楊琳

摘 要：針對(duì)戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案合理性論證的業(yè)務(wù)需求，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和作戰(zhàn)仿真技術(shù)，設(shè)計(jì)了戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)背靠背對(duì)抗模式的作戰(zhàn)指揮與兵力行動(dòng)模擬。首先分析了戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演的規(guī)范化組織流程，根據(jù)演習(xí)方案驗(yàn)證和推演需求，設(shè)計(jì)了分布式仿真推演系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，并對(duì)其核心構(gòu)件——仿真推演引擎的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析，明確了各軟件應(yīng)用平臺(tái)的功能，為全系統(tǒng)組件化研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：戰(zhàn)術(shù)演習(xí)；推演；技術(shù)架構(gòu)；仿真平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP391.9；TJ83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）09-00-02

0 引 言

戰(zhàn)術(shù)演習(xí)是海軍部隊(duì)最主要的艦艇編隊(duì)及多軍兵種協(xié)同訓(xùn)練的手段之一。戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案的科學(xué)性、合理性、可行性和安全性是保證演習(xí)任務(wù)順利完成的基礎(chǔ)[1，2]，而在以往的演習(xí)組訓(xùn)過(guò)程中，雖然經(jīng)過(guò)了多次現(xiàn)地勘察、圖上作業(yè)、專家質(zhì)詢、會(huì)議協(xié)調(diào)等方式對(duì)戰(zhàn)法運(yùn)用和兵力行動(dòng)預(yù)案的合理性進(jìn)行了論證，但這種“紙上談兵”式的方案研討模式并不能使參演人員直觀地了解演習(xí)流程、感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、發(fā)現(xiàn)演習(xí)中可能存在的隱患和問(wèn)題。以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和作戰(zhàn)仿真技術(shù)來(lái)模擬實(shí)兵對(duì)抗演習(xí)的仿真推演可很好地解決上述問(wèn)題[3-6]。戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演是依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在導(dǎo)演部的統(tǒng)一指揮與現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)調(diào)下，紅藍(lán)雙方按照既定的兵力部署及行動(dòng)預(yù)案，采用背靠背的對(duì)抗模式進(jìn)行網(wǎng)上指揮和作戰(zhàn)流程推演的網(wǎng)上演習(xí)活動(dòng)。

1 演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演流程分析

演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演的根本是運(yùn)用仿真手段將演習(xí)文書方案轉(zhuǎn)化為仿真態(tài)勢(shì)并進(jìn)行可控的動(dòng)態(tài)模擬演練，因此，動(dòng)態(tài)推演過(guò)程應(yīng)與外場(chǎng)實(shí)兵對(duì)抗演習(xí)流程保持一致。根據(jù)外場(chǎng)實(shí)兵對(duì)抗演習(xí)的一般組織實(shí)施方法，演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演一般分為推演準(zhǔn)備、推演實(shí)施和推演總結(jié)3個(gè)階段，其基本流程如圖1所示。

推演準(zhǔn)備階段。首先將戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案文檔進(jìn)行態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)化，完成作戰(zhàn)想定編輯；同時(shí)，根據(jù)參戰(zhàn)兵力及指揮關(guān)系完成仿真節(jié)點(diǎn)部署方案設(shè)計(jì)。

推演實(shí)施階段。導(dǎo)演部根據(jù)推演進(jìn)度需求控制仿真運(yùn)行進(jìn)程，并適時(shí)進(jìn)行推演態(tài)勢(shì)調(diào)理；通過(guò)指揮決策關(guān)系模擬和虛擬兵力操控，實(shí)現(xiàn)紅藍(lán)方基指和分群指揮決策和戰(zhàn)術(shù)意圖；紅、藍(lán)、白三方態(tài)勢(shì)顯示節(jié)點(diǎn)按陣營(yíng)顯示基本戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，并對(duì)推演數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

推演總結(jié)階段。通過(guò)態(tài)勢(shì)回放和重要事件顯示對(duì)方案預(yù)案和推演過(guò)程進(jìn)行總結(jié)講評(píng)。

2 分布式推演系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演系統(tǒng)依托高精度GIS地理信息系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成兵力模型為核心，以人在回路的模擬兵力操控為主要方式，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演部和指揮所的戰(zhàn)術(shù)意圖和兵力指揮，完成近似實(shí)戰(zhàn)的態(tài)勢(shì)布局和態(tài)勢(shì)推演，在充分展現(xiàn)既定方案的戰(zhàn)術(shù)效果的同時(shí)能夠充分發(fā)揮參與推演的指揮員的智慧和經(jīng)驗(yàn)。

動(dòng)態(tài)推演系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分考慮海軍戰(zhàn)術(shù)演習(xí)發(fā)展和應(yīng)用實(shí)際需求，固化系統(tǒng)功能模塊和使用模式的同時(shí)，兼顧可擴(kuò)展性和靈活性要求，以適應(yīng)復(fù)雜多變的參演兵力規(guī)模、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法運(yùn)用和臨機(jī)決策導(dǎo)調(diào)。

HLA（High Level Architecture，HLA）作為新興分布交互仿真體系結(jié)構(gòu)，已在國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域特別是作戰(zhàn)仿真領(lǐng)域得到了較廣泛應(yīng)用，其相對(duì)獨(dú)立的開發(fā)模式、完備的RTI時(shí)間管理機(jī)制和獨(dú)特的可擴(kuò)展性非常適用于動(dòng)態(tài)推演系統(tǒng)的研發(fā)和運(yùn)用。因此，本文選用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示。

分布式動(dòng)態(tài)推演系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)主要包括3大部分，即對(duì)紅/藍(lán)方指揮所進(jìn)行功能模擬；對(duì)白方指揮所進(jìn)行功能模擬；支撐仿真推演運(yùn)行的仿真推演引擎。

2.1 紅藍(lán)方指揮所模擬

通過(guò)對(duì)紅藍(lán)演習(xí)對(duì)抗雙方“基本指揮所→兵力群指揮所→平臺(tái)兵力”三級(jí)指揮關(guān)系的模擬，實(shí)現(xiàn)指揮員的決策意圖和兵力行動(dòng)指揮。

2.2 白方指揮所模擬

白方指揮所作為戰(zhàn)術(shù)演習(xí)導(dǎo)演部，同時(shí)模擬紅藍(lán)對(duì)抗雙方的上級(jí)指揮機(jī)構(gòu)，主要完成系統(tǒng)仿真部署與運(yùn)行控制、推演態(tài)勢(shì)調(diào)理與控制、對(duì)抗效果裁決及保障兵力操控等。

2.3 仿真推演引擎

仿真推演引擎是仿真推演系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真推演數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)。

3 推演引擎技術(shù)架構(gòu)

仿真推演引擎是動(dòng)態(tài)推演系統(tǒng)的核心，仿真推演引擎采用四層技術(shù)架構(gòu)，即系統(tǒng)資源層、解算模型層、環(huán)境支撐層、應(yīng)用層，架構(gòu)如圖3所示。

（1）系統(tǒng)資源層：為系統(tǒng)運(yùn)行提供設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)等軟硬件環(huán)境支持；

（2）解算模型層：對(duì)平臺(tái)、裝備等的運(yùn)動(dòng)、作戰(zhàn)性能、對(duì)抗效果及操作、顯控等模型進(jìn)行集成管理；

（3）環(huán)境支撐層：提供仿真推演態(tài)勢(shì)推進(jìn)所必須的自然環(huán)境、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和仿真引擎等技術(shù)支撐；

（4）應(yīng)用層：為想定編輯、部署運(yùn)行控制、態(tài)勢(shì)調(diào)理、綜合顯控和兵力操控等各類用戶提供人機(jī)交互服務(wù)端口。

3.1 作戰(zhàn)想定編輯平臺(tái)

該平臺(tái)主要用于在仿真推演開始之前，根據(jù)戰(zhàn)術(shù)演習(xí)實(shí)施方案和紅藍(lán)方兵力行動(dòng)預(yù)案完成作戰(zhàn)想定編輯工作，完成演習(xí)海空域設(shè)定、參演兵力部署、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)置、預(yù)設(shè)航跡規(guī)劃等功能。

3.2 仿真部署與運(yùn)行控制平臺(tái)

該平臺(tái)主要用于在仿真推演之前的部署方案設(shè)計(jì)和仿真推演過(guò)程中的仿真運(yùn)行控制。在仿真推演之前，根據(jù)參演兵力規(guī)模合理規(guī)劃確定仿真聯(lián)邦和各臺(tái)位節(jié)點(diǎn)的部署方案；在仿真推演過(guò)程中，根據(jù)態(tài)勢(shì)推演需求完成全系統(tǒng)的仿真時(shí)間管理和運(yùn)行控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 態(tài)勢(shì)導(dǎo)調(diào)控制平臺(tái)

該平臺(tái)主要用于在仿真推演過(guò)程中對(duì)態(tài)勢(shì)推演情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，并根據(jù)情節(jié)推進(jìn)情況完成對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的調(diào)理，包括參戰(zhàn)兵力調(diào)整、兵力行為調(diào)理、電磁環(huán)境調(diào)理和對(duì)抗效果干預(yù)等。

3.4 綜合態(tài)勢(shì)顯示控制平臺(tái)

該平臺(tái)主要用于在仿真推演過(guò)程中通過(guò)圖、表、實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)圖等多種顯示手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)推演進(jìn)程、環(huán)境信息、綜合態(tài)勢(shì)、調(diào)理狀態(tài)等多種態(tài)勢(shì)信息的綜合顯示和輔助控制。

3.5 模擬兵力操控平臺(tái)

該平臺(tái)主要用于在仿真推演過(guò)程中為模擬兵力操控人員提供人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)調(diào)用底層兵力解算模型（包括平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模型、電子對(duì)抗模型、武器控制模型、戰(zhàn)損計(jì)算模型等）對(duì)操控指令進(jìn)行解算和響應(yīng)，并將解算結(jié)果實(shí)時(shí)反饋到態(tài)勢(shì)顯示和操控界面。

4 結(jié) 語(yǔ)

戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演是戰(zhàn)術(shù)演習(xí)籌劃準(zhǔn)備工作的重要環(huán)節(jié)，采用本文所述的動(dòng)態(tài)推演流程保障了推演組訓(xùn)的科學(xué)性和規(guī)范化。同時(shí)為適應(yīng)不同戰(zhàn)術(shù)演習(xí)科目兵力規(guī)模變化的不確定性，設(shè)計(jì)了分布式仿真推演系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)核心構(gòu)件——仿真推演引擎的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析，本文相關(guān)研究已應(yīng)用于仿真推演原型系統(tǒng)的軟件研發(fā)，并在戰(zhàn)術(shù)演習(xí)組訓(xùn)實(shí)施的方案論證環(huán)節(jié)進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)支撐框架的適用性和靈活性，能夠滿足戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動(dòng)態(tài)推演的需求。

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