海戰場仿真推演想定生成與應用技術研究

侯國超 楊 琳

（91336部隊 秦皇島 066000）

1 引言

在仿真軍事應用需求及計算機網絡技術、大規模分布處理技術、多媒體技術和面向對象技術等相關軟件技術的發展推動下，分布交互作戰仿真技術的研究已十分成熟，其中仿真想定開發是分布式作戰仿真系統設計與實現過程中需要解決的一項關鍵技術［2］。目前，仿真想定在描述的規范化、開發和管理等方面都缺乏統一的標準，沒有形成通用的工具，各個仿真系統想定工具依然還是相對獨立的開發。

本文針對上述問題，為滿足仿真推演需要，分析了海戰場仿真推演想定特點與組成，研究了采用XML格式規范來描述作戰想定的設計方法，開發仿真推演想定編輯軟件，實現仿真想定數字化轉換。

2 想定結構設計

當前在軍事仿真領域按照作戰規模，可以將想定分為戰略想定、戰役想定、戰術想定，文中主要針對戰術級別的想定進行討論［3］。根據對仿真推演想定的分析理解，本文提出了一種新的仿真想定的結構組成，并對其重新分類，更好實現想定的快速生成以及可重用。通過對軍事專家咨詢和大量實踐經驗摸索，對影響戰術效果的關鍵構成要素進行描述，忽略了一些對仿真推演結果影響微小的因素，提高結構清晰度的同時，并保證了推演想定描述的科學性［4］。本文將仿真推演想定內容劃分為五部分，每部分按照層級關系又分為不同的模塊，現描述如下。

2.1 戰場基本環境

仿真想定的戰場基本環境主要用來描述影響作戰效果的關鍵環境要素，包括：一是自然環境，主要是水文氣象環境，包括季節風況、浪涌情況、雨霧情況、大氣波導概率及對預警探測、兵力展開、火力打擊的影響；二是電磁環境，包括受氣候影響表現出的地物回波、海雜波影響，周邊環境產生的電磁環境影響［5］。

2.2 兵力基本情況

仿真想定的兵力基本情況主要用來描述：兵力規模、編成配置，兵力分群、每個群的具體兵力組成（到基本作戰單元），每個兵力的部署情況、作戰任務。裝備搭載種類、數量等參數設置（采用樹狀結構表示搭載層級關系）。每個陣地的位置、級別、防護情況［6］。

2.3 兵力行動計劃

仿真想定的兵力行動計劃主要用來描述：行動階段劃分的時間安排，作戰空域、海域設置，就位點設置；重要陣地、指揮所等圖上標繪設置；兵力行動中關鍵節點的時間、位置；各兵力的總體使用原則；及各兵力在不同階段的使用原則（低空、高速、靜默等）；關鍵裝備的使用時機、作用對象、使用方式；各兵力的配合要點。

2.4 推演對抗規則

仿真想定的推演對抗規則主要用來描述：在仿真推演組織實施過程中必須遵守的文電傳輸、兵力行動、頻段管制和對抗效果裁定等方面的規則。

2.5 計劃導調命令

仿真想定的計劃導調命令主要用來完成參戰兵力在推演過程中定時觸發動作的設置，包括導彈發射導調、雷達開關機導調、有源干擾實施導調、無源干擾實施導調等。

3 想定生成方法

由于仿真推演想定內容和形式的復雜性，使得很難用一個簡單的報告形式就可以對其進行完整的描述，所采用的描述方法必須具有一定彈性來容納仿真想定描述的多樣性［7］。本文采用基于軟件工程的想定描述方法，通過使用程序加載電子海圖和軍標庫，可以實現對二維平面上戰場態勢和作戰任務的描述，并以XML文檔作為存取的數據標準。將推演仿真想定按照構成元素分模塊進行數字化生成工作。

3.1 戰場基本環境生成方法

自然環境在戰爭都起著舉足輕重的地位，要模擬出近似實戰的戰場環境，自然環境因素對作戰單元的影響是不得不考慮的。采用戰場環境模型將對作戰影響較大環境要素數字化，由可視化人工錄取軟件實現。戰場基本環境設置如圖1所示。

圖1 戰場基本環境設置界面

3.2 兵力基本情況生成方法

作戰兵力是仿真運行的主體，主要用來描述戰場上所有參戰實體，我們用層次式數據結構描述兵力基本情況，用平臺表示獨立作戰單元，如圖2所示。每個兵力群可能由多個編隊和多個平臺組成，一個兵力群會有一些共同的屬性，例如兵力群所處的空間位置信息及所屬陣營等；每個編隊可能由多個平臺組成，一個編隊會有一些共同的屬性，例如編隊速度、編隊隊形等；每個平臺也包含很多屬性，例如平臺類型、平臺名稱、平臺位置等；另外，平臺可以搭載武器裝備，包括雷達、導彈、火炮、干擾裝備等［8］。

圖2 兵力基本情況設置界面

3.3 兵力行動計劃生成方法

兵力行動計劃等效于作戰行動方案的描述，體現指揮員的作戰方式，為了更加直觀地表達意圖，本文采用圖文結合的方式，在電子海圖上進行作戰標圖，用軍標符號標示兵力行動計劃要點。兵力航路規化，在海圖上選取關鍵控制點，并手動輸入航跡點位置信息的方式完成［9］。兵力行動計劃設置如圖3所示。

圖3 兵力行動計劃設置界面

3.4 推演對抗規則生成方法

仿真推演對抗規則主要為仿真模型服務，提供模型初始化參數及過程中控制信息。本文采用配置文件（.txt）的形式完成，如圖4所示，仿真運行開始后仿真模型自動讀取該配置文件進行數據交互。

圖4 推演對抗規則設置界面

3.5 計劃導調命令生成方法

圖5 計劃導調命令設置界面

計劃導調命令設置采用時間列表形式進行管理，將不同類型的導調命令按照時間先后順進行編輯存儲，仿真運行開始后自動觸發對應導調命令，為仿真模型提供控制指令，從而推動仿真進程。計劃導調命令設置如圖5所示。

4 想定生成結果

本文仿真推演想定生成結果采用XML標準格式，根據仿真推演特點制定了具有自身規則的標記語言，對要描述的內容進行限制。XML提供了交互信息與平臺無關的自解釋功能，實現了不同系統、不同平臺之間的信息交互，從而提高了仿真想定的跨平臺性和可重用性［10］。

根據仿真推演想定的組成，生成了XML框架描述模板（如圖6所示），兵力設置的描述是描述的主要內容。由于XML的約束性，可以對各組成成分進行了很好的限制，實現了想定描述的規范化［5］。

圖6 XML框架描述模板

下面是對仿真推演想定生成文件的一個示例，數據都是隨機設置的，由于篇幅的原因，只展示部分代碼如圖7所示。

圖7 仿真推演想定生成文件示例

5 想定應用

利用本文提出的仿真想定生成方法可以得到基于一定軍事背景海戰場推演想定，并且能被仿真想定編輯工具讀取并解析，從而被基于仿真想定的推演系統讀取并仿真運行［11］。系統采用Web數據庫提供數據管理服務，并支持分布式的想定編輯模式。

5.1 初始綜合態勢發布

用戶通過兵力基本情況、兵力行動計劃等可視化設置，生成作戰態勢想定，仿真運行開始時，為仿真推演系統提供了初始綜合態勢，作為仿真運行兵力行動起點，主要內容包括：交戰規模、初始兵力部署、兵力配置、武器搭載情況，以及作戰行動要點和對抗雙方關鍵信息標繪等。

圖8 初始綜合態勢

5.2 模型初始化

用戶通過戰場基本環境、兵力屬性、對抗規則等可視化設置，生成作戰環境想定，為仿真推演運行過程中的模型解算提供初始化輸入參數。

5.3 態勢調理

用戶通過兵力行動計劃和計劃導調命令設置，生成態勢導調控制指令，在仿真運行過程中適時觸發導調情節，確保推演按照計劃情節推進［12］。

6 結語

基于海戰場仿真推演想定的獨特性和重要性，