基于UML的基本指揮所作戰(zhàn)指揮模型

楊圩生

(工程兵學(xué)院,江蘇 徐州 221004)

基于UML的基本指揮所作戰(zhàn)指揮模型

楊圩生

(工程兵學(xué)院,江蘇 徐州 221004)

針對基本指揮所作戰(zhàn)指揮軍事概念模型的形式化描述問題,在分析基本指揮所作戰(zhàn)指揮編組結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用UML方法,利用用例圖描述基本指揮所作戰(zhàn)指揮的功能模型,利用類圖描述基本指揮所作戰(zhàn)指揮的編成模型,利用時序圖和活動圖描述基本指揮所作戰(zhàn)指揮的動態(tài)模型,為基本指揮所作戰(zhàn)指揮仿真系統(tǒng)的開發(fā)提供支撐。

UML; 基本指揮所; 作戰(zhàn)指揮模型

軍事概念模型是對現(xiàn)實軍事問題的簡化與抽象,是軍事建模仿真系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的第一步。軍事概念模型在軍事人員與建模仿真人員的溝通中發(fā)揮著重要的橋梁作用,能夠?qū)④娛氯藛T的軍事領(lǐng)域知識轉(zhuǎn)化為便于建模仿真人員理解的規(guī)范化模型,統(tǒng)一軍事人員與建模仿真人員對特定軍事問題的認識。

目前,軍事概念模型的建模語言主要有IDEF0、UML、Petri等[1]。其中,統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling Language,簡稱UML)是一種面向?qū)ο蟮臉?biāo)準化建模語言,能夠從仿真系統(tǒng)開發(fā)的角度,通過可視化、圖形化的表達方式描述仿真系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型和動態(tài)行為模型[2]。從國內(nèi)關(guān)于軍事概念模型的相關(guān)研究看,UML在形式化描述軍事問題上具有較高的可行性和科學(xué)性[3-5]。

從作戰(zhàn)指揮領(lǐng)域看,構(gòu)建描述作戰(zhàn)指揮的軍事概念模型,對于開發(fā)作戰(zhàn)指揮仿真系統(tǒng)至關(guān)重要。但是,當(dāng)前相關(guān)研究還相對偏少。本文以基本指揮所作戰(zhàn)指揮為研究對象,構(gòu)建基于UML的相關(guān)模型。

1 基本指揮所相關(guān)概念及編組

1.1 基本指揮所相關(guān)概念

指揮所是指為實施作戰(zhàn)或非戰(zhàn)爭軍事行動指揮而設(shè)立的臨時機構(gòu),是軍隊中由指揮員及指揮機關(guān)組成的指揮機構(gòu)實施指揮的場所[6]。按任務(wù)分,指揮所可分為基本指揮所、預(yù)備指揮所、后方指揮所、前進(方向)指揮所、專項(輔助)指揮所。

其中,基本指揮所是指戰(zhàn)時統(tǒng)一指揮作戰(zhàn)行動的主要指揮所,簡稱基指[6]。由主官、參謀長、參謀部的主要參謀人員,政治工作部、(綜合)保障部有關(guān)人員組成,配有指揮信息系統(tǒng)和較強的通信、工程、防化、警衛(wèi)等保障力量,通常開設(shè)在主要方向上。

1.2 基本指揮所編組

指揮所編組是指對指揮所內(nèi)各要素進行的臨時組合,通常設(shè)立指揮控制中心和情報、通信、軍務(wù)動員、政治工作、保障等部門[6]。

目前,從我軍演習(xí)演練的實際情況看,基本指揮所通常由指揮決策組、計劃控制組、情報偵察組、火力協(xié)調(diào)組、作戰(zhàn)保障組、綜合保障組、政治工作組、戰(zhàn)場管理組、通信機要組構(gòu)成,如圖1所示。

圖1 基本指揮所編組

以團級單位開設(shè)基本指揮所為例,指揮決策組通常由團長、政委、參謀長和參謀人員組成,是基本指揮所的核心和實施指揮的中心。計劃控制組通常由作訓(xùn)、軍務(wù)部門有關(guān)人員組成,其主要任務(wù)是提出決策建議，并根據(jù)指揮員決心,具體組織計劃協(xié)調(diào)作戰(zhàn)行動,包括傳達命令、擬制計劃、組織協(xié)同和控制部隊行動等。情報偵察組通常由偵察和信息保障部門有關(guān)人員組成,其主要任務(wù)是負責(zé)信息的收集、處理與分發(fā),并負責(zé)指揮信息系統(tǒng)的運行維護與管理。其他編組根據(jù)指揮所內(nèi)要素的職能分工負責(zé)完成領(lǐng)域任務(wù),不再詳細描述。

2 基于UML的基本指揮所作戰(zhàn)指揮模型構(gòu)建

從作戰(zhàn)指揮過程看,基本指揮所實際上是一系列具有不同屬性和功能的作戰(zhàn)編組進行相互協(xié)調(diào)合作的一種“業(yè)務(wù)過程”,這個過程可以運用UML中的功能模型圖、對象模型圖、動態(tài)模型圖進行形式化描述。由于篇幅限制,在本文的模型構(gòu)建中,只考慮基本指揮所編組中的指揮決策組、計劃控制組、情報偵察組。

2.1 基于UML的基本指揮所作戰(zhàn)指揮功能模型

在UML中,采用用例圖描述系統(tǒng)功能。用例圖是從用戶角度表達系統(tǒng)的功能性需求或行為,核心元素包括參與者、用例、關(guān)系。通過展示參與者與用例、用例與用例之間的關(guān)系,對系統(tǒng)的功能進行建模。

因此,基本指揮所各作戰(zhàn)編組及其任務(wù)可由用例圖進行模型描述,如圖2所示。參與者包括指揮決策組、計劃控制組、情報偵察組等,各參與者完成的主要任務(wù)及任務(wù)之間的聯(lián)系用用例及關(guān)系表示。同時,該用例圖也對基本指揮所作戰(zhàn)指揮仿真系統(tǒng)的功能需求進行了界定。

圖2 基本指揮所作戰(zhàn)指揮用例圖

2.2 基于UML的基本指揮所作戰(zhàn)指揮編成模型

在UML中,采用類圖、組件圖等描述系統(tǒng)的靜態(tài)模型。其中,類圖是一種通過顯示類的屬性、操作及類之間的關(guān)系,描述系統(tǒng)對象靜態(tài)結(jié)構(gòu)的建模方法。

因此,基本指揮所的作戰(zhàn)指揮編成,即各作戰(zhàn)編組的人員組成、主要任務(wù)、執(zhí)行任務(wù)的方式以及編組之間的關(guān)系可用類圖進行模型描述,如圖3所示。其中,作戰(zhàn)編組作為基類,定義了編組人員、配置位置、作戰(zhàn)任務(wù)、通信方式等共同屬性,以及通信連接、信息交互等共同操作。指揮決策組和計劃控制組兩類依賴于情報偵察組類的情報信息,指揮決策組依賴于計劃控制組的作戰(zhàn)籌劃,包括作戰(zhàn)構(gòu)想、作戰(zhàn)方案、作戰(zhàn)計劃。

圖3 基本指揮所作戰(zhàn)指揮類圖

2.3 基于UML的基本指揮所作戰(zhàn)指揮動態(tài)模型

在UML中,采用時序圖、活動圖、狀態(tài)圖等描述系統(tǒng)動態(tài)行為。其中,活動圖是一種特殊的狀態(tài)圖,描述了系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換的行為動作。因此,下面采用時序圖和活動圖描述基本指揮所作戰(zhàn)指揮動態(tài)模型。

2.3.1 作戰(zhàn)指揮過程模型

在UML中,時序圖是顯示對象之間交互的圖,通過描述對象之間信息交互的時間順序顯示多個對象之間的動態(tài)協(xié)作。因此,基于UML的動態(tài)建模機制,基本指揮所作戰(zhàn)指揮過程模型用時序圖描述,如圖4所示。

圖4 基本指揮所作戰(zhàn)指揮時序圖

在信息的交互過程中反映了基本指揮所各編組內(nèi)和不同編組之間按時間順序排列的事件。垂直方向上,時間自上向下延伸,反映了編組內(nèi)事件之間的先后順序。例如,在指揮決策組內(nèi),實施作戰(zhàn)推演事件必須在作戰(zhàn)行動構(gòu)想、作戰(zhàn)行動方案、作戰(zhàn)行動計劃等事件依次確定的前提下才能進行;水平方向上,消息自箭尾向箭頭傳遞,反映了不同編組之間事件的激活關(guān)系。例如,在計劃決策組和指揮控制組、情報偵察組之間,執(zhí)行構(gòu)想作戰(zhàn)行動事件是由下達作戰(zhàn)任務(wù)事件和反饋情報信息事件共同激活的。

2.3.2 作戰(zhàn)指揮活動模型

在UML中,活動圖是描述用例要求所要進行的活動,以及活動間的約束關(guān)系,有利于識別并行活動。因此,基于UML的動態(tài)建模機制,基本指揮所作戰(zhàn)指揮活動模型用活動圖描述。

根據(jù)基本指揮所用例模型描述的功能,可以將基本指揮所作戰(zhàn)指揮活動細分為理解作戰(zhàn)任務(wù)、分析判斷情況、制定作戰(zhàn)方案、確定作戰(zhàn)構(gòu)想、定下作戰(zhàn)決心、擬制作戰(zhàn)計劃、實施作戰(zhàn)推演七個子活動,如圖5所示。各子活動還可以進一步細化,例如分析判斷情況子活動由敵情判斷、我情判斷、戰(zhàn)場環(huán)境判斷等下屬活動組成。

圖5 基本指揮所作戰(zhàn)指揮總體活動圖

在基本指揮所的編組中,指揮決策組、計劃控制組、情報偵察組的主要活動及各編組活動之間的關(guān)系可用活動圖進行細化描述,如圖6所示。

圖6 基本指揮所作戰(zhàn)指揮活動圖

指揮決策組的主要活動包括下達偵察命令、分析判斷情況、下達作戰(zhàn)任務(wù)、確定作戰(zhàn)構(gòu)想、確定作戰(zhàn)方案、確定作戰(zhàn)計劃、實施作戰(zhàn)推演等。具體活動過程是在受領(lǐng)上級指定任務(wù)的前提下,由基本指揮所指揮員向情報偵察組下達情報偵察命令,根據(jù)上報的偵察報告分析判斷當(dāng)前戰(zhàn)場情況,并下達作戰(zhàn)籌劃任務(wù),依次確定由計劃控制組上報的作戰(zhàn)構(gòu)想、作戰(zhàn)方案、作戰(zhàn)計劃,最后實施作戰(zhàn)推演。

計劃控制組的主要活動包括構(gòu)想作戰(zhàn)行動、上報作戰(zhàn)構(gòu)想、擬制作戰(zhàn)方案、上報作戰(zhàn)方案、擬制作戰(zhàn)計劃、上報作戰(zhàn)計劃等。具體活動過程是在受領(lǐng)基本指揮所指揮員下達的作戰(zhàn)任務(wù)后,根據(jù)情報偵察組反饋的情報信息,依次擬制(或修改)并上報作戰(zhàn)行動構(gòu)想、作戰(zhàn)行動方案、作戰(zhàn)行動計劃。

情報偵察組的主要活動包括偵查情報、協(xié)調(diào)偵察力量、搜集信息、處理信息、上報信息、反饋信息等。具體活動過程是在受領(lǐng)基本指揮所指揮員下達的偵察命令后,利用編組內(nèi)現(xiàn)有偵察手段或協(xié)調(diào)編組外偵察力量進行情報偵察,整合搜集到的信息,并進行過濾、篩選等信息處理環(huán)節(jié),最后分別向指揮決策組和計劃控制組上報偵察報告和反饋情報信息。

3 結(jié)束語

本文采用UML方法初步研究構(gòu)建了用于開發(fā)基本指揮所作戰(zhàn)指揮仿真系統(tǒng)的軍事概念模型,這類概念模型形式化地描述了基本指揮所的編組、作戰(zhàn)任務(wù)以及任務(wù)之間的各種時序關(guān)系、活動關(guān)系,利于統(tǒng)一作戰(zhàn)指揮人員與建模仿真人員之間的認識,為作戰(zhàn)指揮仿真系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

[1] 范勇,李為民.軍事概念建模形式化描述語言比較分析[J].火力與指揮控制,2006,31(6):19-22.

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[3] 郝琳,畢義明,王桐.基于UML的美軍動能反衛(wèi)作戰(zhàn)系統(tǒng)概念建模[J].火力與指揮控制,2016,41(2):1-3.

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[5] 張玉杰,葉江華,孫彥良，等.基于IDEF0和UML的海上防空作戰(zhàn)軍事概念模型[J].指揮控制與仿真,2015,37(6):57-61.

[6] 軍事科學(xué)院.中國人民解放軍軍語[M].北京:軍事科學(xué)院出版社,2011:172-173.

Operational Command Model of Main Command Post Operations on UML

YANG Wei-sheng

(Engineer Corps University,Xuzhou 221004,China)

In order to solve the problem of formal description of military conceptual model for main command post operations,this paper adopts the use case diagram to describe the functional model,the class diagram to describe the marshalling model,the timing diagram and activity diagram to describe the dynamic model by utilizing UML which is based on the analysis of the task organization for main command post operations.Above-mentioned models provide support for the development of simulation system of main command post operations.

UML; main command post; operational command model

TP391；E917

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2017.05.005

1673-3819(2017)05-0022-03

2017-06-14

2017-06-19

楊圩生(1990-),男,江蘇鹽城人,講師,碩士,研究方向為作戰(zhàn)指揮和軍事訓(xùn)練。