基于UML的炮兵網(wǎng)上對抗導(dǎo)演系統(tǒng)建模

陳開余，朱皖松

（解放軍炮兵學(xué)院，安徽 合肥 230031）

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭向一體化聯(lián)合作戰(zhàn)方向發(fā)展，戰(zhàn)爭的組織形式越來越復(fù)雜，組織炮兵對抗訓(xùn)練的難度也越來越大。新一代軍事訓(xùn)練與考核大綱明確要求，要把對抗訓(xùn)練作為提高實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練水平的基本途徑。然而，研制炮兵網(wǎng)上對抗系統(tǒng)的目的就是實(shí)現(xiàn)在較低的運(yùn)行成本下構(gòu)建復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境、搭建實(shí)戰(zhàn)化的對抗平臺(tái)，為提高指揮員謀略、指揮水平提供有力支撐。炮兵網(wǎng)上對抗導(dǎo)演系統(tǒng)是炮兵網(wǎng)上對抗系統(tǒng)的子系統(tǒng)，也是炮兵網(wǎng)上對抗系統(tǒng)的骨干成分，其設(shè)計(jì)水平的高低對于整個(gè)網(wǎng)上對抗系統(tǒng)效能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。

統(tǒng)一建模語言 UML是對 Booch，Rumbaugh和Jacobson表示方法的統(tǒng)一而形成的標(biāo)準(zhǔn)建模語言，具有定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。UML融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)，具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域，其作用領(lǐng)域不限于支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，還支持從需求分析開始的軟件開發(fā)全過程，獲得了工業(yè)界、科技界和應(yīng)用界的廣泛支持，成為可視化建模語言事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。

1 系統(tǒng)需求內(nèi)容陳述

系統(tǒng)建模的第一步就是獲取系統(tǒng)需求內(nèi)容陳述，其目的是將需要解決的問題系統(tǒng)化、規(guī)范化，在開發(fā)者與用戶之間達(dá)成共識，建立所要開發(fā)系統(tǒng)的用例模型。炮兵網(wǎng)上對抗導(dǎo)演系統(tǒng)要能針對逼真的戰(zhàn)場態(tài)勢、模擬的指揮控制流程、準(zhǔn)確的行動(dòng)效果、匹配的指揮權(quán)限，對對抗過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、對對抗結(jié)果做出科學(xué)合理的裁決，對訓(xùn)練質(zhì)量做出有效的評估。其需求內(nèi)容陳述為：1）作戰(zhàn)行動(dòng)所達(dá)成的戰(zhàn)場效果能通過系統(tǒng)得到體現(xiàn)。2）現(xiàn)實(shí)的軍事規(guī)則要能得到客觀體現(xiàn)。3）導(dǎo)演能對對抗過程實(shí)施實(shí)時(shí)控制。4）要能為指揮員提供輔助決策。5）對抗訓(xùn)練能得到客觀裁決、作戰(zhàn)能力能得到科學(xué)評估。6）系統(tǒng)要有較強(qiáng)的可靠性和穩(wěn)定性。7）人機(jī)界面友好。

2 系統(tǒng)靜態(tài)模型

根據(jù)以上需求陳述內(nèi)容可繪制出系統(tǒng)用例圖，它由參與者（Actor）、用例（Use Case），以及它們之間的關(guān)系構(gòu)成。用例圖可視化地表達(dá)了系統(tǒng)的需求，具有直觀、規(guī)范等優(yōu)點(diǎn)，克服了純文字性說明的不足，易于被用戶理解和接受。炮兵網(wǎng)上對抗系統(tǒng)的參與者可以分為：總導(dǎo)演、紅、藍(lán)分導(dǎo)演三類，以總導(dǎo)演為例，分析建立系統(tǒng)的用例圖，如圖1所示。

根據(jù)用例圖可知系統(tǒng)的領(lǐng)域類主要有用戶類、輔助決策類、導(dǎo)控信息類、決心類、對抗信息類、態(tài)勢類、統(tǒng)計(jì)分析類等，其類圖（Class Diagram）如圖2所示。它主要用于對系統(tǒng)中的各種概念進(jìn)行建模，并描繪出它們之間的關(guān)系。

其中，用戶類包括用戶角色、用戶姓名、用戶現(xiàn)實(shí)身份等信息，總導(dǎo)演，紅、藍(lán)分導(dǎo)演，紅、藍(lán)隊(duì)員繼承用戶類。輔助決策類實(shí)現(xiàn)方案生成、預(yù)案分析等功能。導(dǎo)控信息類涵蓋導(dǎo)演導(dǎo)控對抗訓(xùn)練進(jìn)程的全部信息，包括導(dǎo)控內(nèi)容、導(dǎo)控對象、導(dǎo)控方式等，誘導(dǎo)信息和管理信息繼承導(dǎo)控信息類。決心類具有標(biāo)識、來源、類型、決心內(nèi)容等要素。對抗信息類記錄對抗過程詳細(xì)信息，包括對抗內(nèi)容、對抗方式、對抗手段、對抗結(jié)果等屬性。態(tài)勢類記錄雙方?jīng)Q心對戰(zhàn)場態(tài)勢引起的變化，具有態(tài)勢元素類型、敵我標(biāo)識、態(tài)勢元素

圖1 炮兵網(wǎng)上對抗系統(tǒng)總導(dǎo)演用例圖

圖2 系統(tǒng)類圖

3 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型

用例圖和類圖從整體上描述了系統(tǒng)內(nèi)部的功能設(shè)計(jì)，是建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型和詳細(xì)分析系統(tǒng)工作過程的基礎(chǔ)，并沒有涉及操作的具體流程和細(xì)節(jié)。為研究對抗系統(tǒng)中各對象之間交互的具體細(xì)節(jié)，就需要對系統(tǒng)中對象的動(dòng)態(tài)交互過程深入研究，建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型。在對系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模時(shí)，根據(jù)用例圖和類圖，可首先建立序列圖(Sequence Diagram)，序列圖描述的是用例的實(shí)現(xiàn)流程，表示對象之間傳送消息的序列。通過時(shí)序圖可以考察用例的功能是否能實(shí)現(xiàn)，以及如何實(shí)現(xiàn)。一個(gè)單獨(dú)的序列圖只能描述一個(gè)控制流，一般來說，一個(gè)完整的控制流肯定是復(fù)雜的，我們可以構(gòu)建多個(gè)序列圖。

下面，以訓(xùn)練質(zhì)量評估用例為例建立序列圖，如圖3所示。

圖3 訓(xùn)練評估用例序列圖

協(xié)作圖(Collaboration Diagram)和序列圖都是用來對系統(tǒng)的行為進(jìn)行建模的，但是協(xié)作圖著重于對系統(tǒng)成分如何協(xié)同工作進(jìn)行描述。以訓(xùn)練質(zhì)量評估用例為狀態(tài)、范圍、數(shù)量等屬性，并可對態(tài)勢元素進(jìn)行加入、刪除、修改等操作。統(tǒng)計(jì)信息類對采集到的對抗信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為總導(dǎo)演裁決、講評提供依據(jù)。

例建立協(xié)作圖，如圖4所示。

圖4 訓(xùn)練評估用例協(xié)作圖

活動(dòng)圖(Activity Diagram)表示一個(gè)程序或工作流，著重描述用例實(shí)例或?qū)ο蟮幕顒?dòng)，以及操作實(shí)現(xiàn)中所完成的工作。以總導(dǎo)演導(dǎo)控對抗訓(xùn)練為例建立活動(dòng)圖，如圖5所示。

圖5 總導(dǎo)演導(dǎo)控對抗訓(xùn)練活動(dòng)圖

4 結(jié)束語

本文采用UML對炮兵網(wǎng)上對抗系統(tǒng)進(jìn)行建模，可以將復(fù)雜的對抗系統(tǒng)用簡單明了的可視化圖形表示出來，為整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)提供靈活、一致、易讀的表達(dá)，不僅可以解決系統(tǒng)開發(fā)中眾多領(lǐng)域人員之間難以相互交流理解的難題，從而為系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、維護(hù)及擴(kuò)展提供了有利的條件，還可以提高系統(tǒng)可重用性和可維護(hù)性，具有廣泛的應(yīng)用前景。

[1]胡荷芬,等.UML系統(tǒng)建?；A(chǔ)教程[M].北京: 清華大學(xué)出版社,2010:23-191.

[2]徐忠富,等.UML在電子戰(zhàn)仿真建模中的應(yīng)用研究[J].指揮控制與仿真,2009(5).

[3]王建剛,等.炮兵部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)訓(xùn)練指南[M].北京: 國防大學(xué)出版社,2005:236-311.

[4]金長寧.基于UML的戰(zhàn)前輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京: 南京理工大學(xué),2004.

[5]潘旭華.基于UML的信息系統(tǒng)建模理論與方法研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2006(6).