李 革,段 紅

(國(guó)防科技大學(xué) 系統(tǒng)工程學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410073)

0 引言

軍用仿真技術(shù)是武器裝備發(fā)展、研制、試驗(yàn)、定型、鑒定、作戰(zhàn)效能評(píng)估、作戰(zhàn)訓(xùn)練、后勤支援,以及武器裝備采辦等不可缺少的重要支撐技術(shù),對(duì)于促進(jìn)軍事理論和軍事實(shí)踐的進(jìn)步、推動(dòng)軍事技術(shù)和武器裝備的革命、保證軍事斗爭(zhēng)和作戰(zhàn)行動(dòng)的勝利,能起到提高效能、節(jié)省經(jīng)費(fèi)、降低風(fēng)險(xiǎn)、保證質(zhì)量和縮短研制周期的顯著作用,是服務(wù)于武器裝備全壽命、全系統(tǒng)和管理全方位的極其重要的關(guān)鍵支撐技術(shù)。仿真技術(shù)及系統(tǒng)是用信息化推動(dòng)國(guó)防現(xiàn)代化跨越式發(fā)展的重要手段。

從軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程來(lái)看,可以將軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)劃分為3個(gè)階段。第一階段為開(kāi)發(fā)時(shí)期,為了集體訓(xùn)練目的開(kāi)發(fā)了分布式交互仿真(DIS)標(biāo)準(zhǔn),其標(biāo)志性成果是DIS標(biāo)準(zhǔn);第二階段為成熟期,指建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)從技術(shù)開(kāi)發(fā)到工程過(guò)程開(kāi)發(fā)時(shí)期,主要是采用高層體系結(jié)構(gòu)(HLA)開(kāi)發(fā)大型集體訓(xùn)練應(yīng)用的階段,標(biāo)志性事件是美國(guó)國(guó)防部建模與仿真主計(jì)劃的發(fā)布,標(biāo)志性成果是HLA標(biāo)準(zhǔn);第三階段為非訓(xùn)練階段,指軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)從支持訓(xùn)練到支持作戰(zhàn)和采辦等作戰(zhàn)仿真領(lǐng)域。目前,軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)已經(jīng)進(jìn)入了第三階段[1]。

本文首先介紹國(guó)外軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系研究情況;然后分別從仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、VV&A(校核、驗(yàn)證與確認(rèn))標(biāo)準(zhǔn)、仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)、仿真術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)等方面介紹軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)成果,重點(diǎn)描述了我國(guó)軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀,提出了我國(guó)軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系框架;最后對(duì)軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 國(guó)外軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系

標(biāo)準(zhǔn)體系是指一定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學(xué)的有機(jī)整體。國(guó)內(nèi)外都非常重視軍用仿真標(biāo)準(zhǔn)體系的研究、建立和推廣應(yīng)用。以美國(guó)、北大西洋公約組織(北約)、澳大利亞為代表的世界主要軍事強(qiáng)國(guó)和組織已建立了較為完整的仿真技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

1.1 美國(guó)

美國(guó)國(guó)防部的軍用建模與仿真計(jì)劃是在1994年1月4日頒布的5000.9號(hào)條令“國(guó)防部建模與仿真管理”基礎(chǔ)上建立的,認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)化是有效開(kāi)展大系統(tǒng)建模與仿真活動(dòng)的關(guān)鍵,目的是組織和集中美國(guó)國(guó)防部的建模與仿真能力用于解決建模與仿真中的共同問(wèn)題,促進(jìn)建模與仿真的可重用性與互操作性,從而提高效率。為建立美軍建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系,該計(jì)劃提出了以下6項(xiàng)目標(biāo)[2]：

1)提供一個(gè)建模與仿真用的公用技術(shù)框架。包括建立一個(gè)通用高層次仿真體系結(jié)構(gòu)HLA、開(kāi)發(fā)使命空間概念模型、制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等子目標(biāo)。

2)提供自然環(huán)境及時(shí)、權(quán)威的表達(dá)。包括對(duì)陸地、海洋、大氣、太空的權(quán)威性表達(dá)。

3)提供系統(tǒng)的權(quán)威性表達(dá)。系統(tǒng)包括平臺(tái)、武器、傳感器、設(shè)備、生命保障系統(tǒng)、C4I(指揮、控制、通訊、計(jì)算機(jī))系統(tǒng)以及后勤支持系統(tǒng)。

4)提供個(gè)人和群體人類行為的權(quán)威性表達(dá)。

5)提供一種建模與仿真基礎(chǔ)設(shè)施,以滿足研制人員和最終用戶的需求。

6)共享建模與仿真的利益。

1.2 北約

北約有2個(gè)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化工作的機(jī)構(gòu)：一是北約標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì),即北約標(biāo)準(zhǔn)化的領(lǐng)導(dǎo)決策機(jī)構(gòu);另一個(gè)是北約標(biāo)準(zhǔn)化局,即對(duì)北約標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)負(fù)責(zé)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),具體負(fù)責(zé)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作,由相關(guān)成員國(guó)派專業(yè)人員組成,負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的制定、協(xié)調(diào)等具體工作。北約當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點(diǎn)是聯(lián)合軍事行動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)互操作性。

北約于1998年8月發(fā)布了北約建模與仿真計(jì)劃[3],2009年12月發(fā)布了北約建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)輪廓圖[1],對(duì)北約建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了描述,主要包括如下類型標(biāo)準(zhǔn)：校核與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)、仿真系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)、建模與仿真想定標(biāo)準(zhǔn)、建模標(biāo)準(zhǔn)、建模與仿真的互操作標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和可視化標(biāo)準(zhǔn)。

2018年2月北約將北約建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系更新到D 版,主要包括以下標(biāo)準(zhǔn)：建模與仿真方法、體系結(jié)構(gòu)和過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)、概念建模與想定標(biāo)準(zhǔn)、建模與仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)、信息交換數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)、軟件工程標(biāo)準(zhǔn)、綜合自然環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、仿真分析與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)以及其他標(biāo)準(zhǔn)。

北約建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系最主要的不足包括：缺乏支撐人員行為建模方面的標(biāo)準(zhǔn);缺乏真實(shí)仿真(Live)方面的標(biāo)準(zhǔn)。此外,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是其標(biāo)準(zhǔn)化工作中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),北約建模與仿真團(tuán)隊(duì)正試圖解決這些問(wèn)題。

1.3 澳大利亞

澳大利亞國(guó)防部于2005年發(fā)布了《國(guó)防仿真標(biāo)準(zhǔn)指南》[4],其分類比較全面,共包括各類標(biāo)準(zhǔn)91項(xiàng)。其中,將仿真標(biāo)準(zhǔn)劃分為以下5類：

1)描述標(biāo)準(zhǔn)

主要包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和可信度標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)包括環(huán)境數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)體描述標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和可視化屬性標(biāo)準(zhǔn)?？尚哦葮?biāo)準(zhǔn)包括仿真可信度標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)可信度標(biāo)準(zhǔn)。

2)分布式仿真標(biāo)準(zhǔn)

主要包括仿真協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、仿真通信標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、分布式學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。

3)置信度建立標(biāo)準(zhǔn)

主要包括VV&A 標(biāo)準(zhǔn)和管理認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

4)仿真工程標(biāo)準(zhǔn)

主要包括軟件開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、仿真硬件標(biāo)準(zhǔn)、可視化數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)。

5)仿真管理標(biāo)準(zhǔn)

主要包括數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)、配置管理標(biāo)準(zhǔn)、可靠性管理標(biāo)準(zhǔn)、安全性管理標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)。

2 軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)研究成果

2.1 仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

為了處理復(fù)雜大系統(tǒng)的建模與仿真,仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從集中式、封閉式向分布式、開(kāi)放式、交互式發(fā)展。發(fā)展目標(biāo)是構(gòu)成可互操作性、可移植性、可伸縮性及強(qiáng)交互性的分布對(duì)等協(xié)同的仿真體系結(jié)構(gòu)。

美國(guó)于20世紀(jì)末先后公布了DIS和HLA 系列標(biāo)準(zhǔn)。2000年以來(lái),又陸續(xù)對(duì)DIS和HLA 系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新：DIS標(biāo)準(zhǔn)方面推出了第7版本的DIS標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1278.1：2010,增加了對(duì)定向能武器、信息作戰(zhàn)等方面的支持;HLA 標(biāo)準(zhǔn)方面推出了IEEE 1516：2010,增加了對(duì)容錯(cuò)、模塊化FOMs、Web服務(wù)、XML、鏈接兼容性等方面的支持。2011年1月頒布了分布式仿真工程與執(zhí)行過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1730,將DIS、HLA、試驗(yàn)和訓(xùn)練使能體系結(jié)構(gòu)(TENA)分布式仿真相關(guān)的工程與執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行了統(tǒng)一。美海軍研究生院于2002年提出可擴(kuò)展建模與仿真框架XMSF,以擴(kuò)展HLA 支持基于Web的仿真。

在試驗(yàn)與鑒定領(lǐng)域,美軍建立了TENA,以擴(kuò)展的C4ISR 體系結(jié)構(gòu)框架為基礎(chǔ),建立符合需求的邏輯靶場(chǎng),旨在提高試驗(yàn)與鑒定領(lǐng)域的互操作性、可重用性和可組合性。2012 年10 月TENA 中間件6.03版本發(fā)布,其中的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象模型包括時(shí)間、坐標(biāo)系、時(shí)空位置信息、平臺(tái)、彈藥、GPS、雷達(dá)、遙測(cè)設(shè)備、天氣等。

為了滿足實(shí)時(shí)分布式仿真系統(tǒng)的要求,對(duì)象管理組織(OMG)于2004年12月發(fā)布了針對(duì)于開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS),并且在2015年發(fā)布了新版本的規(guī)范,主要適用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸性能要求高的領(lǐng)域。DDS 可以實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)仿真環(huán)境中各個(gè)仿真節(jié)點(diǎn)之間高效、高速的數(shù)據(jù)交互,具有簡(jiǎn)單高效、傳輸時(shí)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)可控,響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),適用于分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)互聯(lián)。美國(guó)于2012年提出了層次化仿真體系結(jié)構(gòu)(LSA),其目標(biāo)是通過(guò)DDS將DIS,HLA,TENA 等分布式仿真體系結(jié)構(gòu)統(tǒng)一。

2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化具有非常重要的作用,模型與仿真的有效性、適用性和可信度是建立在標(biāo)準(zhǔn)的、經(jīng)認(rèn)證的權(quán)威數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)有助于提高和促進(jìn)國(guó)防部門之間的信息交換。

美軍逐步建立了多種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),比較重要的有“綜合環(huán)境數(shù)據(jù)表示與接口規(guī)范”(SEDRIS)。SEDRIS核心組件包括環(huán)境數(shù)據(jù)表示模型、環(huán)境數(shù)據(jù)編碼規(guī)范、空間參考模型、接口規(guī)范和傳輸格式等。2005年和2006年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)(IEC)批準(zhǔn)了8 項(xiàng)SEDRIS 標(biāo)準(zhǔn),分別為ISO/IEC 18023-1：2006(第一部分：功能規(guī)范)、ISO/IEC 18023-2：2006(第二部分：傳輸格式)、ISO/IEC 18023-3：2006(第三部分：文件格式綁定編 碼)、ISO/IEC 18024：2006(第 四 部 分：C 語(yǔ)言)、ISO/IEC 18025：2005(環(huán)境數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn))、ISO/IEC 18026：2006(空間 參 考 模 型)、ISO/IEC 18041-4：2005(第四部分：環(huán)境數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言綁定C語(yǔ)言)和ISO/IEC 18042-4：2006(第四部分：空間參考模型語(yǔ)言綁定C 語(yǔ)言)。SEDRIS目前已被美國(guó)國(guó)防部聯(lián)合技術(shù)體系結(jié)構(gòu)采用,也被北約建模與仿真計(jì)劃引用,美國(guó)陸軍仿真、訓(xùn)練與設(shè)備項(xiàng)目執(zhí)行辦公室已經(jīng)書面規(guī)定所有環(huán)境數(shù)據(jù)必須以SEDRIS格式交付。

2.3 VV&A標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)國(guó)防部于2006年公布了《軍用建模與仿真VV&A 建議實(shí)施指南》,2007年底頒布了HLA 的VV&A 標(biāo) 準(zhǔn)(IEEE 1516.4：2007)。為 統(tǒng) 一VV&A 的文檔,美國(guó)國(guó)防部建模與仿真指導(dǎo)委員會(huì)設(shè)立“國(guó)防部VV&A 標(biāo)準(zhǔn)化文檔”項(xiàng)目。2008年發(fā)布了建模與仿真VV&A 標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-3022,建立了建模與仿真中VV&A 過(guò)程的4個(gè)核心產(chǎn)品的文檔模板,包括確認(rèn)計(jì)劃、校核驗(yàn)證計(jì)劃、校核驗(yàn)證報(bào)告和確認(rèn)報(bào)告。

2.4 仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)

建模仿真與C4ISR 互操作方面,美軍規(guī)定M&S和C4ISR 系統(tǒng)必須遵循DoDAF,該框架有助于各種規(guī)模的系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互操作性;在公共數(shù)據(jù)交換模型方面,開(kāi)發(fā)了“指控信息交換數(shù)據(jù)模型(C2IEDM)”,并被NATO 的多國(guó)互操作性計(jì)劃成員采用;在公共描述語(yǔ)言方面,美軍先后提出了作戰(zhàn)管理語(yǔ)言(BML),XBML,CBML,以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)計(jì)劃與命令的標(biāo)準(zhǔn)化與自動(dòng)化,從而在指控系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)之間通用。在基礎(chǔ)支撐技術(shù)方面,美軍重點(diǎn)對(duì)包括XML,WEB SERVICE 在內(nèi)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究和應(yīng)用,作為C4ISR 和M&S系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交換的技術(shù)基礎(chǔ)。

仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)化組織(SISO)在仿真標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用：除了維護(hù)IEEE 1278和IEEE 1516系列標(biāo)準(zhǔn)外,還負(fù)責(zé)發(fā)布和維護(hù)許多軍用M&S標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和指南,如實(shí)時(shí)平臺(tái)參考聯(lián)邦對(duì)象模型標(biāo)準(zhǔn)(SISO-STD-001.1：1999)、Link16仿真標(biāo)準(zhǔn)(SISO-STD-002：2006)、基礎(chǔ)對(duì)象模型(BOM)模板規(guī)范(SISO-STD-003：2006)、軍事想定定義語(yǔ)言MSDL 參考指南(SISO-REF-015：2006)、C4I仿真互操作指南(SISO-REF-004：2000)、仿真逼真度實(shí)施指南(SISO-REF-002：1999)、HLA 接口規(guī)范的兼容動(dòng)態(tài)鏈接的HLA API標(biāo)準(zhǔn)、分布式匯報(bào)控制結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)(SISO-STD-015：2016)、網(wǎng)關(guān)描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)(SISO-STD-014.1：2018)、網(wǎng)關(guān)過(guò)濾語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)(SISO-STD-014.2：2018)等[5],這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范在促進(jìn)國(guó)防部領(lǐng)域內(nèi)的仿真應(yīng)用的互操作方面發(fā)揮了重要的作用。

2.5 仿真術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)

軍用仿真術(shù)語(yǔ)是軍用仿真領(lǐng)域的基礎(chǔ)性最強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)術(shù)語(yǔ)可以準(zhǔn)確構(gòu)建軍用仿真領(lǐng)域的知識(shí)體系,反映軍用仿真技術(shù)最新的發(fā)展成果,為軍用仿真領(lǐng)域的知識(shí)檢索和傳播、技術(shù)傳遞、科技交流提供重要的工具。

國(guó)外仿真術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化方面,IEEE 于1989年制定了IEEE Std610.3—1989IEEE Standard Glossary of Modeling and Simulation Terminology標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包含175個(gè)詞條,涵蓋范圍主要包括一般建模與仿真概念、建模與仿真類型、建模與仿真變量、博弈論、排隊(duì)論。該標(biāo)準(zhǔn)為20多年前的標(biāo)準(zhǔn),包含術(shù)語(yǔ)不足200條,且覆蓋范圍較窄,其中博弈論、排隊(duì)論方面的術(shù)語(yǔ)不是軍用仿真技術(shù)的核心術(shù)語(yǔ)。美國(guó)國(guó)防部于2011年發(fā)布了建模與仿真術(shù)語(yǔ)DOD Modeling and Simulation Glossary。

2009年,我國(guó)發(fā)布了GJB 6935—2009《軍用仿真術(shù)語(yǔ)》[6],分為軍用仿真基本術(shù)語(yǔ)、軍用仿真建模技術(shù)術(shù)語(yǔ)、軍用仿真系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)技術(shù)術(shù)語(yǔ)、軍用仿真應(yīng)用術(shù)語(yǔ)4類,共包括421條術(shù)語(yǔ),目前正在對(duì)此國(guó)軍標(biāo)進(jìn)行修訂;2012年中國(guó)仿真學(xué)會(huì)根據(jù)加拿大Oren教授整理的建模與仿真詞匯出版了《漢英-英漢建模與仿真術(shù)語(yǔ)集》,列出了9 345個(gè)建模與仿真詞條,并在此基礎(chǔ)上于2018年出版了《軍用建模與仿真技術(shù)詞典》。

3 我國(guó)軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系

我國(guó)原總裝備部于2009年8月開(kāi)始了《軍用標(biāo)準(zhǔn)體系表》的編制工作,在充分吸收1995年版《軍用標(biāo)準(zhǔn)體系表》的精華和軍用標(biāo)準(zhǔn)化工作的最新成果基礎(chǔ)上,于2011年1月正式頒布體系表。其中,建模仿真技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)屬于共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括仿真系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、仿真數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、仿真模型標(biāo)準(zhǔn)和仿真試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)4類。訓(xùn)練仿真的標(biāo)準(zhǔn)未放到建模仿真技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之下,而是歸并到了訓(xùn)練信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中。

我國(guó)軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系先后形成了2個(gè)版本,隨著軍隊(duì)編制體制的變化,軍用標(biāo)準(zhǔn)體系的修訂勢(shì)在必行,因而軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系也得相應(yīng)補(bǔ)充和完善,為此提出了軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系框架。

3.1 軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀

2007年9月,軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立,12月組織專家和委員制定了《軍用仿真體系表》框架,2008年3月梳理和匯總了各單位提出的需求后修改完善了體系框架,最終在體系表征求意見(jiàn)稿的基礎(chǔ)上,正式形成了《軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系表》。軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)兩大類,其中基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)又分為術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、模型標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和仿真工程標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)分為作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、訓(xùn)練模擬標(biāo)準(zhǔn)和裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)[7]。

2015年,軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員進(jìn)一步完善了2008年版《軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系表》,提出了軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系框架參考模型,形成了新版的《軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系表》。新版軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系由共性技術(shù)、作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練模擬和裝備仿真這4部分組成,其中,共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又分為術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、模型標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和仿真工程標(biāo)準(zhǔn)。作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練模擬標(biāo)準(zhǔn)基本上是按照作戰(zhàn)仿真層次來(lái)劃分,除了通用標(biāo)準(zhǔn)外,還包括戰(zhàn)略、聯(lián)合戰(zhàn)役、軍種戰(zhàn)役、合同戰(zhàn)術(shù)、兵種戰(zhàn)術(shù)、分隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)、單兵/單武器平臺(tái)等層次的建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)。裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)包括通用標(biāo)準(zhǔn)以及陸、海、空、天、電領(lǐng)域的裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)[8]。

3.2 軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系框架后續(xù)建議

仿真預(yù)先研究項(xiàng)目從“十五”開(kāi)始一直持續(xù)支持裝備建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)的研究,國(guó)防科技大學(xué)作為牽頭單位,先后有10多家單位參加,在軍用仿真標(biāo)準(zhǔn)體系、軍用仿真數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)等方面取得了一系列成果[9],目前已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng),國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)21項(xiàng),企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)65項(xiàng)。

結(jié)合軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出的《軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系表》,以及美軍建模與仿真主計(jì)劃,基于軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系的研究成果[10-11],本文提出了軍用仿真標(biāo)準(zhǔn)體系,如圖1 所示。軍用仿真標(biāo)準(zhǔn)體系分為仿真理論方法標(biāo)準(zhǔn)、仿真實(shí)體建模標(biāo)準(zhǔn)、仿真數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、仿真系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)和仿真基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)共6大類、22小類。

圖1 軍用仿真標(biāo)準(zhǔn)體系框架Fig.1 Structure of military simulation standard system

仿真理論方法標(biāo)準(zhǔn)類中,軍用仿真知識(shí)體系標(biāo)準(zhǔn)包括建模與仿真術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)、軍用仿真分類標(biāo)準(zhǔn)、仿真符號(hào)表示標(biāo)準(zhǔn)、軍用仿真知識(shí)體系標(biāo)準(zhǔn)等;軍用仿真技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)包括軍用仿真技術(shù)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、軍用仿真技術(shù)成熟度標(biāo)準(zhǔn)等;通用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)包括通用建模方法、通用仿真方法等。

仿真實(shí)體建模標(biāo)準(zhǔn)類中,仿真實(shí)體建模通用標(biāo)準(zhǔn)包括模型體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、模型描述標(biāo)準(zhǔn)、模型開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、模型管理與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等;概念模型標(biāo)準(zhǔn)包括仿真概念模型標(biāo)準(zhǔn)、軍事概念模型標(biāo)準(zhǔn)等;數(shù)學(xué)仿真模型標(biāo)準(zhǔn)包括連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真模型標(biāo)準(zhǔn)、離散事件系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真模型標(biāo)準(zhǔn)、連續(xù)/離散混合系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真模型標(biāo)準(zhǔn)等;物理模型標(biāo)準(zhǔn)包括動(dòng)態(tài)物理模型標(biāo)準(zhǔn)和靜態(tài)物理模型標(biāo)準(zhǔn)等。

仿真數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)類中,仿真數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)包括仿真數(shù)據(jù)分類方法標(biāo)準(zhǔn)、仿真數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、公共元數(shù)據(jù)元素詞典等;元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)包括仿真元數(shù)據(jù)通用要求、元數(shù)據(jù)字典、元數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等;應(yīng)用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)包括實(shí)體數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、想定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等;數(shù)據(jù)管理與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)VV&C標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)等。

環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)類中,自然環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)包括地理環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、大氣環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、海洋環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、太空環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)等;人為環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)包括射頻環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、紅外環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、聲學(xué)環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、通信環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)、其他裝備使用環(huán)境仿真標(biāo)準(zhǔn)。

仿真系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)類中,仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)包括分布式仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、并行仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、硬件在回路仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、人在回路仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、云仿真體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)等;裝備仿真系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)包括裝備仿真通用標(biāo)準(zhǔn)、陸上裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)、海上裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)、空中裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)、空間裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)、電磁裝備仿真標(biāo)準(zhǔn)、其他裝備仿真標(biāo)準(zhǔn);訓(xùn)練仿真系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)包括訓(xùn)練模擬系統(tǒng)通用標(biāo)準(zhǔn)、戰(zhàn)略訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)合戰(zhàn)役訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、軍種戰(zhàn)役訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、合同戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、兵種戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、分隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)兵對(duì)抗訓(xùn)練模擬系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)等;作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)包括作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通用標(biāo)準(zhǔn)、戰(zhàn)略仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)合戰(zhàn)役仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、軍種戰(zhàn)役仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、合同戰(zhàn)術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、兵種戰(zhàn)術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、分隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、單兵/單裝備仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)等。

仿真基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)類中,仿真共享資源標(biāo)準(zhǔn)包括仿真共享數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、仿真共享模型標(biāo)準(zhǔn)、仿真共享知識(shí)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)、仿真共享工具標(biāo)準(zhǔn)、仿真共享系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、仿真共享算法標(biāo)準(zhǔn)等;仿真設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)包括真實(shí)仿真標(biāo)準(zhǔn)、虛擬仿真標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)造仿真標(biāo)準(zhǔn)、仿真設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等;通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)包括通信支撐工具標(biāo)準(zhǔn)、裝備試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)合訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)合實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)等;建模與仿真管理標(biāo)準(zhǔn)包括仿真共享資源管理標(biāo)準(zhǔn)、仿真管理政策方法、仿真管理機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了集體訓(xùn)練仿真標(biāo)準(zhǔn)階段、工程過(guò)程開(kāi)發(fā)仿真標(biāo)準(zhǔn)階段、軍用仿真全領(lǐng)域仿真標(biāo)準(zhǔn)階段等3個(gè)發(fā)展階段,目前發(fā)展到支持訓(xùn)練、作戰(zhàn)、裝備建設(shè)等軍用仿真全領(lǐng)域。我軍軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)取得了較大成績(jī),但仍然需要進(jìn)一步發(fā)展和完善。如從需求牽引來(lái)看,隨著我國(guó)新的試驗(yàn)鑒定體系的建立,相應(yīng)的試驗(yàn)鑒定仿真標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提上了議事日程;從技術(shù)推動(dòng)來(lái)看,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等信息技術(shù)的最新進(jìn)展也必將吸收到軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系之中。相信隨著新版軍用標(biāo)準(zhǔn)體系的制定,軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)體系將進(jìn)一步發(fā)展來(lái)滿足軍用仿真技術(shù)的需求。