戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(tài)推演支撐框架設(shè)計

楊琳

摘 要：針對戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案合理性論證的業(yè)務(wù)需求，利用計算機網(wǎng)絡(luò)和作戰(zhàn)仿真技術(shù)，設(shè)計了戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(tài)推演系統(tǒng)，實現(xiàn)背靠背對抗模式的作戰(zhàn)指揮與兵力行動模擬。首先分析了戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(tài)推演的規(guī)范化組織流程，根據(jù)演習(xí)方案驗證和推演需求，設(shè)計了分布式仿真推演系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，并對其核心構(gòu)件——仿真推演引擎的技術(shù)架構(gòu)進行了詳細(xì)分析，明確了各軟件應(yīng)用平臺的功能，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

中圖分類號：TP391.9；TJ83 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）09-00-02

0 引 言

戰(zhàn)術(shù)演習(xí)是海軍部隊最主要的艦艇編隊及多軍兵種協(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)過程中，雖然經(jīng)過了多次現(xiàn)地勘察、圖上作業(yè)、專家質(zhì)詢、會議協(xié)調(diào)等方式對戰(zhàn)法運用和兵力行動預(yù)案的合理性進行了論證，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)場態(tài)勢、發(fā)現(xiàn)演習(xí)中可能存在的隱患和問題。以先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和作戰(zhàn)仿真技術(shù)來模擬實兵對抗演習(xí)的仿真推演可很好地解決上述問題[3-6]。戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(tài)推演是依托計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在導(dǎo)演部的統(tǒng)一指揮與現(xiàn)場導(dǎo)調(diào)下，紅藍(lán)雙方按照既定的兵力部署及行動預(yù)案，采用背靠背的對抗模式進行網(wǎng)上指揮和作戰(zhàn)流程推演的網(wǎng)上演習(xí)活動。

1 演習(xí)方案動態(tài)推演流程分析

演習(xí)方案動態(tài)推演的根本是運用仿真手段將演習(xí)文書方案轉(zhuǎn)化為仿真態(tài)勢并進行可控的動態(tài)模擬演練，因此，動態(tài)推演過程應(yīng)與外場實兵對抗演習(xí)流程保持一致。根據(jù)外場實兵對抗演習(xí)的一般組織實施方法，演習(xí)方案動態(tài)推演一般分為推演準(zhǔn)備、推演實施和推演總結(jié)3個階段，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)方案文檔進行態(tài)勢轉(zhuǎn)化，完成作戰(zhàn)想定編輯；同時，根據(jù)參戰(zhàn)兵力及指揮關(guān)系完成仿真節(jié)點部署方案設(shè)計。

推演實施階段。導(dǎo)演部根據(jù)推演進度需求控制仿真運行進程，并適時進行推演態(tài)勢調(diào)理；通過指揮決策關(guān)系模擬和虛擬兵力操控，實現(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)勢顯示節(jié)點按陣營顯示基本戰(zhàn)場態(tài)勢，并對推演數(shù)據(jù)進行記錄。

推演總結(jié)階段。通過態(tài)勢回放和重要事件顯示對方案預(yù)案和推演過程進行總結(jié)講評。

2 分布式推演系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(tài)推演系統(tǒng)依托高精度GIS地理信息系統(tǒng)，以計算機自動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，完成近似實戰(zhàn)的態(tài)勢布局和態(tài)勢推演，在充分展現(xiàn)既定方案的戰(zhàn)術(shù)效果的同時能夠充分發(fā)揮參與推演的指揮員的智慧和經(jīng)驗。

動態(tài)推演系統(tǒng)設(shè)計要充分考慮海軍戰(zhàn)術(shù)演習(xí)發(fā)展和應(yīng)用實際需求，固化系統(tǒng)功能模塊和使用模式的同時，兼顧可擴展性和靈活性要求，以適應(yīng)復(fù)雜多變的參演兵力規(guī)模、戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法運用和臨機決策導(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，其相對獨立的開發(fā)模式、完備的RTI時間管理機制和獨特的可擴展性非常適用于動態(tài)推演系統(tǒng)的研發(fā)和運用。因此，本文選用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖2所示。

分布式動態(tài)推演系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)主要包括3大部分，即對紅/藍(lán)方指揮所進行功能模擬；對白方指揮所進行功能模擬；支撐仿真推演運行的仿真推演引擎。

2.1 紅藍(lán)方指揮所模擬

通過對紅藍(lán)演習(xí)對抗雙方“基本指揮所→兵力群指揮所→平臺兵力”三級指揮關(guān)系的模擬，實現(xiàn)指揮員的決策意圖和兵力行動指揮。

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，同時模擬紅藍(lán)對抗雙方的上級指揮機構(gòu)，主要完成系統(tǒng)仿真部署與運行控制、推演態(tài)勢調(diào)理與控制、對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)運行的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐平臺，主要實現(xiàn)對仿真推演數(shù)據(jù)庫的管理和系統(tǒng)運行服務(wù)。

3 推演引擎技術(shù)架構(gòu)

仿真推演引擎是動態(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：對平臺、裝備等的運動、作戰(zhàn)性能、對抗效果及操作、顯控等模型進行集成管理；

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

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

3.1 作戰(zhàn)想定編輯平臺

該平臺主要用于在仿真推演開始之前，根據(jù)戰(zhàn)術(shù)演習(xí)實施方案和紅藍(lán)方兵力行動預(yù)案完成作戰(zhàn)想定編輯工作，完成演習(xí)?？沼蛟O(shè)定、參演兵力部署、戰(zhàn)場環(huán)境設(shè)置、預(yù)設(shè)航跡規(guī)劃等功能。

3.2 仿真部署與運行控制平臺

該平臺主要用于在仿真推演之前的部署方案設(shè)計和仿真推演過程中的仿真運行控制。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)邦和各臺位節(jié)點的部署方案；在仿真推演過程中，根據(jù)態(tài)勢推演需求完成全系統(tǒng)的仿真時間管理和運行控制，并實時監(jiān)控系統(tǒng)各節(jié)點運行狀態(tài)。

3.3 態(tài)勢導(dǎo)調(diào)控制平臺

該平臺主要用于在仿真推演過程中對態(tài)勢推演情況進行監(jiān)控和管理，并根據(jù)情節(jié)推進情況完成對戰(zhàn)場態(tài)勢的調(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)理和對抗效果干預(yù)等。

3.4 綜合態(tài)勢顯示控制平臺

該平臺主要用于在仿真推演過程中通過圖、表、實時態(tài)勢圖等多種顯示手段，實現(xiàn)對推演進程、環(huán)境信息、綜合態(tài)勢、調(diào)理狀態(tài)等多種態(tài)勢信息的綜合顯示和輔助控制。

3.5 模擬兵力操控平臺

該平臺主要用于在仿真推演過程中為模擬兵力操控人員提供人機交互界面，實時調(diào)用底層兵力解算模型（包括平臺運動模型、電子對抗模型、武器控制模型、戰(zhàn)損計算模型等）對操控指令進行解算和響應(yīng)，并將解算結(jié)果實時反饋到態(tài)勢顯示和操控界面。

4 結(jié) 語

戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(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)計了分布式仿真推演系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，并對系統(tǒng)核心構(gòu)件——仿真推演引擎的技術(shù)架構(gòu)進行了詳細(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)實施的方案論證環(huán)節(jié)進行了實踐應(yīng)用，驗證了本文設(shè)計的系統(tǒng)支撐框架的適用性和靈活性，能夠滿足戰(zhàn)術(shù)演習(xí)方案動態(tài)推演的需求。

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