水面艦艇編隊海上訓練信息系統(tǒng)需求分析

王苗　陳健　饒世鈞

【摘 要】本文通過分析水面艦艇的訓練現(xiàn)狀，從軍事訓練要求與系統(tǒng)能力特點兩個角度出發(fā)，提出編隊海上訓練信息系統(tǒng)建設需求。為適應新形勢下軍事作戰(zhàn)要求，訓練系統(tǒng)應滿足編隊海上訓練虛實結合、作戰(zhàn)環(huán)境精準構設、作戰(zhàn)行動模型精確仿真、藍軍智能化模擬與訓練系統(tǒng)互聯(lián)互通等要求。最后，從導調控制、作戰(zhàn)仿真、嵌入式模擬、訓練監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集和裁決評估分析了系統(tǒng)的功能需求。

【關鍵字】編隊;信息系統(tǒng);需求分析

中圖分類號： E843文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）18-0039-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.019

Requirement Analysis of Warship Formation Training Information System

WANG Miao CHEN Jian RAO Shi-jun

（Dalian Naval Academy ， Dalian Liaoning 116018， China）

【Abstract】Based on the analysis of the training status of surface warships and from the perspective of military training and system capability， this paper puts forward the construction requirements of formation training information system at sea. In order to meet the requirements of military operations under the new situation， the training system should meet the requirements of combination of virtual and real training at sea， precise construction of operational environment， precise simulation of operational model， Blue Force intelligent simulation， and interconnection and interoperability of and different training systems. Finally， the functions of the system are analyzed from command and control， combat simulation， embedded simulation training， training monitoring and data acquisition and judgment evaluation.

【Key words】Formation; Information system; Requirement analysis

0 引言

隨著作戰(zhàn)樣式的不斷變革，武器裝備的不斷發(fā)展及新型技術作戰(zhàn)中的廣泛應用，軍事模擬訓練向著信息化、一體化、實戰(zhàn)化的方向發(fā)展。為適應新時期軍事變革需要，滿足未來海上作戰(zhàn)要求，海上訓練系統(tǒng)必須面向信息化條件下水面艦艇部隊擔任的作戰(zhàn)任務，構建新形勢下海戰(zhàn)場全維戰(zhàn)場環(huán)境，形成集綜合導調控制、智能仿真模型、全程數(shù)據(jù)采集、智能裁決及準確評估等功能為一體的訓練綜合支持能力，提高編隊指揮人員作戰(zhàn)謀略水平與組織指揮能力、參謀人員控制與協(xié)調部隊能力及其他作戰(zhàn)人員編隊協(xié)同作戰(zhàn)中崗位實戰(zhàn)能力。

1 水面艦艇訓練現(xiàn)狀

水面艦艇現(xiàn)有的訓練模式主要有以下三種方式：岸上訓練、駐泊訓練和航行訓練[1]。

文獻[2]中提到目前單武器平臺為主的訓練體系已基本形成，但在一體化聯(lián)合訓練還不能滿足;各合同戰(zhàn)術和戰(zhàn)役模擬訓練系統(tǒng)在國內開發(fā)較早，現(xiàn)已形成了一定規(guī)模，但功能上還不夠全面，仿真的真實程度還不高，與未來海戰(zhàn)場復雜作戰(zhàn)環(huán)境還存在一定距離;艦艇嵌入式作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)實現(xiàn)了實裝條件下進行技戰(zhàn)術訓練，操作真實感強，但訓練相對固定獨立，對抗性較弱，成體系訓練方面不足;依托基地中心的訓練可實現(xiàn)大規(guī)模，系統(tǒng)性、整體性的體系對抗模擬訓練，但在和模擬訓練系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作方面需要進一步規(guī)范標準，實現(xiàn)驅動各兵力實施一體化聯(lián)合作戰(zhàn)訓練。

2 軍事訓練需求分析

水面艦艇編隊海上訓練信息系統(tǒng)是組織艦艇部隊海上訓練的手段和工具。利用艦艇實裝平臺組織受訓人員進行虛實結合下的編隊對抗訓練，旨在提升各級指揮人員應對未來海戰(zhàn)場編隊體系作戰(zhàn)能力。編隊海上訓練信息系統(tǒng)為適應新形勢下軍事作戰(zhàn)要求，主要具有以下方面需求：一是編隊海上訓練虛實結合。所謂虛實結合訓練是指受訓指揮員指揮的兵力當中一部分是作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)或者半實物仿真模擬器產生的虛擬兵力[1]，另一部分是真實兵力。艦艇編隊海上訓練具有實裝操作性強、涉及到作戰(zhàn)兵力廣泛、作戰(zhàn)樣式機動靈活、編隊體系對抗作戰(zhàn)綜合性強、戰(zhàn)場環(huán)境復雜等特點，因此，海上訓練信息系統(tǒng)建設需要滿足編隊協(xié)同訓練、實裝作戰(zhàn)系統(tǒng)受訓平臺參與、虛實兵力結合、虛擬兵力生成智能化程度高等要求，實現(xiàn)操作性強、效費比高、作戰(zhàn)樣式靈活、多使命作戰(zhàn)任務戰(zhàn)術訓練環(huán)境。二是作戰(zhàn)環(huán)境精準構設。戰(zhàn)場環(huán)境是作戰(zhàn)的重要依托條件，對艦載武器裝備系統(tǒng)使用、用頻裝備作戰(zhàn)性能、作戰(zhàn)理論與戰(zhàn)術運用有重要影響。通常海戰(zhàn)場環(huán)境包括海戰(zhàn)場自然環(huán)境、海戰(zhàn)場復雜電磁環(huán)境。海上作戰(zhàn)受海洋地理環(huán)境、海洋水文氣象環(huán)境、海洋水聲環(huán)境以及海戰(zhàn)場復雜電磁環(huán)境影響大，編隊作戰(zhàn)時，戰(zhàn)場環(huán)境里大量信息裝備運用，電磁環(huán)境更加復雜。構建逼真的戰(zhàn)場環(huán)境是提高艦艇部隊新形勢下作戰(zhàn)水平的關鍵[3]。三是作戰(zhàn)行動模型精確仿真?，F(xiàn)階段作戰(zhàn)裝備日新月異，作戰(zhàn)理念也隨著高新技術的發(fā)展而不斷革新，需要對現(xiàn)存作戰(zhàn)模型需要進一步完善，實現(xiàn)對具體作戰(zhàn)行動精確仿真，以滿足海上艦艇編隊不同戰(zhàn)術作戰(zhàn)行動需要，適應新型作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)行動帶來的變化。四是藍軍智能化模擬。根據(jù)潛在對手的海上兵力裝備性能特點和海上作戰(zhàn)樣式，構建符合對手作戰(zhàn)習慣的模擬藍軍，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術生成智能化程度更高的計算機兵力，為我方受訓人員提供對抗性更為激烈的訓練環(huán)境。五是實現(xiàn)各訓練系統(tǒng)間互聯(lián)互通。一體化作戰(zhàn)已成為未來海上作戰(zhàn)大勢所趨，規(guī)范各訓練系統(tǒng)之間的接口標準、數(shù)據(jù)格式與傳輸協(xié)議，實現(xiàn)彼此之間互聯(lián)互通是支撐一體化聯(lián)合訓練的重要保證[4]。

3 系統(tǒng)能力需求分析

3.1 性能需求分析

可組織海上不同艦艇真實兵進行虛實結合下的編隊模擬對抗訓練，帶動編隊級指揮員、本級艦（艇）長及崗位操作手多層級人員訓練，實現(xiàn)編隊協(xié)同、實裝參與、虛實結合、多使命任務、多作戰(zhàn)戰(zhàn)術訓練功能，表1是系統(tǒng)性能需求。

3.2 功能需求分析

海上訓練信息系統(tǒng)應該圍繞提高編隊指揮員組織與指揮編隊作戰(zhàn)能力，同時帶動其他各級受訓人員提升編隊協(xié)同作戰(zhàn)能力水平的角度出發(fā)，著力構建高逼真度戰(zhàn)場環(huán)境與精確作戰(zhàn)行動模型，體現(xiàn)未來海上新型作戰(zhàn)力量、多樣化作戰(zhàn)樣式的特點，解決計異地分布式仿真系統(tǒng)和艦艇指揮信息系統(tǒng)之間的異構問題，實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，滿足打贏未來海戰(zhàn)軍事訓練需求。

3.2.1 導調控制功能需求

導調控制系統(tǒng)是訓練過程中融合信息、調配資源、掌握進程的“大腦”，是編隊海上訓練信息系統(tǒng)的核心。按照導演部意圖進行實時兵力指揮與導調干預。其功能需求包括以下幾個方面：一是可實現(xiàn)演練方案和演練環(huán)境的準確布置;演練全進程中可實時進行導調干預。二是支持演練數(shù)據(jù)的管理。演練數(shù)據(jù)包括訓練準備階段各兵力編成、作戰(zhàn)任務、各艦型武器裝備、編隊作戰(zhàn)方案以及外軍作戰(zhàn)力量等相關數(shù)據(jù)。可實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除、存儲、查詢等功能。三是能夠對參訓兵力（包括虛擬兵力）及兵力作戰(zhàn)行動進行指揮控制。四是可實現(xiàn)對計算機仿真過程的控制，包括模型的加載、仿真步長的設定以及仿真開始、暫停、繼續(xù)、結束等功能。五是可對演練過程中與艦艇指揮信息系統(tǒng)的時間一致性管理和數(shù)據(jù)分發(fā)有效管理，確保演練中事件發(fā)生的邏輯準確。

3.2.2 作戰(zhàn)仿真功能需求

海上作戰(zhàn)環(huán)境復雜、作戰(zhàn)兵力多樣、作戰(zhàn)樣式靈活多變，作戰(zhàn)行動的模型建立需要全面、準確。應重點把握對新型作戰(zhàn)力量的作戰(zhàn)指揮活動的仿真。包括新型作戰(zhàn)艦艇、新式武器裝備技戰(zhàn)術性能與戰(zhàn)術運用、執(zhí)行不同作戰(zhàn)任務的編隊作戰(zhàn)對抗行動、戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)場目標特征與情報偵察行動、以及無線網絡通信和電子對抗等活動的仿真[5]。

3.2.3 嵌入式訓練系統(tǒng)功能需求

現(xiàn)代信息作戰(zhàn)系統(tǒng)的復雜度和集成度較高，運用真實作戰(zhàn)系統(tǒng)進行訓練的需求也不斷增加。這種需求需要通過搭載嵌入式訓練系統(tǒng)實現(xiàn)。嵌入式訓練系統(tǒng)能夠充分利用當前艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)實裝，利用艦艇嵌入式訓練系統(tǒng)導入虛擬兵力與作戰(zhàn)條件模擬程序、情報信息模塊、訓練監(jiān)控與效果分析評估模塊、人機交互模塊等[5-6]，滿足訓練與實戰(zhàn)的一致性。實現(xiàn)艦艇在駐泊地與航行狀態(tài)下的訓練。滿足了裝備不斷發(fā)展對訓練條件下部隊對訓練環(huán)境高逼真度的需求。

3.2.4 訓練監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集功能需求

訓練監(jiān)控功能主要包括以下方面需求：一是對海上訓練各虛實兵力的戰(zhàn)場態(tài)勢監(jiān)控。戰(zhàn)場態(tài)勢的監(jiān)控能給導演部提供演練中的綜合信息，方便其對演練進程的掌控。二是對訓練過程中編隊指揮員指揮命令、各艦艇兵力作戰(zhàn)行動以及人員實裝操作的實時監(jiān)控，便于導調人員了解戰(zhàn)場兵力實時行為動態(tài)和后期訓練效果分析評估。

演練過程中需要對訓練數(shù)據(jù)進行實時采集并存儲?？蔀楹笃谙到y(tǒng)進行分析評估提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)采集的內容應包括虛實兵力實時戰(zhàn)場態(tài)勢信息、訓練過程中編隊各級指揮員指揮命令、各艦艇兵力作戰(zhàn)行動以及人員實裝操作信息、導調人員下發(fā)的導調命令與各類文電類信息以及計算機生成兵力相關作戰(zhàn)行動仿真數(shù)據(jù)。

3.2.5 裁決評估功能需求

裁決評估功能方面，應該實現(xiàn)演練中作戰(zhàn)兵力交互的智能裁決，對編隊兵力對抗交互過程中的態(tài)勢感知、指揮控制、軟硬武器對抗、艦艇機動等交戰(zhàn)行為的有效性、時效性、準確性進行實時裁決評估，能夠對作戰(zhàn)行動中的兵力戰(zhàn)損、傷亡、兵力戰(zhàn)斗力等信息進行準確判定。訓練結束后可實現(xiàn)對演練全過程各艦艇兵力作戰(zhàn)指揮、作戰(zhàn)行動、戰(zhàn)損情況以及戰(zhàn)損原因進行分析并反饋結果。

4 總結

本文通過對目前水面艦艇訓練現(xiàn)狀的分析，從軍事訓練要求與系統(tǒng)能力特點兩個角度出發(fā)，提出編隊海上訓練信息系統(tǒng)的建設需求。為適應新時期軍事變革需要，滿足未來海上作戰(zhàn)要求，海上訓練系統(tǒng)必須面向信息化條件下水面艦艇部隊擔任的作戰(zhàn)任務，構建新形勢下海戰(zhàn)場全維戰(zhàn)場環(huán)境，旨在提高編隊指揮人員作戰(zhàn)謀略水平與組織指揮能力，帶動及其他參訓人員編隊協(xié)同作戰(zhàn)能力。

【參考文獻】

[1]鄧克波，等.虛實結合軍事訓練系統(tǒng)需求分析[J].指揮信息系統(tǒng)與技術，2018，9（5）：9-16.

[2]張錦榮.推進海軍模擬訓練跨越式發(fā)展的幾點思考[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程，2010，24（1）：44-48.

[3]劉新華.復雜電磁環(huán)境下水面艦艇的訓練問題[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程，2007（82）：44-48.

[4]陳林.雷達偵查干擾設備嵌入式模擬訓練系統(tǒng)設計與研究[J].電子技術與軟件工程，2017（99）：111-112.

[5]王洪軍，鄭世明，張永亮.陸軍指揮訓練信息系統(tǒng)需求分析[J].指揮控制與仿真，2016，262（38）：27-32.

[6]Glass.A co-simulation approach for system-level analysis of embedded control systems[C].Embedded Computer Systems（SAMOS），2012 International Conference on，2012：23-26.