某型模擬訓練系統設備信息互聯設計

晏衛東,陳 龍,張 偉

(中國人民解放軍92941部隊41分隊,遼寧 葫蘆島 125001)

0 引言

在某型武器裝備系統模擬訓練工作中，研制開發的模擬訓練系統設備包括綜合控制臺、發射控制臺1、發射控制臺2、信息生成與艦面設備軟模擬控制臺和發射裝置三維視景模擬控制臺。該型武器裝備系統結構復雜，其武控系統的技術原理、工作過程、信號關系及作戰使用流程等相當繁雜，各設備控制臺之間的交換信息很多。為滿足武器裝備模擬訓練系統研制的戰術技術指標要求，實現其訓練、學習使用要求，需要解決以下問題：

(1)準確模擬原武器系統各設備功能。該型武器裝備系統結構復雜，其與國產的其他型武器裝備差異較大，該模擬訓練系統在模擬各設備的控制臺和操作界面的基礎上需要準確模擬原武器系統各設備功能，以實現武控系統正確的工作流程。

(2)適應武器系統各設備接口多樣化。該型武器裝備系統結構復雜，其艦面武控系統的設備接口種類多，需要研制的模擬訓練系統要適應原武器系統多樣化的各設備接口。

(3)對武器系統各設備進行故障模擬。針對該型武器裝備系統研制的模擬訓練系統用于部隊的技術基礎訓練和應急處置訓練以及專業培訓機構的原理教學與實操，旨在幫助艦員深入理解和掌握該型武器裝備系統的技術原理和工作過程，熟悉系統控制信號邏輯關系、作戰信息流程、應急情況和故障處置方法，解決艦員技術基礎訓練和應急情況處置訓練薄弱等問題，因此需要模擬訓練系統具有對武器系統各設備進行故障模擬功能。

(4)提高模擬訓練系統的可維護性和可擴展性。該武器裝備系統的訓練模式、方法、分析評估等與國產其他武器裝備型號區別大，其訓練維護成本高，研制該型武器裝備系統模擬訓練系統需要針對其訓練使用強度提高模擬訓練系統的可維護性和可擴展性。

針對上述需要解決的問題，本文采用分布式以太網交換系統、基于網絡技術的信息交換設計方法，實現模擬訓練系統設備之間信息互聯互通。

1 某型武器裝備模擬訓練系統設備信息互聯設計

某型武器裝備模擬訓練系統結構框圖如圖1所示。將原武器系統和模擬訓練系統所有設備的交換數據信息進行編碼分類設計，同時設計時統系統保證模擬訓練設備操作的時空一致性，實現針對該型武器裝備模擬訓練系統中設備交換信息的設計[1-3]。

圖1 某型武器裝備模擬訓練系統結構框圖

根據該型武器裝備模擬訓練系統總體設計，其所有設備的交換數據信息由綜合控制臺源信息、發射控制臺1源信息、發射控制臺2源信息、軟模擬控制臺源信息組成，包含了模擬訓練系統中各設備之間的控制、響應、指揮控制信息、數據等23種源信息。使用點對點、組播、廣播三種方式實現該型武器裝備模擬訓練系統綜合控制臺、發射控制臺1、發射控制臺2、軟模擬控制臺、3D仿真控制臺的控制及數據交換。

利用設計的時統系統周期發送的時統數據保證系統的時間同步精度，實現各分系統的自主同步。該型武器裝備模擬訓練系統各設備控制臺之間源信息時間序列圖如圖2所示。

圖2 武器裝備模擬訓練系統各設備控制臺之間源信息時間序列圖

將某型武器裝備模擬訓練系統的所有設備交換信息分類為四類：綜合控制臺源信息、發射控制臺1源信息、發射控制臺2源信息、軟模擬控制臺源信息，將龐大繁雜的該型武器裝備系統的武控系統各個設備進行歸類整合，使得設備信息互聯設計結構清晰、擴展性強、信息傳輸量大、互聯高效，在準確模擬原武器系統功能的基礎之上為模擬訓練系統的軟件研制提供良好的需求設計。

將該型武器裝備模擬訓練系統的綜合控制臺源信息設計為由狀態詢問信息、故障模擬信息、系統設置信息組成。在實現該型武器裝備模擬訓練系統的武控系統復雜設備之間的狀態信息、設置信息的基礎上，完成武控系統各設備的故障模擬，使得模擬訓練系統實現了系統控制信號邏輯關系、作戰信息流程、應急情況和故障情況模擬，滿足了模擬訓練系統研制技術指標要求。

將該型武器裝備模擬訓練系統的發射控制臺1源信息設計為由節點狀態信息、按鍵信息、錯誤操作信息、雙機協調信息1、設備操作信息1、設備操作信息2組成。

將該型武器裝備模擬訓練系統的發射控制臺2源信息設計為由節點狀態信息、按鍵信息、錯誤操作信息、雙機協調信息2、設備操作信息1、設備操作信息2組成。

將該型武器裝備模擬訓練系統的軟模擬控制臺源信息設計為由節點狀態信息、導航信息、目指信息、火力兼容信息、1通道～4通道操作信息、5通道～8通道操作信息、發射裝置操作信息組成。

該型武器裝備系統結構復雜，其與國產其他各型武器裝備差異很大，艦面武控系統的設備種類、接口種類多，按照本設計方法將多種類的設備及其接口進行規劃分類，使得模擬訓練系統適應武器系統各設備接口多樣化，提高了模擬訓練系統的可維護性和可擴展性。

2 該型武器裝備模擬訓練系統設備信息互聯具體實施

依據某型武器裝備模擬訓練系統的總體設計，該設備信息互聯設計[4-7]包括綜合控制臺源信息、發射控制臺1源信息、發射控制臺2源信息、軟模擬控制臺源信息。

綜合控制臺源信息設計(部分)、發射控制臺1源信息設計(部分)、發射控制臺2源信息設計(部分)、軟模擬控制臺源信息設計(部分)分別如表1～表4所示。

表1 綜合控制臺源信息設計(部分)表

表2 發射控制臺1源信息設計(部分)

表3 發射控制臺2源信息設計(部分)

表4 軟模擬控制臺源信息設計(部分)

3 結論

本文給出了某型武器裝備模擬訓練系統設備信息互聯設計方法，準確模擬出原型武器系統各設備功能，給出武器系統多樣化的設備接口，能夠對武器系統各設備進行故障模擬，提高模擬訓練系統軟件的可維護性和可擴展性[8-10]，為模擬訓練系統的研制工作提供了軟件設計途徑。根據此方案完成了模擬訓練系統的軟件研制工作，所研制的模擬訓練設備已經提供給部隊使用，為部隊的該型號武器裝備訓練工作解決了實際困難，使用效果良好，為提高部隊模擬訓練效率發揮著積極的作用。