战术演习方案动态推演支撑框架设计

摘 要：针对战术演习方案合理性论证的业务需求，利用计算机网络和作战仿真技术，设计了战术演习方案动态推演系统，实现背靠背对抗模式的作战指挥与兵力行动模拟。首先分析了战术演习方案动态推演的规范化组织流程，根据演习方案验证和推演需求，设计了分布式仿真推演系统的功能结构，并对其核心构件——仿真推演引擎的技术架构进行了详细分析，明确了各软件应用平台的功能，为全系统组件化研发奠定了基础。

关键词：战术演习；推演；技术架构；仿真平台

中图分类号：TP391.9；TJ83 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）09-00-02

0 引 言

战术演习是海军部队最主要的舰艇编队及多军兵种协同训练的手段之一。战术演习方案的科学性、合理性、可行性和安全性是保证演习任务顺利完成的基础[1，2]，而在以往的演习组训过程中，虽然经过了多次现地勘察、图上作业、专家质询、会议协调等方式对战法运用和兵力行动预案的合理性进行了论证，但这种“纸上谈兵”式的方案研讨模式并不能使参演人员直观地了解演习流程、感知战场态势、发现演习中可能存在的隐患和问题。以先进的计算机网络技术和作战仿真技术来模拟实兵对抗演习的仿真推演可很好地解决上述问题[3-6]。战术演习方案动态推演是依托计算机网络系统，在导演部的统一指挥与现场导调下，红蓝双方按照既定的兵力部署及行动预案，采用背靠背的对抗模式进行网上指挥和作战流程推演的网上演习活动。

1 演习方案动态推演流程分析

演习方案动态推演的根本是运用仿真手段将演习文书方案转化为仿真态势并进行可控的动态模拟演练，因此，动态推演过程应与外场实兵对抗演习流程保持一致。根据外场实兵对抗演习的一般组织实施方法，演习方案动态推演一般分为推演准备、推演实施和推演总结3个阶段，其基本流程如图1所示。

推演准备阶段。首先将战术演习方案文档进行态势转化，完成作战想定编辑；同时，根据参战兵力及指挥关系完成仿真节点部署方案设计。

推演实施阶段。导演部根据推演进度需求控制仿真运行进程，并适时进行推演态势调理；通过指挥决策关系模拟和虚拟兵力操控，实现红蓝方基指和分群指挥决策和战术意图；红、蓝、白三方态势显示节点按阵营显示基本战场态势，并对推演数据进行记录。

推演总结阶段。通过态势回放和重要事件显示对方案预案和推演过程进行总结讲评。

2 分布式推演系统功能结构设计

战术演习方案动态推演系统依托高精度GIS地理信息系统，以计算机自动生成兵力模型为核心，以人在回路的模拟兵力操控为主要方式，实现导演部和指挥所的战术意图和兵力指挥，完成近似实战的态势布局和态势推演，在充分展现既定方案的战术效果的同时能够充分发挥参与推演的指挥员的智慧和经验。

动态推演系统设计要充分考虑海军战术演习发展和应用实际需求，固化系统功能模块和使用模式的同时，兼顾可扩展性和灵活性要求，以适应复杂多变的参演兵力规模、战术战法运用和临机决策导调。

HLA（High Level Architecture，HLA）作为新兴分布交互仿真体系结构，已在国防工业领域特别是作战仿真领域得到了较广泛应用，其相对独立的开发模式、完备的RTI时间管理机制和独特的可扩展性非常适用于动态推演系统的研发和运用。因此，本文选用分布式系统结构设计，如图2所示。

分布式动态推演系统的功能结构主要包括3大部分，即对红/蓝方指挥所进行功能模拟；对白方指挥所进行功能模拟；支撑仿真推演运行的仿真推演引擎。

2.1 红蓝方指挥所模拟

通过对红蓝演习对抗双方“基本指挥所→兵力群指挥所→平台兵力”三级指挥关系的模拟，实现指挥员的决策意图和兵力行动指挥。

2.2 白方指挥所模拟

白方指挥所作为战术演习导演部，同时模拟红蓝对抗双方的上级指挥机构，主要完成系统仿真部署与运行控制、推演态势调理与控制、对抗效果裁决及保障兵力操控等。

2.3 仿真推演引擎

仿真推演引擎是仿真推演系统运行的数据和技术支撑平台，主要实现对仿真推演数据库的管理和系统运行服务。

3 推演引擎技术架构

仿真推演引擎是动态推演系统的核心，仿真推演引擎采用四层技术架构，即系统资源层、解算模型层、环境支撑层、应用层，架构如图3所示。

（1）系统资源层：为系统运行提供设备、网络、操作系统、数据等软硬件环境支持；

（2）解算模型层：对平台、装备等的运动、作战性能、对抗效果及操作、显控等模型进行集成管理；

（3）环境支撑层：提供仿真推演态势推进所必须的自然环境、战场环境和仿真引擎等技术支撑；

（4）应用层：为想定编辑、部署运行控制、态势调理、综合显控和兵力操控等各类用户提供人机交互服务端口。

3.1 作战想定编辑平台

该平台主要用于在仿真推演开始之前，根据战术演习实施方案和红蓝方兵力行动预案完成作战想定编辑工作，完成演习海空域设定、参演兵力部署、战场环境设置、预设航迹规划等功能。

3.2 仿真部署与运行控制平台

该平台主要用于在仿真推演之前的部署方案设计和仿真推演过程中的仿真运行控制。在仿真推演之前，根据参演兵力规模合理规划确定仿真联邦和各台位节点的部署方案；在仿真推演过程中，根据态势推演需求完成全系统的仿真时间管理和运行控制，并实时监控系统各节点运行状态。

3.3 态势导调控制平台

该平台主要用于在仿真推演过程中对态势推演情况进行监控和管理，并根据情节推进情况完成对战场态势的调理，包括参战兵力调整、兵力行为调理、电磁环境调理和对抗效果干预等。

3.4 综合态势显示控制平台

该平台主要用于在仿真推演过程中通过图、表、实时态势图等多种显示手段，实现对推演进程、环境信息、综合态势、调理状态等多种态势信息的综合显示和辅助控制。

3.5 模拟兵力操控平台

该平台主要用于在仿真推演过程中为模拟兵力操控人员提供人机交互界面，实时调用底层兵力解算模型（包括平台运动模型、电子对抗模型、武器控制模型、战损计算模型等）对操控指令进行解算和响应，并将解算结果实时反馈到态势显示和操控界面。

4 结 语

战术演习方案动态推演是战术演习筹划准备工作的重要环节，采用本文所述的动态推演流程保障了推演组训的科学性和规范化。同时为适应不同战术演习科目兵力规模变化的不确定性，设计了分布式仿真推演系统的功能结构，并对系统核心构件——仿真推演引擎的技术架构进行了详细分析，本文相关研究已应用于仿真推演原型系统的软件研发，并在战术演习组训实施的方案论证环节进行了实践应用，验证了本文设计的系统支撑框架的适用性和灵活性，能够满足战术演习方案动态推演的需求。

参考文献

[1]程路尧.作战方案推演系统的设计与实现[J].舰船电子工程，2014，34（11）： 9-12.

[2]孙艳英.靶场试验方案推演与评估系统设计[J].兵工装备工程学报， 2015，36（3）： 76-79，90.

[3]张明星， 黄晓霞. 联合作战演练系统及仿真模型的构建[J].兵器装备工程学报， 2016，37 （10）： 96-98.

[4]蒋旭，刘正堂，杨正洪.电子对抗仿真推演系统研究与應用[J].火力与指挥控制， 2014，39 （S1）： 45-48.

[5]叶利民，龚立，刘忠.兵棋推演系统设计与建模研究[J].计算机与数字工程， 2011，39 （12）： 58-61.

[6]潘乐炳，叶峻，曹满亮.战术认知无线电网络架构设计[J].电讯技术，2017（5）：491-496.

[7]苏玉强，刘颖.机载战术数据系统框架设计[J].电光与控制，2012，19（1）：86-89.

[8]刘志勇.基地化边防战术演练设计研究[J].武警学院学报，2014，30（11）：69-72.