設(shè)施層由信息網(wǎng)絡、電化教學、視頻監(jiān)控和安全防護等配套設(shè)施設(shè)備組成，為上層系統(tǒng)提供網(wǎng)絡互聯(lián)和輔助支持；共享資源層主要由數(shù)據(jù)和模型兩類共享資源組成，為上層系統(tǒng)提供訓練數(shù)據(jù)和通用模型、專用模型支持；平臺服務層主要由提供開發(fā)與運行的支撐服務組成，為應用功能層提供消息、時統(tǒng)、模型、計算、存儲等服務支撐；應用功能層主要由指揮信息系統(tǒng)訓練的想定生成、導調(diào)控制、模擬訓練、訓練評估、模擬藍軍和訓練管理6個系統(tǒng)構(gòu)成，主要為受訓方提供指揮信息系統(tǒng)模擬仿真環(huán)境和訓練作業(yè)功能，同時為施訓方提供綜合組訓功能。

3.3虛實結(jié)合系統(tǒng)

虛實結(jié)合系統(tǒng)是連接虛擬仿真系統(tǒng)和作戰(zhàn)力量實體的橋梁，實現(xiàn)兩者之間的信息交互和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。它主要可分為兩大部分：一是虛實結(jié)合系統(tǒng)接口；二是虛實結(jié)合控制軟件。虛實結(jié)合系統(tǒng)接口主要是完成數(shù)據(jù)、指令報告和戰(zhàn)場態(tài)勢的對接；虛實結(jié)合控制軟件主要是基于運行控制協(xié)議，完成統(tǒng)一的控制管理。

4基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1模擬訓練系統(tǒng)接口技術(shù)

模擬訓練系統(tǒng)中三大系統(tǒng)以及其下的多個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流具有多樣性、差異性和復雜性的特點。為了解決以上問題，可以使用XML作為數(shù)據(jù)描述和傳輸?shù)母袷健ML通常被認為是一種標準通用標記語言，能夠兼容現(xiàn)有協(xié)議（HTTP和DOM、SAX等標準API），具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式，使得底層數(shù)據(jù)更具有可讀性，提供不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交互。由于以上優(yōu)勢，XML作為整個模擬訓練系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互格式十分的契合。

4.2虛擬仿真系統(tǒng)模型開發(fā)和組合技術(shù)

按照性質(zhì)和作用不同，基于LVC的模擬訓練系統(tǒng)的模型可分為基礎(chǔ)模型、環(huán)境模型、實體模型、行動模型和應用模型五大類。模型開發(fā)方式可以采取“統(tǒng)一研發(fā)平臺，分頭專業(yè)開發(fā)”，即統(tǒng)一研制模型的設(shè)計、開發(fā)、測試和管理通用平臺，并在模型研發(fā)通用平臺提供的模型框架基礎(chǔ)上區(qū)分各專業(yè)模型，此外通過系統(tǒng)共享資源層提供一些模型模板，在此基礎(chǔ)上由用戶對模板模型的參數(shù)和功能進行配置，并按照自己的需求將模型進行組合，從而實現(xiàn)對模型的定制。

4.3虛擬仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

虛擬仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可采用oracle等成熟數(shù)據(jù)庫，不僅易于共享，易于擴充，而且利用率高，獨立性好，方便管理。但是若是直接將仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫中則會產(chǎn)生一系列問題。由于作戰(zhàn)推演進程較長，很多模型都會被多次加載，仿真期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也可能會被多次調(diào)用，從而導致數(shù)據(jù)庫頻繁的進行讀寫等操作。這樣會導致數(shù)據(jù)庫服務器資源被大量占用，容易造成死機或服務器崩潰的危險。因此，可以采用緩沖的機制，將仿真期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存入事先劃分好的內(nèi)存緩沖區(qū)中，仿真結(jié)束或緩沖區(qū)滿后再寫入數(shù)據(jù)庫。

參考文獻

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