基于HLA的裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真指控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鮑君瀟

摘要：針對(duì)目前坦克指控系統(tǒng)在科學(xué)性、時(shí)效性等方面無法適應(yīng)信息化條件下裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同體系作戰(zhàn)需求，本文在實(shí)際指控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合裝甲裝備實(shí)裝試驗(yàn)困難的現(xiàn)狀，深入分析網(wǎng)絡(luò)化火力打擊規(guī)劃技術(shù)的應(yīng)用需求，基于HLA/RTI提出了作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)指控中心系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，闡述了仿真成員間對(duì)象類/交互類的公布/訂購關(guān)系，并對(duì)仿真執(zhí)行過程進(jìn)行了概要說明。該系統(tǒng)在邏輯上能夠滿足裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真指控系統(tǒng)的需求，也可為研究和評(píng)估裝甲分隊(duì)新技術(shù)、新戰(zhàn)法提供仿真試驗(yàn)支持。

Abstract： The current scientific and timeliness of the tank accusation system is unable to adapt to the operational requirements of the networked collaborative system of armored units under the conditions of informationization. Based on the actual accusation system， this paper combines the current situation of the difficulty in the installation test of armored equipment， analyzes the application requirements of networked firepower strike planning technology， proposes the operational simulation test accusation center system based on HLA/RTI， designs the overall structure of the system， expounds the publication/ordering relationship of the object/interaction class among the simulation members， and outlines the simulation execution process. The system can logically meet the requirements of the armored team networked operational simulation accusation system， and can also provide simulation test support for the research and evaluation of the new technology and new methods of the armored detachment.

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化火力打擊規(guī)劃；HLA/RTI；指控系統(tǒng)；作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)系統(tǒng)

Key words： networked firepower strike planning；HLA/RTI；accusation system；combat simulation test system

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）30-0186-03

0 引言

隨著仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的逐步深入，高層體系結(jié)構(gòu)（High Level Architecture，HLA）已成為當(dāng)前軍用分布式仿真領(lǐng)域的主流規(guī)范、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。本文就結(jié)合裝甲裝備試驗(yàn)驗(yàn)證需求，參考HLA技術(shù)框架構(gòu)建了裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)仿真指控中心系統(tǒng)，介紹了該系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)途徑，闡述了基于該仿真系統(tǒng)對(duì)坦克網(wǎng)絡(luò)化火力打擊自主規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)估的過程。

1 HLA＼RTI概述

HLA定義了一種仿真軟件體系結(jié)構(gòu)，采用面向?qū)ο蟮姆椒▉碓O(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的對(duì)象模型，主要包括三部分：規(guī)則（Rules）、對(duì)象模型模板OMT（Object Model Template）和運(yùn)行支撐環(huán)境RTI的接口規(guī)范說明（Interface Specification）。其中，運(yùn)行支撐環(huán)境RTI是基于HLA仿真的核心部件，為整個(gè)仿真系統(tǒng)屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò)特性，為高層的仿真應(yīng)用提供透明的網(wǎng)絡(luò)傳輸，真正實(shí)現(xiàn)了仿真應(yīng)用與仿真系統(tǒng)管理分離的要求。

2 網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真指控中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 指控中心系統(tǒng)組成

目前我軍的裝甲分隊(duì)的作戰(zhàn)過程主要分為戰(zhàn)場情報(bào)的獲取、制定作戰(zhàn)方案、下達(dá)作戰(zhàn)命令、執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)、匯報(bào)戰(zhàn)場態(tài)勢(shì)、總結(jié)評(píng)估作戰(zhàn)過程等步驟，本文根據(jù)系統(tǒng)需求和裝備實(shí)際情況對(duì)裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真指控中心分為指揮控制系統(tǒng)、信息收集與處理系統(tǒng)和態(tài)勢(shì)顯示系統(tǒng)。

指控系統(tǒng)主要功能有：指揮中心理解上級(jí)作戰(zhàn)意圖，根據(jù)獲取的作戰(zhàn)情報(bào)制定合理的作戰(zhàn)方案，并通過仿真網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給各節(jié)點(diǎn)的指控終端，同時(shí)接收由指控終端上報(bào)的戰(zhàn)場實(shí)時(shí)信息。在仿真試驗(yàn)過程中，作戰(zhàn)情報(bào)主要由導(dǎo)調(diào)人員設(shè)計(jì)并輸入。

作戰(zhàn)仿真過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)將由信息收集及處理系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用處理。根據(jù)試驗(yàn)想定情況獲取敵方作戰(zhàn)情報(bào)，收集匯總戰(zhàn)場實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)信息并傳遞給火力打擊自主規(guī)劃模塊進(jìn)行計(jì)算處理，接收打擊方案并上傳至指控系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。

態(tài)勢(shì)顯示系統(tǒng)主要是將各層級(jí)指揮平臺(tái)掌握的各類敵我信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，然后呈現(xiàn)二維形式的戰(zhàn)場態(tài)勢(shì)和環(huán)境顯示，是人機(jī)交互的重要窗口。

2.2 指控中心系統(tǒng)高層體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)的形式和網(wǎng)絡(luò)化火力打擊對(duì)指控系統(tǒng)的需求，結(jié)合已有的裝甲分隊(duì)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)建了如圖1所示的基于HLA/RTI的裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真指控中心系統(tǒng)。根據(jù)指控中心功能和仿真角色，在系統(tǒng)成員設(shè)計(jì)上主要分為以下4類：

白方成員：負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理、接受仿真試驗(yàn)劇情并支持導(dǎo)演部實(shí)時(shí)導(dǎo)調(diào)控制，訂購、管理并使用試驗(yàn)仿真系統(tǒng)態(tài)勢(shì)信息。

藍(lán)方成員：仿真敵方作戰(zhàn)力量。

紅方成員：仿真我方作戰(zhàn)單元指控終端設(shè)備，模擬我方裝甲分隊(duì)在實(shí)施打擊任務(wù)時(shí)新型指控系統(tǒng)的作戰(zhàn)、指揮、通訊過程。主要包括連分隊(duì)指揮成員、排作戰(zhàn)指揮成員、作戰(zhàn)指控終端成員。

試驗(yàn)對(duì)象成員：仿真網(wǎng)絡(luò)化火力自主規(guī)劃功能模塊，模擬火力打擊自主規(guī)劃技術(shù)在裝甲分隊(duì)作戰(zhàn)過程中的應(yīng)用。（圖1）

2.3 對(duì)象類/交互類設(shè)計(jì)

基于HLA/RTI分布式仿真系統(tǒng)的精髓就在于通過RTI進(jìn)行仿真成員間的交互。根據(jù)美國DMSO提出的聯(lián)邦開發(fā)和執(zhí)行過程FEDEP（Federation Development and Execute Process）模型要求，對(duì)象類設(shè)計(jì)需包含所有戰(zhàn)場武器裝備的聯(lián)邦成員。結(jié)合系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，確定的對(duì)象類包括：坦克、步兵車、武裝直升機(jī)、反坦克地雷、反坦克導(dǎo)彈等。交互類包括：坦克開炮、提供火力支援、遭遇空襲、電磁干擾發(fā)射、命中目標(biāo)、反坦克導(dǎo)彈發(fā)射等。以對(duì)象類的FOM/SOM表為例：

3 系統(tǒng)仿真試驗(yàn)執(zhí)行過程

根據(jù)作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)一般過程和試驗(yàn)階段劃分，將裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)分為系統(tǒng)初始化階段和系統(tǒng)運(yùn)行階段，具體流程如圖2所示。

系統(tǒng)初始化階段，RTI根據(jù)所有聯(lián)邦成員的請(qǐng)求創(chuàng)建聯(lián)邦執(zhí)行；各仿真成員創(chuàng)建成員對(duì)象并申請(qǐng)加入聯(lián)邦； RTI根據(jù)申請(qǐng)?jiān)诼?lián)邦執(zhí)行中創(chuàng)建成員對(duì)象實(shí)例，給該對(duì)象實(shí)例分配唯一的標(biāo)識(shí)符。

仿真系統(tǒng)運(yùn)行階段，指控中心系統(tǒng)訂購試驗(yàn)想定的各作戰(zhàn)成員位置、狀態(tài)信息，處理后呈現(xiàn)二維態(tài)勢(shì)顯示。網(wǎng)絡(luò)化火力打擊自主規(guī)劃成員訂購態(tài)勢(shì)信息并進(jìn)行計(jì)算處理。紅、藍(lán)對(duì)抗期間，雙方的作戰(zhàn)力量成員根據(jù)仿真試驗(yàn)的進(jìn)行不斷更新其相關(guān)屬性并發(fā)布到RTI。若試驗(yàn)過程中某坦克成員被擊毀，則該坦克成員及其全部信息就退出聯(lián)邦。

4 結(jié)論

本文基于HLA技術(shù)構(gòu)建了裝甲分隊(duì)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)系統(tǒng)中指控中心的仿真平臺(tái)，給出了指控中心仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，闡述了聯(lián)邦的建立和聯(lián)邦成員的設(shè)計(jì)思想、對(duì)象類/交互類的公布/訂購關(guān)系，同時(shí)簡要說明了仿真執(zhí)行過程。本系統(tǒng)充分考慮了作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)系統(tǒng)的可操作性、重用性和交互性強(qiáng)等需求，為進(jìn)一步完善作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)系統(tǒng)功能奠定了良好的基礎(chǔ)。

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