杜江洪

(南昌陸軍學院，江西 南昌330103)

陸軍分隊訓練的最高層次就是對抗訓練，實兵對抗訓練是提升和檢驗分隊戰(zhàn)斗力的關鍵環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)之所以關鍵就在于其過程與結(jié)果的評判將決定訓練的成效和戰(zhàn)斗力的高低，而傳統(tǒng)的監(jiān)控與評判手段在科學性與準確性上都存在著一些問題，如何基于信息系統(tǒng)解決這一環(huán)節(jié)的突出問題是推進信息化條件下陸軍分隊對抗訓練轉(zhuǎn)變的現(xiàn)實課題。

數(shù)據(jù)工程以獲取可用數(shù)據(jù)為目的，從研究數(shù)據(jù)的特征入手，對數(shù)據(jù)元素進行總結(jié)、歸納、分類、并再應用于工程實踐。圍繞陸軍分隊實兵對抗訓練的數(shù)據(jù)工程問題，其總目標應該包含以下三個方面:①過程監(jiān)控與導調(diào)。對抗訓練是通過一個完整過程來體現(xiàn)的，這個過程中有各種行動的展開，各種指令的下達。②能力評估與裁決。對抗訓練的目的是為了檢驗和提升戰(zhàn)斗力，要掌握戰(zhàn)斗力的實際情況就必然遇到能力評估和裁決的問題，要解決這一問題就需要相應的數(shù)據(jù)支撐。③知識獲取與應用。進行一次完整的對抗訓練演習需要耗費大量的人力和物力，為使這個過程的效益最大化，就要對這個過程所獲取的數(shù)據(jù)做有目的的分析，從中發(fā)現(xiàn)有用知識，尤其是可指導分隊訓練的知識。

本文就陸軍分隊對抗訓練系統(tǒng)實現(xiàn)過程中數(shù)據(jù)的流程與處理等問題進行探討和研究。

1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)框架與流程

系統(tǒng)為實現(xiàn)演習配置管理、進程控制、實時態(tài)勢顯示、視(音)頻監(jiān)控、輔助裁決、復盤回放等功能，對數(shù)據(jù)的需求可以歸結(jié)為三個層面，分別是顯示數(shù)據(jù)、行動數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)，基本數(shù)據(jù)框架如圖1所示。

根據(jù)對抗演習的不同，本系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以分為三種:配置管理狀態(tài)、實時演習狀態(tài)和復盤講評狀態(tài)。在不同的工作狀態(tài)下，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程不同。系統(tǒng)的總體數(shù)據(jù)流程如圖2所示。

(1)配置管理狀態(tài)。實兵對抗前，通過配置管理子系統(tǒng)配置演習方案并存入數(shù)據(jù)庫，在此過程中只需要配置管理子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)工作。

(2)實時演習狀態(tài)。實兵對抗時，通過綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)出控制請求，經(jīng)應用服務器、通信服務器至艾維無線基站，與各終端交互，各終端將實時的音頻、視頻、GPS指令等信息采集后以無線方式發(fā)送至艾維無線基站，經(jīng)通信服務器采集后存儲入數(shù)據(jù)庫服務器，同時發(fā)往應用服務器，經(jīng)應用服務器處理后分發(fā)給綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)以進行態(tài)勢顯示、視頻、音頻的播放。

(3)復盤講評狀態(tài)。復盤講評時，綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)出控制請求，經(jīng)應用服務器響應后向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)出相關數(shù)據(jù)請求，獲取歷史的音頻、視頻、GPS、指令等信息，經(jīng)應用服務器處理后分發(fā)給綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)，以態(tài)勢方式顯示和視頻、音頻方式播放。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)框架示意圖

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程示意圖

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置與管理

系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)配置與管理基本流程如圖3所示。

(1)演練基礎信息配置，利用人機交互界面輸入作戰(zhàn)時間、作戰(zhàn)地點、演習目的、演習單位、演習問題、企圖以及想定等與演習相關的屬性信息;

(2)演練基礎信息入庫，檢查人機交互界面中填寫的數(shù)據(jù)的合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)庫，否則提示用戶進行修改;

(3)地圖數(shù)據(jù)配置，利用人機交互界面選擇演習區(qū)地圖數(shù)據(jù)，允許用戶添加和刪除圖層，用于配置鐵絲網(wǎng)、碉堡等點狀和線狀地物;

(4)地圖數(shù)據(jù)入庫，對人機交互界面中添加的圖層數(shù)據(jù)進行檢查，若合法則寫入空間數(shù)據(jù)庫中，若非法則提示用戶進行修改;

(5)導演組人員配置，利用人機交互界面錄入人員基本信息，并通過角色分配來指定和配置導演人員;

(6)導演人員信息入庫，檢查導演員基本屬性和角色屬性的合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)，否則提示用戶進行修改;

(7)導調(diào)人員信息配置，利用人機交互界面錄入人員基本信息，并通過角色分配來指定和配置導調(diào)人員;

(8)導調(diào)監(jiān)控點配置，根據(jù)地圖數(shù)據(jù)中興趣點位置，利用人機交互界面建立監(jiān)控點;

(9)監(jiān)控點數(shù)據(jù)入庫，檢查監(jiān)控點數(shù)據(jù)合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)庫，否則提示用戶修改;

(10)參演人員信息配置，利用人機交互界面，輸入人員的基本信息以及編制信息;

(11)參演人員信息入庫，檢查參演人員數(shù)據(jù)合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)庫，否則提示用戶修改;

(12)戰(zhàn)斗編成，利用人機交互界面，建立戰(zhàn)斗編成，完成戰(zhàn)斗編成人員和參演人員之間的關聯(lián)關系，同時完成武器的分配等操作。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置與管理

編成信息數(shù)據(jù)入庫前，將檢查戰(zhàn)斗編成數(shù)據(jù)和基礎信息數(shù)據(jù)之間的索引關系，若合法則將編成信息數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理

該系統(tǒng)所處理的多維數(shù)據(jù)具有空間上多點分布，時間上連續(xù)的特征，這些數(shù)據(jù)包括:①手持移動終端獲取到的GPS數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù);②監(jiān)控設備獲取到的連續(xù)視頻數(shù)據(jù);③各用戶終端的操作指令。

上述數(shù)據(jù)既相互聯(lián)系又相對獨立，并各有特點，但是，它們都有一個公有的特性就是時間性，即它們表述的信息是和時間相關的，因此，系統(tǒng)必須能夠保證對數(shù)據(jù)可以按照時間進行還原。

數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)接收通訊服務器傳輸?shù)男畔⒉⑦M行處理，按照切片算法對數(shù)據(jù)進行入庫。本系統(tǒng)采用了一種可控的無損二次采樣方法，即在數(shù)據(jù)接收后對其進行二次采樣，但在二次采樣存儲時不是只存儲采樣點數(shù)據(jù)，而是把本次采樣時刻和上次采樣時刻間的所有信息作為切片進行壓縮存儲。這樣，可以完整地保留原始信息，在恢復時，既可以完全恢復，也可以選擇部分恢復，從而保證了效率。另外，針對每個采樣切片還可以使用特殊方法進行數(shù)據(jù)壓縮以減輕數(shù)據(jù)庫的壓力和網(wǎng)絡帶寬的壓力。

數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)面向應用服務器，為應用服務器進行的數(shù)據(jù)請求提供支持，用于演習復盤講評階段的數(shù)據(jù)恢復。

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫設計時主要考慮了時空多媒體數(shù)據(jù)的特性，基于切片算法和恢復算法的要求，充分考慮了系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫存取數(shù)據(jù)請求壓力的承受能力。

4 幾點思考

4.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與實兵對抗系統(tǒng)的對接問題

目前系統(tǒng)的毀傷數(shù)據(jù)還是以人工現(xiàn)地記錄為主，僅曲射火炮的毀傷采用了彈道計算的方法對覆蓋區(qū)域進行較為接近實際情況的計算，毀傷的結(jié)果還是由人的判斷來裁決，雖然有了一定的進步但是與實際的毀傷還是有一定的誤差。隨著激光實兵對抗系統(tǒng)的裝備，單兵到單件裝備的毀傷可通過激光模擬的方式實時獲取。目前裝配的激光對抗系統(tǒng)只是通過發(fā)煙的方式直觀地給出單兵的傷亡情況，或是采用離線方式記錄數(shù)據(jù)，而沒有實時提供給系統(tǒng)進行實時裁決?，F(xiàn)在通過戰(zhàn)場無線環(huán)境的建立，可實現(xiàn)各作戰(zhàn)單元(包括單兵)毀傷情況的實時回傳，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的融合處理可使導演得到更為準確的實時對抗態(tài)勢，以便進行及時的導調(diào)和干預，使對抗訓練與作戰(zhàn)的實際更為接近。

4.2 數(shù)據(jù)的標準與規(guī)范問題

目前關于陸軍分隊的基礎性數(shù)據(jù)標準規(guī)范正在制定過程中，雖然本系統(tǒng)實現(xiàn)過程中在代碼的設計上參照了相關的標準和規(guī)范，但是從數(shù)據(jù)工程的角度來看，系統(tǒng)的實現(xiàn)還應該在數(shù)據(jù)模型的標準和規(guī)范上做進一步的工作。這包括核心數(shù)據(jù)模型與邏輯數(shù)據(jù)模型的構建。所謂核心數(shù)據(jù)模型，旨在提供組織和描繪體系結(jié)構的信息結(jié)構用的公共途徑，它是實現(xiàn)系統(tǒng)間互連互通最直觀、最基礎的部件。核心數(shù)據(jù)模型不直接來自于底層的元素和實體的標準化，而是來自于對軍事業(yè)務的概念總結(jié)和邏輯抽象，這項工作是一個開創(chuàng)性的工作。邏輯數(shù)據(jù)模型的建立是以系統(tǒng)共同的數(shù)據(jù)模型的互連互通為目的，由此為系統(tǒng)提供可擴展的方法，讓核心數(shù)據(jù)模型能很好與專業(yè)數(shù)據(jù)集成。

4.3 訓練數(shù)據(jù)的后續(xù)應用問題

對抗訓練的目的是為發(fā)現(xiàn)訓練中的問題，更重要的是指導未來的訓練。傳統(tǒng)的對抗訓練由于數(shù)據(jù)把握的不足，往往只是關注訓練過程的一般問題分析，而缺乏更為本質(zhì)的數(shù)據(jù)分析。該系統(tǒng)的最重要特征之一就是將訓練過程的一些關鍵數(shù)據(jù)進行了記錄與關聯(lián)，不僅可在訓練過程中輔助導演人員及時調(diào)整和把握演習的進程，輔助其進行相關裁決，更重要的是通過數(shù)據(jù)的關聯(lián)與態(tài)勢的回放可為對抗訓練過程存在的問題進行更精確的量化分析提供了技術上的可能。因此，如何加強對訓練數(shù)據(jù)的后續(xù)應用同樣是一個值得思考的問題。

4.4 基礎數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)共享問題

對于分隊作戰(zhàn)與訓練相關的基礎數(shù)據(jù)沒有一個統(tǒng)一規(guī)范的發(fā)布平臺，只有一些不同渠道下發(fā)的紙質(zhì)文件作為數(shù)據(jù)來源的依據(jù)，各系統(tǒng)開發(fā)單位都是以自己的方式，零散地收集與整理。因此數(shù)據(jù)的完整性和權威性得不到保證。

對抗訓練中積累的大量數(shù)據(jù)不僅能夠支撐演習進行，通過數(shù)據(jù)的挖掘還可發(fā)現(xiàn)與對抗訓練相關的知識，這些知識可能是其他部門和單位也需要的知識，譬如沖擊過程中某些實際的數(shù)據(jù)也許對后裝的改進會有所啟發(fā)等等。如何將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的知識以更快捷和方便的方式提供給有關單位和部門是實現(xiàn)數(shù)據(jù)真正共享的重要內(nèi)容之一。

5 結(jié)束語

圍繞轉(zhuǎn)變戰(zhàn)斗力生成模式這個主線，加快軍事訓練領域數(shù)據(jù)工程建設的步伐，一方面要關注頂層的設計，同時也要關注底層的數(shù)據(jù)建設問題。由于歷史的原因，我軍對軍事問題的研究更偏重于定性分析方法，尤其是分隊戰(zhàn)術訓練問題的研究。造成這個現(xiàn)象的原因有觀念的問題，更重要的是缺乏相應數(shù)據(jù)環(huán)境和數(shù)據(jù)資源的支撐。隨著技術的進步，特別是信息系統(tǒng)對作戰(zhàn)與訓練的逐步滲透，人們的觀念也在發(fā)生著變化，分隊對抗訓練相關數(shù)據(jù)工程的建設必將面臨一系列新的機遇和挑戰(zhàn)。

1 吳照林.我軍數(shù)據(jù)工程建設構想及對策［J］.軍隊指揮自動化，2006，(1):27-29.

2 覃春蓮，劉東波.我軍信息化建設中的軟件工程與數(shù)據(jù)工程［J］.軍隊指揮自動化，2004，(6):43-44.

3 徐波武，劉桂雄.基于GPS的分隊戰(zhàn)術對抗訓練系統(tǒng)設計［J］.科學技術與工程，2007，7(11):2662-2665.