面向服務(wù)的集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建

陳 釗，趙斯強(qiáng)，宋 彬，趙旭赟

(海軍指揮學(xué)院，江蘇 南京 210016)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和武器裝備信息化程度的不斷提高，基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)將成為信息化條件下海上作戰(zhàn)的基本形態(tài)［1］。信息化條件下的海上作戰(zhàn)，戰(zhàn)場信息驟增，態(tài)勢瞬息萬變，進(jìn)程急劇加快，統(tǒng)兵者除了要有克敵制勝的智謀與膽略之外，更需具備運用信息化指揮手段謀求對戰(zhàn)場的“信息優(yōu)勢”、“決策優(yōu)勢”和“指揮控制優(yōu)勢”的能力，即基于信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮能力，它既是信息化條件下作戰(zhàn)指揮能力的新形態(tài)，也是構(gòu)成體系作戰(zhàn)能力的核心要素，對作戰(zhàn)的勝負(fù)有著決定性的影響。

從“能打仗，打勝仗”的根本要求出發(fā)，加快生成和提高基于信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮能力，需要加速推進(jìn)作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的變革［2］。由此，本文提出一種全新的作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練模式——集成式指揮訓(xùn)練(Integrated Command Training，ICT)。集成式指揮訓(xùn)練，是指通過實現(xiàn)指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)與指揮信息系統(tǒng)的松耦合和訓(xùn)練資源的分布配置，能夠在平時或戰(zhàn)時間隙為部隊提供全方位、全時段和不間斷的指揮訓(xùn)練，代表了作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練技術(shù)和訓(xùn)練模式的最新發(fā)展趨勢。集成式指揮訓(xùn)練更加貼近“訓(xùn)戰(zhàn)一致”的目標(biāo)，對有效提高海軍實戰(zhàn)化指揮能力具有重要作用和現(xiàn)實意義，必將成為海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的新常態(tài)。因此，本文致力于構(gòu)建集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)，為海軍開展集成式指揮訓(xùn)練提供必備的基礎(chǔ)和條件。

1 集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)概述

1.1 集成式作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)

集成式作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)，是運用綜合集成思想和技術(shù)方法，實現(xiàn)集海軍各級各類指揮所指揮信息系統(tǒng)、各兵種作戰(zhàn)平臺指控系統(tǒng)、作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練信息系統(tǒng)于一體，面向海軍實戰(zhàn)化指揮訓(xùn)練的新型作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練信息系統(tǒng)［3］。

集成式作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)將從根本上改變過去那種“指揮訓(xùn)練無實裝，戰(zhàn)訓(xùn)分離兩張皮”的局面，可使受訓(xùn)者獲得與實戰(zhàn)指揮一致的生理體驗和心理適應(yīng)性，從而大幅提升指揮訓(xùn)練的效果與質(zhì)量。

1.2 集成式指揮訓(xùn)練原理

在集成式作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練模式下，作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)與海軍各級各類指揮信息系統(tǒng)被集成為功能互補(bǔ)的集成訓(xùn)練環(huán)境，協(xié)調(diào)一致地完成作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練。作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)把信息源仿真系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬兵力(Computer Generated Forces，CGF)與來自指揮信息系統(tǒng)的海、空情報信息(Real Forces，RF)融合后，以符合指揮信息系統(tǒng)規(guī)約的信息格式發(fā)送至指揮信息系統(tǒng)的各指揮終端，為指揮員提供統(tǒng)一的綜合訓(xùn)練態(tài)勢。指揮員則根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢及其變化，使用與實際作戰(zhàn)指揮完全一致的指揮信息系統(tǒng)謀劃決策，指揮控制所屬兵力與行動;作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)接收由指揮員通過指揮終端下達(dá)的指揮控制命令，再由仿真系統(tǒng)模擬相關(guān)兵力的作戰(zhàn)行動及其效果，不斷推進(jìn)戰(zhàn)場態(tài)勢的演化;導(dǎo)調(diào)人員則利用作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中的導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)有效掌控指揮訓(xùn)練的進(jìn)程和節(jié)奏，并視情對受訓(xùn)人員進(jìn)行適時、適度導(dǎo)調(diào)，從而完成一個人在回路的閉環(huán)訓(xùn)練過程。集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練原理如圖1所示。

圖1 集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練原理圖

1.3 集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

在集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)建設(shè)方面美軍有著豐富的實踐和先進(jìn)的技術(shù)。美軍雖無集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)的提法，但其模擬訓(xùn)練系統(tǒng)卻是走集成式發(fā)展道路，與本文研究的集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)是一致的。當(dāng)前，最能代表美軍模擬訓(xùn)練系統(tǒng)集成水平的當(dāng)數(shù)聯(lián)合仿真系統(tǒng)(Joint Simulation System JSIMS)。該系統(tǒng)集C4I系統(tǒng)與作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)于一體，支持戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)多層次、多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練［4］。而美軍模擬訓(xùn)練系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀體現(xiàn)在可擴(kuò)展建模與仿真框架(Extensible Modeling and Simulation Framework，XMSF)和基于SOA的建模仿真體系框架之中。

XMSF并未打算用一個統(tǒng)一的仿真架構(gòu)來集成不同層次的仿真模型和各類系統(tǒng)，主張采用成熟的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)和框架，如 Web Service、XML、X3D、UML 等，實現(xiàn)仿真應(yīng)用及仿真系統(tǒng)之間的松散耦合，支持作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)和C4ISR系統(tǒng)之間的互操作，保證仿真的可組合性及可伸縮性，滿足軍事訓(xùn)練等需求［5］。

基于SOA分布式仿真的思想由美國CACI公司最先提出，美軍隨后著手進(jìn)行了研究，截至目前，提出了3類基于SOA的建模仿真體系框架，分別是基于SOA的RTI(SORTI)、基于SOA的基本對象聚集框架(SOA Basic Object Model Aggregation Framework，SOABAF)和動態(tài)分布式面向服務(wù)仿真框架(Dynamic Distributed ServiceOriented Simulation Framework， DDSOSF)。SORTI使用Web Service改造HLA接口規(guī)范，形成了基于WSDL的HLA RTI接口規(guī)范;SOABAF構(gòu)建一個基于SOA和HLA技術(shù)的仿真與建模組合框架，支持仿真運行前及運行中的模型聚合與解聚;DDSOSF構(gòu)建一個支持SOA的建模與仿真環(huán)境。

由此可見，XMSF與基于SOA的建模仿真體系框架各自選擇了兩種不同模式來發(fā)展集成式訓(xùn)練系統(tǒng)。前者強(qiáng)調(diào)充分利用現(xiàn)有仿真資源和技術(shù)成果，適用于已有仿真系統(tǒng)和C4ISR系統(tǒng)集成;后者注重構(gòu)建一個通用的技術(shù)框架，適用于未來新開發(fā)系統(tǒng)。本文構(gòu)建集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)在目的、技術(shù)和應(yīng)用范圍等方面與XMSF具有一定的相似性，但區(qū)別在于立足于既有條件，解決自身問題。

2 集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建需求

首先，構(gòu)建集成式指揮訓(xùn)練訓(xùn)練系統(tǒng)，開展實戰(zhàn)化指揮訓(xùn)練，是加快海軍戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變，形成基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力的客觀需要。

其次，構(gòu)建并基于集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)開展基于信息系統(tǒng)的集成式指揮訓(xùn)練，能夠有效推動海軍軍事訓(xùn)練重心向全體系、全要素和實戰(zhàn)化訓(xùn)練的模式轉(zhuǎn)變，全面深化海軍指揮訓(xùn)練改革，推進(jìn)海軍軍事訓(xùn)練由機(jī)械化向信息化的轉(zhuǎn)型。

再次，構(gòu)建集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)，以使命任務(wù)為牽引，在統(tǒng)一的想定背景、戰(zhàn)場態(tài)勢和導(dǎo)調(diào)環(huán)境中，驅(qū)動海軍各級各類指揮人員在指揮信息系統(tǒng)實裝上，按照海軍實際的作戰(zhàn)指揮編成、兵力編組、指揮流程和兵力兵器指揮控制過程，進(jìn)行面向海軍遂行多樣化軍事任務(wù)的指揮訓(xùn)練，最大限度地挖掘和發(fā)揮指揮信息系統(tǒng)的指揮控制效能，更好地實現(xiàn)指揮人員與指揮裝備的磨合與融合，做到指技合一、人機(jī)合一，全面提高基于指揮信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮能力。

3 集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建方式

現(xiàn)有的系統(tǒng)集成技術(shù)中，可供集成式訓(xùn)練系統(tǒng)選擇的構(gòu)建方式主要有3種，分別是代理方式、中間件方式和面向服務(wù)方式。

3種代理方式較為普遍，也是當(dāng)前仿真系統(tǒng)集成的基本方式，但是代理方式與具體的應(yīng)用相關(guān)，無法適應(yīng)需求的快速變化，敏捷性、通用性和擴(kuò)展性不好。運用代理方式集成的系統(tǒng)，一旦面臨新的應(yīng)用系統(tǒng)加入，將不得不增加或者修改代理成員。相比之下，中間件方式就要簡單得多，只需作出少量改動甚至無需修改即能滿足新系統(tǒng)加入要求。但無論是運用代理方式還是運用中間件方式，系統(tǒng)集成的耦合程度都較高，而面向服務(wù)的集成方式則可以實現(xiàn)系統(tǒng)松散耦合，保持系統(tǒng)的獨立性和完整性，且理論和技術(shù)方法已成熟，是未來系統(tǒng)集成的發(fā)展方向。

著眼于系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展，本文注重集不同方法之所長，采用“面向服務(wù)+代理+中間件”的綜合方式構(gòu)建集成式訓(xùn)練系統(tǒng)，以中間件方式為系統(tǒng)互聯(lián)提供基礎(chǔ)條件，以面向服務(wù)方式將各種模型、系統(tǒng)資源作為組件進(jìn)行管理和控制，以代理方式實現(xiàn)與作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)與指揮信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，從而構(gòu)建起集成式訓(xùn)練系統(tǒng)。

4 面向服務(wù)的系統(tǒng)集成架構(gòu)

4.1 指揮信息系統(tǒng)分析

指揮活動的核心是一個在自然空間中以作戰(zhàn)任務(wù)為中心的觀察(Observe)—判斷(Orient)—決策(Decide)—行動(Act)的OODA環(huán)。OODA環(huán)將作戰(zhàn)指揮活動描述為這樣一個過程，即指揮人員首先對戰(zhàn)場情況進(jìn)行觀察，然后根據(jù)當(dāng)前情況作出分析判斷，擬制初步的行動方案;指揮員對初步方案進(jìn)行優(yōu)選，作出最終決策;部隊依據(jù)指揮員決策實施作戰(zhàn)行動。觀察、評估、決策和行動4個環(huán)節(jié)構(gòu)成一個閉合環(huán)路，上一周期的結(jié)束則是下一個周期的開始，如此循環(huán)往復(fù)，直至指揮活動終止。

因此，指揮信息系統(tǒng)必須能為指揮人員實施有效的決策與指揮控制活動提供多方面的功能支持，它們是由若干個功能分系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)合體。其中，處于最底層的是通信功能，通信功能是系統(tǒng)所有功能的基礎(chǔ)。在此之上，是偵察情報、預(yù)警探測、安全保密和信息對抗等功能。而處于頂層的是輔助決策與指揮控制功能，也是指揮信息系統(tǒng)的核心功能。

從集成式指揮訓(xùn)練的角度看，它是基于指揮信息系統(tǒng)的訓(xùn)練，指揮環(huán)境和指揮裝備是實在的，受訓(xùn)者的認(rèn)同感和指揮體驗也是真實的，這是其優(yōu)勢。但由于指揮信息系統(tǒng)缺乏構(gòu)設(shè)虛擬作戰(zhàn)環(huán)境和導(dǎo)調(diào)手段的能力，通常只能進(jìn)行實兵和實時的指揮訓(xùn)練，因而不具備模擬訓(xùn)練和綜合導(dǎo)調(diào)能力。

4.2 指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)分析

指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的分布交互式指揮訓(xùn)練平臺。它是通過對作戰(zhàn)環(huán)境、武器裝備、兵力及作戰(zhàn)行動、指揮控制、作戰(zhàn)保障等系列要件的仿真，提供一個供指揮訓(xùn)練的虛擬作戰(zhàn)環(huán)境。

指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、指揮作業(yè)系統(tǒng)、作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)和導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)等4個功能分系統(tǒng)所組成。其中，指揮作業(yè)系統(tǒng)具有與指揮信息系統(tǒng)終端類似的人機(jī)交互界面。受訓(xùn)者通過人機(jī)交互與仿真系統(tǒng)(部署于后臺)發(fā)生聯(lián)系，仿真系統(tǒng)接收并響應(yīng)來自于指揮作業(yè)系統(tǒng)的指揮命令，仿真作戰(zhàn)行動并實時生成、更新和發(fā)布新的戰(zhàn)場態(tài)勢，形成一個完整的訓(xùn)練信息回路。

指揮作業(yè)系統(tǒng)是通過對指揮業(yè)務(wù)邏輯的分解實現(xiàn)對指揮信息系統(tǒng)的虛擬仿真，它只是一種功能上的近似而非物理上的實在，難以達(dá)到“形神兼?zhèn)洹钡木车?。因此，基于指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)開展的指揮訓(xùn)練與實戰(zhàn)化指揮訓(xùn)練的要求之間確有較大差距。

4.3 基于SOA的系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)集成的基本問題是要在充分繼承遺留系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)途徑，實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息互通和功能互操作。從指揮、訓(xùn)練信息的產(chǎn)生和使用角度看，集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)的集成內(nèi)容主要包括:作戰(zhàn)與訓(xùn)練數(shù)據(jù)信息的集成、指揮訓(xùn)練應(yīng)用功能的集成、指揮訓(xùn)練運行環(huán)境的集成，以及系統(tǒng)、人和組織機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)流程的集成。

利用面向服務(wù)架構(gòu)實現(xiàn)指揮信息系統(tǒng)和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)集成，就要將各種信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用業(yè)務(wù)等資源通過Web服務(wù)的方式，變?yōu)榭杀粡?fù)用的服務(wù)資產(chǎn)，然后將這些Web服務(wù)按照不同層面部署和運行于統(tǒng)一的SOA架構(gòu)之上。在此架構(gòu)中，底層的服務(wù)作為更高層服務(wù)實現(xiàn)和運行的基礎(chǔ)，而復(fù)合業(yè)務(wù)應(yīng)用可以通過組合多個單一應(yīng)用服務(wù)而形成集成應(yīng)用層新的綜合業(yè)務(wù)，在更高的應(yīng)用層次上實現(xiàn)指揮信息系統(tǒng)和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的服務(wù)重構(gòu)和系統(tǒng)集成。基于SOA的指揮訓(xùn)練系統(tǒng)集成架構(gòu)如圖2所示。

服務(wù)資源層主要包括:現(xiàn)有信息系統(tǒng)中作戰(zhàn)、訓(xùn)練等不同類型的靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，以及系統(tǒng)運行實時產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)流;用于系統(tǒng)仿真與訓(xùn)練的模型資源和想定資源;數(shù)據(jù)信息交互的網(wǎng)絡(luò)通信資源等，它們是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)資源。

基礎(chǔ)服務(wù)層主要包括:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問、模型調(diào)用和通信服務(wù)等。數(shù)據(jù)服務(wù)是所有上層服務(wù)實現(xiàn)和運行的基礎(chǔ)。通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互協(xié)議和訪問標(biāo)準(zhǔn)，將非同構(gòu)數(shù)據(jù)訪問轉(zhuǎn)化為Web服務(wù)，形成基于SOA架構(gòu)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范，實現(xiàn)不同范圍的數(shù)據(jù)共享服務(wù)和數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)，為系統(tǒng)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

圖2 基于SOA的海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)集成架構(gòu)

應(yīng)用服務(wù)層主要包括:時統(tǒng)(統(tǒng)一系統(tǒng)基準(zhǔn)作戰(zhàn)時間)、基于仿真系統(tǒng)的CGF(計算機(jī)生成兵力，虛擬兵力)和基于指揮信息系統(tǒng)的RF(實兵)態(tài)勢融合、綜合態(tài)勢分發(fā)、要圖標(biāo)繪、文電處理、戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)計算、方案擬制、方案評估優(yōu)選等。它們構(gòu)成系統(tǒng)中最基本的業(yè)務(wù)功能服務(wù)。

服務(wù)總線層是對應(yīng)用服務(wù)層的Web應(yīng)用服務(wù)按類進(jìn)行集中管理和服務(wù)編排，將多個單一的應(yīng)用服務(wù)組裝為統(tǒng)一的復(fù)合業(yè)務(wù)，以便在更高的應(yīng)用層面滿足服務(wù)需求。主要包括:作戰(zhàn)指揮類、作戰(zhàn)保障類、作戰(zhàn)行動類、作戰(zhàn)仿真類、導(dǎo)調(diào)控制類等。

集成應(yīng)用層面向最終用戶，將SOA架構(gòu)底層提供的復(fù)合業(yè)務(wù)服務(wù)、單一應(yīng)用服務(wù)和整合數(shù)據(jù)服務(wù)按照不同的需求進(jìn)行綜合集成，按需服務(wù)。

5 基于Web Services技術(shù)的系統(tǒng)集成

5.1 Web Services服務(wù)集成技術(shù)

在SOA架構(gòu)下，可以使用Web Services的WSDL(Web Service Description Language)描述服務(wù)，使用UDDI(Universal Description，Discovery，Integration)來發(fā)布、查找和綁定服務(wù)，使用 SOAP(Simple Object Access Protocol)執(zhí)行調(diào)用服務(wù)，在服務(wù)請求者和服務(wù)提供者之間提供了抽象的通用服務(wù)接口，服務(wù)提供者完成一組工作，向服務(wù)請求者交付所需服務(wù)的最終結(jié)果，而服務(wù)的具體實現(xiàn)過程對服務(wù)請求者而言則是完全透明的。

在具體技術(shù)實現(xiàn)中，各種服務(wù)組件之間是通過基于網(wǎng)絡(luò)的仿真服務(wù)總線(Simulation Server Bus，SSB)和仿真服務(wù)代理服務(wù)器連接的。仿真服務(wù)總線由通信協(xié)議、路由策略和通用接口等組成，為進(jìn)行連接服務(wù)提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。仿真服務(wù)代理相當(dāng)于服務(wù)請求者和服務(wù)提供者之間的服務(wù)中介，通過緩沖遠(yuǎn)程參數(shù)和數(shù)據(jù)，可以提高服務(wù)響應(yīng)的效率和系統(tǒng)性能。

5.2 集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)動態(tài)組構(gòu)

面向服務(wù)的集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)，是運用Web Services服務(wù)集成技術(shù)，實現(xiàn)對現(xiàn)有海軍各級各類指揮信息系統(tǒng)和作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的綜合集成，并根據(jù)現(xiàn)行作戰(zhàn)指揮關(guān)系以及指揮訓(xùn)練的規(guī)模、層次和方式，實現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)組構(gòu)和靈活部署［6］。在集成式指揮訓(xùn)練系統(tǒng)中，指揮控制系統(tǒng)處于前臺，模擬訓(xùn)練系統(tǒng)處于后臺，如圖3所示。

集成式訓(xùn)練系統(tǒng)具有以下幾個突出特點:

1)在對原有各系統(tǒng)不造成任何結(jié)構(gòu)和功能損害的前提下，實現(xiàn)指揮信息系統(tǒng)與指揮模擬訓(xùn)練兩種異構(gòu)系統(tǒng)的松散耦合，各分系統(tǒng)既是相對獨立又是相互聯(lián)系的邦聯(lián)成員，從而構(gòu)成符合“戰(zhàn)訓(xùn)一致”要求的新型作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練環(huán)境［7］。

2)系統(tǒng)的訓(xùn)練組織和部署具有強(qiáng)彈性，支持基于指揮專網(wǎng)的遠(yuǎn)程異地多節(jié)點、多層次分布交互式指揮訓(xùn)練，其規(guī)模大小、層次多少完全由訓(xùn)練的實際需求決定，實現(xiàn)動態(tài)定制，任何指揮訓(xùn)練節(jié)點的加入或退出不影響整個系統(tǒng)的運行。

3)系統(tǒng)的功能組成相對獨立、可分可合。既能夠支持虛擬指揮訓(xùn)練，也能夠支持實裝指揮訓(xùn)練，以及虛、實融合的指揮訓(xùn)練等多種模式的指揮訓(xùn)練。既可以支持單方指揮訓(xùn)練，也可以支持雙方指揮對抗訓(xùn)練。

圖3 集成式海軍作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練系統(tǒng)動態(tài)組構(gòu)

4)系統(tǒng)是跨平臺的，具有良好的可擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)未來海軍指揮信息系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)的不斷發(fā)展，無論是新系統(tǒng)的加入還是老系統(tǒng)的升級換代，都能實現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)功能的自然遷移［8］，使得集成指揮訓(xùn)練系統(tǒng)不斷豐富和完善。

5.3 系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)

5.3.1 構(gòu)建面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)

面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)，是為應(yīng)用程序提供共性基礎(chǔ)服務(wù)的“總線”型軟件，具有ESB(企業(yè)服務(wù)總線)的功能，支持RTI(運行支撐環(huán)境)，為多個應(yīng)用軟件系統(tǒng)或組件間的信息共享與互操作提供所需的通用服務(wù)［9］，從而降低多個應(yīng)用、服務(wù)或系統(tǒng)之間的耦合程度。

1)面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)框架，是集成式訓(xùn)練系統(tǒng)框架的重要部分，是構(gòu)建集成式訓(xùn)練系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，解決數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、服務(wù)查詢與調(diào)用等重要問題。面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)框架，可采用分層結(jié)構(gòu)來構(gòu)建。分層結(jié)構(gòu)具有鄰近層相互作用的特點，把各功能部分的耦合程度降至最低。該框架分為基礎(chǔ)服務(wù)層、核心服務(wù)層和應(yīng)用共性支撐層，如圖4［10］所示。

圖4 面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

其中，基礎(chǔ)服務(wù)層對底層資源進(jìn)行整合，為核心服務(wù)層提供支撐，是核心服務(wù)正常運作的基本條件，提供負(fù)載均衡、協(xié)議轉(zhuǎn)換和傳輸服務(wù)等功能。核心服務(wù)層通過調(diào)用基礎(chǔ)服務(wù)層服務(wù)，實現(xiàn)仿真資源接入、平臺接入、訓(xùn)練任務(wù)共同體管理等，為應(yīng)用共性支撐層提供服務(wù)。應(yīng)用共性支撐層直接面向訓(xùn)練管理與實施，提供諸如仿真開發(fā)、模型庫管理、信息交互和訓(xùn)練配置等服務(wù)。

2)面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)核心模塊

面向服務(wù)的集成代理系統(tǒng)主要有3大核心功能模塊，分別是服務(wù)代理模塊、服務(wù)管理模塊和流程服務(wù)模塊。模塊功能的實現(xiàn)，并不限于某一層次，有的可能需要跨層調(diào)用其它組件提供的服務(wù)。

服務(wù)代理模塊支持仿真應(yīng)用采用聯(lián)邦成員的方式加入仿真聯(lián)邦，訂閱其它成員信息，同時公布需要轉(zhuǎn)發(fā)的信息，主要實現(xiàn)時統(tǒng)信息代理、情報信息代理、綜合保障信息代理和指揮信息代理。一方面，服務(wù)代理模塊從指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)獲取時統(tǒng)信息、情報信息和綜合保障信息，按海軍指揮信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)格式，并向其發(fā)送;另一方面，服務(wù)代理模塊從海軍指揮信息系統(tǒng)接收各類指揮信息，在對其解析的基礎(chǔ)上依據(jù)仿真聯(lián)邦成員的對象屬性和交互參數(shù)格式進(jìn)行封裝，然后發(fā)送給指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。

服務(wù)管理模塊主要解決指揮節(jié)點、實兵節(jié)點、仿真節(jié)點和集成總線節(jié)點的加入、退出集成式訓(xùn)練和仿真服務(wù)注冊問題。仿真節(jié)點加入集成式訓(xùn)練時，需要向仿真服務(wù)代理注冊服務(wù)，包括接口類型、URL和相關(guān)服務(wù)描述。集成式訓(xùn)練系統(tǒng)運行時，仿真服務(wù)代理根據(jù)訓(xùn)練需求，從組件庫中抽取相關(guān)組件，加載至指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。

流程服務(wù)模塊支持仿真作戰(zhàn)活動的半自動執(zhí)行，實現(xiàn)流程編排、流程控制和流程支撐等功能，并提供流程接口。流程編排功能支持受訓(xùn)者按計劃組織兵力行動。受訓(xùn)者通過圖形界面輸入兵力行動計劃，仿真服務(wù)代理根據(jù)計劃生成BPEL(Business Process Execution Language，業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語言)文件，在仿真運行時由仿真服務(wù)代理調(diào)用;通過流程控制功能，各仿真組件可以順序執(zhí)行、并行執(zhí)行、選擇執(zhí)行、循環(huán)執(zhí)行或者退出當(dāng)前流程;流程支撐功能用于解決一些基礎(chǔ)性服務(wù)問題，如流程數(shù)據(jù)管理、流程交互及流程記錄與重放;流程接口主要接收用戶中斷請求，退出流程執(zhí)行，把仿真應(yīng)用的控制權(quán)轉(zhuǎn)交給受訓(xùn)者手動操作。

5.3.2 構(gòu)建組件化的指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

構(gòu)建組件化的指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，就是充分利用現(xiàn)有仿真模型，合理劃分其功能粒度，對其進(jìn)行不同層次的封裝，對外形成可供調(diào)用的訓(xùn)練模型服務(wù)。仿真服務(wù)粒度控制實質(zhì)是提取程序中公共功能部分，按標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口進(jìn)行封裝，使之形成組件，供其它組件模塊進(jìn)行多次調(diào)用。工程實踐中，只要原有系統(tǒng)中功能模塊的封裝成本不高于構(gòu)建新的組件，則盡可能采用封裝的方法，以充分發(fā)揮現(xiàn)有資源的作用。結(jié)合現(xiàn)有作戰(zhàn)仿真資源現(xiàn)狀來看，可以按作戰(zhàn)實體模型、作戰(zhàn)行動模型、導(dǎo)控行為模型和考評行為模型進(jìn)行粒度控制，即作戰(zhàn)實體模型一般作為組件，作戰(zhàn)行動模型、導(dǎo)控行為模型和考評行為模型視為組件模塊。通過分析現(xiàn)有系統(tǒng)的仿真模塊及其子模塊，可以得出仿真組件的層次結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

圖5 仿真組件的層次結(jié)構(gòu)示意圖

其中，作戰(zhàn)實體仿真組件，由各種武器、平臺及環(huán)境仿真模型組成，為戰(zhàn)斗行動仿真組件、導(dǎo)調(diào)控制組件和考核評估組件提供實體功能調(diào)用。作戰(zhàn)行動仿真組件，由不同的作戰(zhàn)行動仿真模型組成，針對具體的作戰(zhàn)行動，通過不同作戰(zhàn)實體仿真組件的組合形成新的功能，對外提供新的服務(wù)。導(dǎo)調(diào)控制組件通過調(diào)用作戰(zhàn)實體仿真組件和作戰(zhàn)行動仿真組件，為受訓(xùn)者設(shè)置演習(xí)條件，為演習(xí)導(dǎo)調(diào)提供手段?？己嗽u估組件通過調(diào)用作戰(zhàn)實體仿真組件和作戰(zhàn)行動仿真組件，為施訓(xùn)者評估演練效果和考核受訓(xùn)人員提供手段。

6 結(jié)束語

集成式海軍指揮訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建，采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)，實現(xiàn)仿真系統(tǒng)資源和指揮信息系統(tǒng)資源重用和系統(tǒng)集成，不僅走出了集約化系統(tǒng)開發(fā)的新路子，更重要的是為海軍實戰(zhàn)化指揮訓(xùn)練提供了全新的集成訓(xùn)練環(huán)境，對提升海軍基于信息系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮能力具有重要意義。本文從集成式訓(xùn)練的概念和需求入手，對系統(tǒng)集成的有關(guān)問題進(jìn)行了初步研究。

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