摘 要： 為提高裝備保障訓(xùn)練效果，從裝備保障全要素集成訓(xùn)練需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)功能層次結(jié)構(gòu)，設(shè)立了三種訓(xùn)練模式，合理區(qū)分了訓(xùn)練層次。基于HLA設(shè)計(jì)了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并提出了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體方案。最后系統(tǒng)闡述了裝備保障全要素模擬集成訓(xùn)練系統(tǒng)的工作流程。該模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可為裝備裝備保障全要素集成訓(xùn)練提供訓(xùn)練平臺支撐。

關(guān)鍵詞： 分布式仿真； 集成訓(xùn)練系統(tǒng)； 訓(xùn)練模式； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）02?0060?04

0 引 言

裝備保障訓(xùn)練是指裝備機(jī)關(guān)和裝備保障部（分）隊(duì)為滿足作戰(zhàn)及其他軍事行動對裝備保障的需要，學(xué)習(xí)裝備保障知識，進(jìn)行業(yè)務(wù)能力和保障技能訓(xùn)練的活動手段。其是提升部隊(duì)裝備保障組織指揮能力、技術(shù)保障能力和生存防衛(wèi)能力的有效手段[1]。新形勢下，為適應(yīng)基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)裝備保障的需要，裝備保障訓(xùn)練必須由機(jī)械化條件下基于型號裝備的分專業(yè)訓(xùn)練向信息化條件下基于信息系統(tǒng)的全要素集成訓(xùn)練轉(zhuǎn)變。裝備保障全要素集成訓(xùn)練信已成為息化條件下部隊(duì)裝備保障訓(xùn)練的主要內(nèi)容和提升裝備保障能力的重要手段[2]。由于受裝備數(shù)量、訓(xùn)練場地、訓(xùn)練環(huán)境、安全設(shè)施等因素的限制，單純依靠傳統(tǒng)的實(shí)裝進(jìn)行裝備保障訓(xùn)練，難以滿足全要素集成訓(xùn)練的需要[3]。模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可以有效解決這一問題，因此開發(fā)裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是當(dāng)前裝備保障訓(xùn)練領(lǐng)域急需解決的問題。高層體系結(jié)構(gòu)（High Level Architecture，HLA）是目前實(shí)現(xiàn)分布式仿真的主要手段，用于構(gòu)建通用仿真框架，支持不同仿真應(yīng)用之間的互操作和仿真組件的可重用，是系統(tǒng)具有良好的開放性和可擴(kuò)展性，便于后續(xù)擴(kuò)展和開發(fā)[4?5]。本文基于HLA框架構(gòu)建了裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)需求分析

裝備保障全要素集成訓(xùn)練，是著眼于基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)中裝備保障需求，依托互聯(lián)互通的信息系統(tǒng)，圍繞裝備保障必須具備的指揮控制、搶救搶修、彈藥保障、器材供應(yīng)、防衛(wèi)防護(hù)等基本能力，將相同保障功能的訓(xùn)練對象歸類整合為相對獨(dú)立的保障要素實(shí)體，按照構(gòu)建信息連接、聚合內(nèi)部功能、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)保障的要求而進(jìn)行的裝備保障戰(zhàn)術(shù)綜合應(yīng)用訓(xùn)練。從其內(nèi)涵上看，裝備保障要素訓(xùn)練的對象包括整個裝備保障體系，其主體應(yīng)包括師（團(tuán)）裝備機(jī)關(guān)、修理營（連）、綜合倉庫和使用分隊(duì)的部分人員，以及與保障行動相關(guān)的部分力量。從訓(xùn)練內(nèi)容上來看，裝備保障全要素集成訓(xùn)練是戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練與技術(shù)訓(xùn)練、組織指揮與保障行動、專業(yè)訓(xùn)練與防衛(wèi)訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合的整體化訓(xùn)練；從訓(xùn)練手段上來看，這種訓(xùn)練方式是依托信息系統(tǒng)平臺、共享網(wǎng)絡(luò)資源、拓寬訓(xùn)練保障渠道的集約化訓(xùn)練；從訓(xùn)練形式上，其強(qiáng)調(diào)的是要素組合、逐級合成、全系統(tǒng)、全過程、全要素的集成化訓(xùn)練。裝備保障全要素集成訓(xùn)練的組織實(shí)施，通常按單要素、多要素、全要素三個層次進(jìn)行，相應(yīng)地，裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)必須具備實(shí)現(xiàn)以上三個層次訓(xùn)練的功能，涵蓋三種訓(xùn)練模式（單要素訓(xùn)練模式、多要素訓(xùn)練模式、全要素訓(xùn)練模式），其功能層次結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

單要素訓(xùn)練是指構(gòu)成各保障要素的所有實(shí)體模塊的功能訓(xùn)練。裝備保障要素是構(gòu)成和支撐保障體系的關(guān)鍵性因素，對于形成整體裝備保障能力具有重要作用。按照要素和信息化條件下裝備保障的一般規(guī)律，裝備保障體系要素可以劃分為5個實(shí)體模塊，包括情報偵察、指揮控制、搶救搶修、物資供應(yīng)、安全防護(hù)。情報偵察要素訓(xùn)練是訓(xùn)練參訓(xùn)人員裝備保障情報信息的多元獲取、實(shí)時傳輸、集中處理、按需分發(fā)和共享使用的能力，主要開展裝備保障情報信息搜集、分析、處理程序和方法等方面的訓(xùn)練內(nèi)容[6]。指揮控制要素訓(xùn)練是訓(xùn)練參訓(xùn)人員獲取信息、指揮決策、協(xié)調(diào)控制的能力，主要開展指揮信息系統(tǒng)運(yùn)用、保障態(tài)勢感知、保障力量部署、保障資源調(diào)配、保障行動調(diào)控、保障防衛(wèi)組織等方面的訓(xùn)練內(nèi)容。搶救搶修要素訓(xùn)練是訓(xùn)練參訓(xùn)人員的裝備戰(zhàn)損評估、快速搶救搶修能力，主要進(jìn)行裝備技術(shù)偵察、毀傷評估、修復(fù)能力預(yù)計(jì)、搶救搶修方案制定、保障力量運(yùn)用、裝備搶救、裝備搶修等方面的訓(xùn)練。物資供應(yīng)要素訓(xùn)練是訓(xùn)練參訓(xùn)人員負(fù)責(zé)條件下的快速供應(yīng)保障能力，主要進(jìn)行物資消耗預(yù)計(jì)、供應(yīng)計(jì)劃制定、野戰(zhàn)倉庫開設(shè)、物資調(diào)配、物資收發(fā)等方面的內(nèi)容。安全防衛(wèi)要素訓(xùn)練是訓(xùn)練參訓(xùn)人員突發(fā)情況下的防偵抗毀能力，主要進(jìn)行安全評估、防衛(wèi)計(jì)劃制定、防衛(wèi)力量展開、警戒、偵察、報知、偽裝等內(nèi)容。

多要素訓(xùn)練是在裝備保障單要素訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，指揮控制要素分別與其他單個保障要素間的合成訓(xùn)練。多要素訓(xùn)練主要以指揮控制要素為牽引，其他一個或多個保障要素參與，初步實(shí)現(xiàn)裝備保障多要素的合成訓(xùn)練。

全要素訓(xùn)練是指所有保障要素參與的綜合集成訓(xùn)練。全要素訓(xùn)練是在裝備保障單要素和多要素訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，著眼裝備保障要素之間的融合，以指揮控制要素為核心，以戰(zhàn)術(shù)技術(shù)融合與要素內(nèi)聯(lián)、協(xié)同為重點(diǎn)，對情報偵察、物資供應(yīng)、搶救搶修、安全防衛(wèi)等要素進(jìn)行的訓(xùn)練，以充分發(fā)揮各裝備保障要素的功能作用，達(dá)到練指揮、練謀略、練協(xié)同、練保障的目的，提升整體保障能力。全要素訓(xùn)練更加強(qiáng)調(diào)以信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺，通過利用信息技術(shù)的滲透性、聯(lián)通性和融合性，打通各保障要素間的交互壁壘，將裝備保障各要素歸類聚合、綜合集成，使裝備保障指揮控制更加靈活、裝備保障力量反應(yīng)更加快速、裝備保障信息流通更加通暢，實(shí)現(xiàn)裝備保障力量的協(xié)調(diào)統(tǒng)合、裝備保障資源的優(yōu)化整合、裝備保障效能的整體聚合。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 HLA高層體系結(jié)構(gòu)

1996年美國國防部完成了HLA（High Level Architecture）的基礎(chǔ)定義，2000年HLA正式成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)。HLA是一個可重用的用于建立基于分布式仿真部件的軟件架構(gòu)和功能集，支持由不同仿真部件組成的復(fù)雜仿真[7]。HLA實(shí)現(xiàn)了仿真的開發(fā)、執(zhí)行與相應(yīng)的支撐環(huán)境分離，將模型或仿真的特殊行為放在實(shí)現(xiàn)它的聯(lián)邦成員中，支撐框架中只包含仿真互操作的通用功能。這樣可以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將工作重點(diǎn)放到仿真模型與交互模型的設(shè)計(jì)上，在模型中描述對象問所需的交互數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)交互是如何完成的。RTI是HLA 接口規(guī)范的具體實(shí)現(xiàn)，它是基于HLA仿真的核心部件，是一個按照HLA接口規(guī)范開發(fā)的軟件系統(tǒng)，為仿真應(yīng)用提供通用的、相對獨(dú)立的支撐服務(wù)，其功能類似于分布式操作系統(tǒng)。另外，RTI為聯(lián)邦仿真提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)的接口服務(wù)，以滿足仿真所需的數(shù)據(jù)交互要求，并可實(shí)現(xiàn)時間管理、成員管理、對象管理、聲明管理與數(shù)據(jù)分發(fā)管理5大類服務(wù)，為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一個綜合的開發(fā)環(huán)境[8]。

2.2 基于HLA的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：訓(xùn)練管理邦員、裝備保障要素邦員、外部邦員和用戶。各邦員又包含多個子邦員，其中訓(xùn)練管理邦員包括系統(tǒng)監(jiān)控邦員、訓(xùn)練方案邦員、戰(zhàn)場態(tài)勢邦員、保障環(huán)境邦員、數(shù)據(jù)管理邦員、考核評估邦員，裝備保障要素邦員包括情報偵察邦員、指揮控制邦員、搶救搶修邦員、物資供應(yīng)邦員、安全防護(hù)邦員，外部邦員主要包括與裝備保障活動密切相關(guān)的其他作戰(zhàn)要素邦員。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

導(dǎo)調(diào)控制邦員根據(jù)想定與訓(xùn)練系統(tǒng)的映射關(guān)系確立訓(xùn)練模式，建立各訓(xùn)練模式的連接和運(yùn)行，根據(jù)訓(xùn)練模式加入聯(lián)邦的成員，負(fù)責(zé)訓(xùn)練過程中系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行、時間推進(jìn)和協(xié)調(diào)控制，并且依據(jù)具體訓(xùn)練情況適時實(shí)施人工干預(yù)。訓(xùn)練方案邦員用來編寫各層次裝備保障訓(xùn)練想定，根據(jù)裝備保障任務(wù)生成訓(xùn)練方案。戰(zhàn)場態(tài)勢邦員用于設(shè)置和管理戰(zhàn)場整體態(tài)勢，包括兵力部署、任務(wù)區(qū)分、資源配置等。保障環(huán)境邦員用于設(shè)置各層次訓(xùn)練的戰(zhàn)場環(huán)境，模擬戰(zhàn)場多維時空特性，包括地理環(huán)境、氣象環(huán)境、電磁環(huán)境，為訓(xùn)練提供實(shí)時、可信、準(zhǔn)確的戰(zhàn)場環(huán)境信息并對訓(xùn)練過程施加影響。數(shù)據(jù)管理邦員對訓(xùn)練過程中傳輸?shù)母鞣N信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，存入數(shù)據(jù)庫，并對裝備數(shù)據(jù)庫、實(shí)體模型庫、戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)庫、訓(xùn)練信息數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行管理?？己嗽u估邦員對裝備保障單要素、多要素以及全要素訓(xùn)練過程及效果進(jìn)行分析和評估。全景顯示邦員利用視景仿真模型，對各層次訓(xùn)練運(yùn)行過程及各類信息進(jìn)行實(shí)時動態(tài)顯示。裝備保障要素各邦員用于設(shè)置各保障要素訓(xùn)練科目和內(nèi)容。外部邦員用于生成裝備保障全要素集成訓(xùn)練所需要的各作戰(zhàn)要素?cái)?shù)據(jù)。

2.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)以一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其總體結(jié)構(gòu)由訓(xùn)練模擬控制、戰(zhàn)術(shù)想定、裝備保障要素仿真、裝備保障要素交互仿真、視景仿真、數(shù)據(jù)綜合處理和效能評估等模塊組成。軟件的主程序使用Visual C++編寫，系統(tǒng)開發(fā)的所需其他軟件包括HLA開發(fā)支撐工具RTI系統(tǒng)和對象模型開發(fā)工具OMDT[9]、地理信息系統(tǒng)工具軟件、三維建模軟件MultiGen Creator、視景驅(qū)動開發(fā)軟件Vega、數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具PowerBuilder等，軟件總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 系統(tǒng)工作流程

模擬訓(xùn)練系統(tǒng)啟動以后，系統(tǒng)自檢，用戶調(diào)用導(dǎo)調(diào)控制邦員加入聯(lián)邦，并進(jìn)行訓(xùn)練模式選擇，編輯或調(diào)用相應(yīng)的想定。在單要素訓(xùn)練模式下，系統(tǒng)首先選擇單要素訓(xùn)練內(nèi)容，然后進(jìn)行訓(xùn)練科目設(shè)置，該訓(xùn)練科目完成后，進(jìn)行另一訓(xùn)練科目的訓(xùn)練，該要素訓(xùn)練科目完成后進(jìn)行下一單要素訓(xùn)練，全部單要素訓(xùn)練完成后，系統(tǒng)進(jìn)入多要素訓(xùn)練模式。

在多要素訓(xùn)練模式下，系統(tǒng)首先調(diào)用加入指控控制邦員，然后根據(jù)訓(xùn)練需求調(diào)研偵察情報邦員、搶救搶修邦員、物資供應(yīng)邦員和安全防護(hù)邦員中的一個或多個邦員加入，進(jìn)行指揮控制要素與其他要素的合成訓(xùn)練，多要素訓(xùn)練所有科目訓(xùn)練完成后，系統(tǒng)進(jìn)入全要素集成訓(xùn)練模式。在全要素集成訓(xùn)練模式下，所有裝備保障要素邦員全部啟動，進(jìn)行各訓(xùn)練科目的訓(xùn)練，全部訓(xùn)練完成后，重新進(jìn)行訓(xùn)練模式的選擇或退出系統(tǒng)。系統(tǒng)工作流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)工作流程

4 結(jié) 語

裝備保障訓(xùn)練是是提升部隊(duì)裝備保障組織指揮能力、技術(shù)保障能力和生存防衛(wèi)能力的有效手段，開發(fā)裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是當(dāng)前裝備保障訓(xùn)練領(lǐng)域急需解決的問題。本文基于HLA框架構(gòu)建了裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。從裝備保障全要素集成訓(xùn)練需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)功能層次結(jié)構(gòu)，合理區(qū)分了訓(xùn)練層次，基于HLA設(shè)計(jì)了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并提出了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體方案。最后系統(tǒng)闡述了裝備保障全要素集成模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的工作流程。該模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可為裝備裝備保障全要素集成訓(xùn)練提供訓(xùn)練平臺支撐。

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