海戰(zhàn)場仿真推演想定生成與應(yīng)用技術(shù)研究

侯國超 楊 琳

（91336部隊(duì) 秦皇島 066000）

1 引言

在仿真軍事應(yīng)用需求及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大規(guī)模分布處理技術(shù)、多媒體技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)等相關(guān)軟件技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，分布交互作戰(zhàn)仿真技術(shù)的研究已十分成熟，其中仿真想定開發(fā)是分布式作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中需要解決的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)［2］。目前，仿真想定在描述的規(guī)范化、開發(fā)和管理等方面都缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，沒有形成通用的工具，各個(gè)仿真系統(tǒng)想定工具依然還是相對(duì)獨(dú)立的開發(fā)。

本文針對(duì)上述問題，為滿足仿真推演需要，分析了海戰(zhàn)場仿真推演想定特點(diǎn)與組成，研究了采用XML格式規(guī)范來描述作戰(zhàn)想定的設(shè)計(jì)方法，開發(fā)仿真推演想定編輯軟件，實(shí)現(xiàn)仿真想定數(shù)字化轉(zhuǎn)換。

2 想定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前在軍事仿真領(lǐng)域按照作戰(zhàn)規(guī)模，可以將想定分為戰(zhàn)略想定、戰(zhàn)役想定、戰(zhàn)術(shù)想定，文中主要針對(duì)戰(zhàn)術(shù)級(jí)別的想定進(jìn)行討論［3］。根據(jù)對(duì)仿真推演想定的分析理解，本文提出了一種新的仿真想定的結(jié)構(gòu)組成，并對(duì)其重新分類，更好實(shí)現(xiàn)想定的快速生成以及可重用。通過對(duì)軍事專家咨詢和大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)摸索，對(duì)影響戰(zhàn)術(shù)效果的關(guān)鍵構(gòu)成要素進(jìn)行描述，忽略了一些對(duì)仿真推演結(jié)果影響微小的因素，提高結(jié)構(gòu)清晰度的同時(shí)，并保證了推演想定描述的科學(xué)性［4］。本文將仿真推演想定內(nèi)容劃分為五部分，每部分按照層級(jí)關(guān)系又分為不同的模塊，現(xiàn)描述如下。

2.1 戰(zhàn)場基本環(huán)境

仿真想定的戰(zhàn)場基本環(huán)境主要用來描述影響作戰(zhàn)效果的關(guān)鍵環(huán)境要素，包括：一是自然環(huán)境，主要是水文氣象環(huán)境，包括季節(jié)風(fēng)況、浪涌情況、雨霧情況、大氣波導(dǎo)概率及對(duì)預(yù)警探測、兵力展開、火力打擊的影響；二是電磁環(huán)境，包括受氣候影響表現(xiàn)出的地物回波、海雜波影響，周邊環(huán)境產(chǎn)生的電磁環(huán)境影響［5］。

2.2 兵力基本情況

仿真想定的兵力基本情況主要用來描述：兵力規(guī)模、編成配置，兵力分群、每個(gè)群的具體兵力組成（到基本作戰(zhàn)單元），每個(gè)兵力的部署情況、作戰(zhàn)任務(wù)。裝備搭載種類、數(shù)量等參數(shù)設(shè)置（采用樹狀結(jié)構(gòu)表示搭載層級(jí)關(guān)系）。每個(gè)陣地的位置、級(jí)別、防護(hù)情況［6］。

2.3 兵力行動(dòng)計(jì)劃

仿真想定的兵力行動(dòng)計(jì)劃主要用來描述：行動(dòng)階段劃分的時(shí)間安排，作戰(zhàn)空域、海域設(shè)置，就位點(diǎn)設(shè)置；重要陣地、指揮所等圖上標(biāo)繪設(shè)置；兵力行動(dòng)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的時(shí)間、位置；各兵力的總體使用原則；及各兵力在不同階段的使用原則（低空、高速、靜默等）；關(guān)鍵裝備的使用時(shí)機(jī)、作用對(duì)象、使用方式；各兵力的配合要點(diǎn)。

2.4 推演對(duì)抗規(guī)則

仿真想定的推演對(duì)抗規(guī)則主要用來描述：在仿真推演組織實(shí)施過程中必須遵守的文電傳輸、兵力行動(dòng)、頻段管制和對(duì)抗效果裁定等方面的規(guī)則。

2.5 計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令

仿真想定的計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令主要用來完成參戰(zhàn)兵力在推演過程中定時(shí)觸發(fā)動(dòng)作的設(shè)置，包括導(dǎo)彈發(fā)射導(dǎo)調(diào)、雷達(dá)開關(guān)機(jī)導(dǎo)調(diào)、有源干擾實(shí)施導(dǎo)調(diào)、無源干擾實(shí)施導(dǎo)調(diào)等。

3 想定生成方法

由于仿真推演想定內(nèi)容和形式的復(fù)雜性，使得很難用一個(gè)簡單的報(bào)告形式就可以對(duì)其進(jìn)行完整的描述，所采用的描述方法必須具有一定彈性來容納仿真想定描述的多樣性［7］。本文采用基于軟件工程的想定描述方法，通過使用程序加載電子海圖和軍標(biāo)庫，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)二維平面上戰(zhàn)場態(tài)勢和作戰(zhàn)任務(wù)的描述，并以XML文檔作為存取的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。將推演仿真想定按照構(gòu)成元素分模塊進(jìn)行數(shù)字化生成工作。

3.1 戰(zhàn)場基本環(huán)境生成方法

自然環(huán)境在戰(zhàn)爭都起著舉足輕重的地位，要模擬出近似實(shí)戰(zhàn)的戰(zhàn)場環(huán)境，自然環(huán)境因素對(duì)作戰(zhàn)單元的影響是不得不考慮的。采用戰(zhàn)場環(huán)境模型將對(duì)作戰(zhàn)影響較大環(huán)境要素?cái)?shù)字化，由可視化人工錄取軟件實(shí)現(xiàn)。戰(zhàn)場基本環(huán)境設(shè)置如圖1所示。

圖1 戰(zhàn)場基本環(huán)境設(shè)置界面

3.2 兵力基本情況生成方法

作戰(zhàn)兵力是仿真運(yùn)行的主體，主要用來描述戰(zhàn)場上所有參戰(zhàn)實(shí)體，我們用層次式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述兵力基本情況，用平臺(tái)表示獨(dú)立作戰(zhàn)單元，如圖2所示。每個(gè)兵力群可能由多個(gè)編隊(duì)和多個(gè)平臺(tái)組成，一個(gè)兵力群會(huì)有一些共同的屬性，例如兵力群所處的空間位置信息及所屬陣營等；每個(gè)編隊(duì)可能由多個(gè)平臺(tái)組成，一個(gè)編隊(duì)會(huì)有一些共同的屬性，例如編隊(duì)速度、編隊(duì)隊(duì)形等；每個(gè)平臺(tái)也包含很多屬性，例如平臺(tái)類型、平臺(tái)名稱、平臺(tái)位置等；另外，平臺(tái)可以搭載武器裝備，包括雷達(dá)、導(dǎo)彈、火炮、干擾裝備等［8］。

圖2 兵力基本情況設(shè)置界面

3.3 兵力行動(dòng)計(jì)劃生成方法

兵力行動(dòng)計(jì)劃等效于作戰(zhàn)行動(dòng)方案的描述，體現(xiàn)指揮員的作戰(zhàn)方式，為了更加直觀地表達(dá)意圖，本文采用圖文結(jié)合的方式，在電子海圖上進(jìn)行作戰(zhàn)標(biāo)圖，用軍標(biāo)符號(hào)標(biāo)示兵力行動(dòng)計(jì)劃要點(diǎn)。兵力航路規(guī)化，在海圖上選取關(guān)鍵控制點(diǎn)，并手動(dòng)輸入航跡點(diǎn)位置信息的方式完成［9］。兵力行動(dòng)計(jì)劃設(shè)置如圖3所示。

圖3 兵力行動(dòng)計(jì)劃設(shè)置界面

3.4 推演對(duì)抗規(guī)則生成方法

仿真推演對(duì)抗規(guī)則主要為仿真模型服務(wù)，提供模型初始化參數(shù)及過程中控制信息。本文采用配置文件（.txt）的形式完成，如圖4所示，仿真運(yùn)行開始后仿真模型自動(dòng)讀取該配置文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

圖4 推演對(duì)抗規(guī)則設(shè)置界面

3.5 計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令生成方法

圖5 計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令設(shè)置界面

計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令設(shè)置采用時(shí)間列表形式進(jìn)行管理，將不同類型的導(dǎo)調(diào)命令按照時(shí)間先后順進(jìn)行編輯存儲(chǔ)，仿真運(yùn)行開始后自動(dòng)觸發(fā)對(duì)應(yīng)導(dǎo)調(diào)命令，為仿真模型提供控制指令，從而推動(dòng)仿真進(jìn)程。計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令設(shè)置如圖5所示。

4 想定生成結(jié)果

本文仿真推演想定生成結(jié)果采用XML標(biāo)準(zhǔn)格式，根據(jù)仿真推演特點(diǎn)制定了具有自身規(guī)則的標(biāo)記語言，對(duì)要描述的內(nèi)容進(jìn)行限制。XML提供了交互信息與平臺(tái)無關(guān)的自解釋功能，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)、不同平臺(tái)之間的信息交互，從而提高了仿真想定的跨平臺(tái)性和可重用性［10］。

根據(jù)仿真推演想定的組成，生成了XML框架描述模板（如圖6所示），兵力設(shè)置的描述是描述的主要內(nèi)容。由于XML的約束性，可以對(duì)各組成成分進(jìn)行了很好的限制，實(shí)現(xiàn)了想定描述的規(guī)范化［5］。

圖6 XML框架描述模板

下面是對(duì)仿真推演想定生成文件的一個(gè)示例，數(shù)據(jù)都是隨機(jī)設(shè)置的，由于篇幅的原因，只展示部分代碼如圖7所示。

圖7 仿真推演想定生成文件示例

5 想定應(yīng)用

利用本文提出的仿真想定生成方法可以得到基于一定軍事背景海戰(zhàn)場推演想定，并且能被仿真想定編輯工具讀取并解析，從而被基于仿真想定的推演系統(tǒng)讀取并仿真運(yùn)行［11］。系統(tǒng)采用Web數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)管理服務(wù)，并支持分布式的想定編輯模式。

5.1 初始綜合態(tài)勢發(fā)布

用戶通過兵力基本情況、兵力行動(dòng)計(jì)劃等可視化設(shè)置，生成作戰(zhàn)態(tài)勢想定，仿真運(yùn)行開始時(shí)，為仿真推演系統(tǒng)提供了初始綜合態(tài)勢，作為仿真運(yùn)行兵力行動(dòng)起點(diǎn)，主要內(nèi)容包括：交戰(zhàn)規(guī)模、初始兵力部署、兵力配置、武器搭載情況，以及作戰(zhàn)行動(dòng)要點(diǎn)和對(duì)抗雙方關(guān)鍵信息標(biāo)繪等。

圖8 初始綜合態(tài)勢

5.2 模型初始化

用戶通過戰(zhàn)場基本環(huán)境、兵力屬性、對(duì)抗規(guī)則等可視化設(shè)置，生成作戰(zhàn)環(huán)境想定，為仿真推演運(yùn)行過程中的模型解算提供初始化輸入?yún)?shù)。

5.3 態(tài)勢調(diào)理

用戶通過兵力行動(dòng)計(jì)劃和計(jì)劃導(dǎo)調(diào)命令設(shè)置，生成態(tài)勢導(dǎo)調(diào)控制指令，在仿真運(yùn)行過程中適時(shí)觸發(fā)導(dǎo)調(diào)情節(jié)，確保推演按照計(jì)劃情節(jié)推進(jìn)［12］。

6 結(jié)語

基于海戰(zhàn)場仿真推演想定的獨(dú)特性和重要性，