舰艇一体化作战模拟训练系统概念原型研究

总第１５４期　舰船电子工程　Ｖ０１．２６　Ｎｏ．４　２００６年第４期　Ｓｈｉｐ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅ　ｎｅｅＩｉｎｇ　１０　舰艇一体化作战模拟训练系统概念原型研究　刘高峰　）・　’宋胜锋　’　（华中科技大学　’武汉４３００７４）　（海军工程大学　’武汉４３００３３）　摘要在分析舰艇作战模拟训练的发展方向的基础上，提出一种基于ｍＡ分布式仿真技术的岸港舰艇一体化作战　模拟训练系统的概念原型，并对其主要关键技术进行简要说明，对提高舰艇协Ｍ／联合作战训练的效果和水平具有重要作　用。　关键词舰艇；一体化作战训练；概念原型　中图分类号Ｔｉｔ３９１．９；Ｅ８３７　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｈａｒｂｏｒ—Ｗｏｒｓｈｉｐ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅ　Ｃｏｍｂａｔ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｌｌｊｌｌｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｌｉｕ　Ｑ１０ｌ州’，　’Ｓｏｎｇ　Ｓｈｅｎｇｆｅｎ￣　‘　（Ｈｕａｚｌ啪ｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１），Ｗｕｈａｎ　４３００７４）（ＮａｖＭ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　０ｆ　ＥｒＩｇｉ肿ｍ　’，Ｗｕｈａｎ　４３００３３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｏｎｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　０ｆ　ａＩｌＩａｌｙ　ｔｈｅｔｒｅｎｄ　０ｆｗａｒｓｈｉｐ　ｃｏｍｂａｔｔｒａｉｎｉｎｇ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｍｏｄｅｌｏｆｈａｒｂｏｒ—ｗｏｒｓｈｉｐｉｎｔｅｇｒａ－　ｉｆｖｅ　ｃｏｍｂａｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ协　ｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＨＩ＆ｉｓ　ｐｌＤＩ　ｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ．Ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｓｉｍｐｌｙ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｍａｋｅ　ｍｕｃｈ　ｍｉｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｎｏ　ｔｈｅ　ｅｆｆ￣－ｔ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ／ｊｏｉｎｔ　ｃｏｍｂａｔ　ｔ￣，ａｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｗａｒｓｈｉｐ，ｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅ　ｃｏｍｂａｔ　ｔｒａｉｎｉｎｇ，ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ　ｍｏｄｅｌ　Ｃｌａｓｓ　Ｉｉｌ￣ｌｇ　ＴＰ３９１．９：Ｅ８３７　集、操作使用要求高的复杂大型人机系统，受多种　１　引言　因素的影响，作战模拟训练系统的研制往往滞后于　随着信息化作战需求牵引和ＣＯＳＴ技术支撑，　实装作战系统的发展，存在配套数量少、功能模型　军用平台及其作战系统的信息化、网络化、智能化、　相对简易、仿真设备与实际设备差别较大、难以开　模块化、隐身化、综合化的程度越来越高。为应对　展实兵协同战术对抗模拟训练等不足，影响了作战　未来可能的任何威胁，充分发挥出舰艇作战系统的　模拟训练的实效。目前，作战模拟训练系统的研究　综合战斗力，开展真实感环境条件和作战压力下的　已由开始的单一作战设备、单一武器系统、单一平　作战对抗模拟训练系统的研究极其重要。　台作战系统、单一平台嵌入式作战模拟、分布式作　以往，作战模拟训练大多采用岸港教练室仿真　战模拟系统，向多平台多武器协同／联合作战模拟　训练系统、嵌入式模拟训练系统和海上实兵演习训　训练系统的方向发展。自１９７０年联合战术训练概　练等手段。本文提出一种基于ＨＬＡ分布式仿真技　念产生以来，世界发达国家非常重视舰艇联合战术　术的岸港舰艇实兵一体化作战模拟训练系统的概　训练模拟系统的全面研究，把远距离的海上训练和　念原型，将作战训练服务仿真系统与岸港或码头的　岸基中心的人工环境连接起来实现一体化训练。　舰艇作战系统集成到分布交互的综合环境中。共同　在综合模拟环境下，美国海军作战战术训练　构成一体化作战模拟训练系统。实现舰艇实兵不同　（ＢＦｒＩ’）已通过一体化交互式协作系统，使用集中式　层次、级别的作战协同训练。　仿真驱动海岸舰艇上的传感器系统、通信系统和指　２总体概念描述　控系统，使作战人员可以在感兴趣的场景方面进行　模拟训练而无需出海，同时能够充分保证训练时　舰艇作战系统是一个体系结构复杂、软硬件密　间，极大地提高了的训练水平。　收稿日期：２００６年１月１０日，修回日期：２００６年３月６日　维普资讯 http://www.cqvip.com

２ＯＯ６年第４期　舰船电子工程　借助ＢＦ１Ｔ计划的思路，采用信息技术、计算机　技术、网络技术和分布式仿真技术，在岸港构建一　个作战训练服务仿真系统，在任选的层次、节点上　实现与多舰艇作战系统的连接，为舰艇基本作战训　练、全系统综合训练和多艇实兵协同作战训练的提　供服务支持，开展多威胁环境下多舰艇的战术对抗　训练及合同战术训练。作战训练服务仿真系统能　够生成作战模拟训练所需的各种信息，通过信息链　路驱动实际舰艇作战系统的运行，作战人员在实际　作战系统上进行观测一评估一决策一行动的作战　过程训练，同时通过信息反馈链路，舰艇作战系统　能将运行状态和结果信息实时反馈给作战训练服　务仿真系统，并对作战态势进行推演，对武器行动　和攻击效果进行仿真与评估，从而在岸港实现舰艇　作战系统的一体化作战模拟训练，提高舰艇的　作战能力。　３系统概念原型方案　３．１系统功能描述　舰艇实兵一体化作战模拟训练系统可分为四　个功能层次。　（１）作战训练服务仿真系统的导演、监控与评　估功能　作战训练服务仿真系统应具有舰艇模拟训练　计划和多层次作战任务生成，综合海战场环境、舰　艇实兵和虚拟舰艇配合兵力（友邻、中立、敌方、不　明）、训练信息的生成及驱动；接收、记录舰艇作战　系统的状态信息和运行信息；单舰（艇）作战模拟训　练模式设置与控制；舰艇战术对抗模拟训练模式设　置与控制；舰艇合同战术模拟训练模式设置与控　制；海战场战术态势推演与监控；作战能力、训练效　果的评估等主要功能。　（２）多舰艇作战系统的训练功能　舰艇作战系统包括传感器子系统、通信子系　统、作战指挥子系统、武器控制子系统、导航子系　统、武器发控子系统等，构成分层分布式网络系统。　当舰艇协同作战训练时，各舰艇分别接收作战训练　服务仿真系统的信息，完成感知、指挥、控制、交战　等训练功能，同时输出系统的状态信息和运行信　息。　（３）系统信息交互功能　作战训练服务仿真系统与舰艇作战系统之间　的信息交互是舰艇实兵作战模拟训练系统的设计　关键。主要信息包括：时空统一参考信息，作战命　令与文书信息，海战场环境信息（海洋信息、天气条　件、气象条件、水声环境、电磁环境等），传感器搜　索、跟踪的任务信息、控制信息和目标航迹数据，舰　艇导航及姿态信息，海战场战术态势信息，作战指　挥信息，武器／电子对抗发控信息，武器行动过程、　命中／爆炸的仿真信息，作战态势监控与管理信息　等。　（４）系统扩展功能　作战训练服务仿真系统可扩展与岸基指挥自　动化系统互连，实现海军一体化作战训练功能。　３．２系统结构描述　舰艇实兵一体化作战模拟训练系统由作战训　练服务仿真系统和多舰艇作战系统共同组成。基　于高层体系结构（ｍＡ）的框架及规范，采用以太网　络技术通过运行支撑结构（ＲＴＩ），应用面向对象的　设计方法，开发不同层次的对象模型，将虚拟仿真　和真实系统有机集成实现不同对象成员之间的互　操作和重用，从而构成协同运作的统一整体，在同　一背景、同一作战态势、同一作战想定的综合环境　下进行作战模拟训练。舰艇实兵一体化作战模拟　训练系统的结构框图如图１所示。　・　岸基指挥ｌ　Ｉ自动化系统・　战术态势　教控与管理　武器行动　推演与监控　与攻击仿真　ＨＬＡ运行时间支撑结构（ＲＴ１）　作战训练信　战术环境态势　作战效果与　息接收记录　生成与驱动　训练评估　…　红方　艇Ｉｎ舰ｌ　Ｉ　　ｆＩ舰ｌ…　　Ｉ蓝方ｆＩ譬Ｉ舰ｌ　　图１舰艇实兵一体化作战模拟训练　系统结构框图　３．３系统工作流程描述　系统简要工作流程如图２所示。包括：　（１）训练准备，制定训练剧情和战术态势，参与　战术训练的舰艇由作战训练服务仿真系统控制分　组加入和移出，单舰艇战术训练时的蓝方兵力由作　战训练服务仿真系统虚拟生成，并发送生成的作战　训练信息驱动舰艇作战系统；　维普资讯 http://www.cqvip.com

１２　刘高峰等：舰艇一体化作战模拟训练系统概念原型研究　总第１５４期　（２）多舰艇作战系统开始模拟训练，输出作战　指挥信息、武器状态信息和系统运行信息到作战训　练服务仿真系统；　（３）作战训练服务仿真系统接收作战训练信　息，进行战术态势推演、武器行动过程仿真、训练监　视、战术态势控制与管理；　（４）ｉＪＩＩ练结束，作战训练服务仿真系统根据记　录的作战训练信息进行武器效能和训练效果的综　合评估和存档。　战指　统　图２舰艇实兵一体化作战模拟训　练系统信息流程简图　４主要关键技术　４．１真实战术环境态势生成与模拟控制　舰艇实兵一体化作战模拟训练系统是人在真　实回路进行作战训练的综合信息系统，设计多线程　工作模式协调组织海战环境、岸港舰艇兵力、虚拟　蓝方兵力、作战指挥与武器控制等信息，生成逼真、　实时、可控的战术环境态势模拟信息，是实现对探　测、跟踪、通信、侦察、导航等设备的触发或驱动的　技术基础。　４．２信息驱动接口与协议　舰艇作战系统具有不同的体系结构和特定的　信息功能接口和信息交互协议，决定了作战训练服　务仿真系统产生消息和数据交换来触发多舰艇作　战系统的特殊性，必须制定合理可行的接口规范，　将作战服务、作战设备、作战训练三者通过统一体　制的信息接口协议结合起来，并具备即插即用的功　能。如附加方式，可在实际作战系统上增加模拟训　练接口和多种类信号模拟装置实现；网络联接方　式，可采用ＨＬＡ协议，设计舰艇作战系统的标准化　模拟训练通道和模拟单元，实现作战训练服务仿真　系统与舰艇作战系统之间的互操作。　４．３武器行动过程仿真及效果评估　舰艇武器种类多，用于完成不同的作战任务。　岸港舰艇战术训练中可分组设置为红方兵力群和　蓝方兵力群，当各武器发射后，指控信息、武器状态　信息及发控信息被录入作战训练服务仿真系统，并　对武器攻击目标的行动过程和毁伤效果进行描述　和计算。因此，必须建立逼真的多武器弹道、毁伤　效果的仿真模型和多任务作战支撑数据库，实时准　确地响应控制战场态势的变化，以达到作战模拟训　练的真实效果。　５　小结　舰艇实兵一体化作战模拟训练系统可为舰艇　战术对抗模拟训练提供了一种新手段。舰艇不必　出海，作战指挥员和战位人员不必脱离实际系统，　即可在统一指挥下开展多艘舰艇实兵的作战模拟　训练。这种模拟训练方式贴近实战，具有组织实施　灵活，训练环境真实，训练内容和样式丰富，使用便　捷，训练质量高，训练效果好，同时避免了作战模拟　设备的开发与集成，节省各种资源，减少训练成本，　易于推广等特点，对提高舰艇作战系统的战斗力具　有重要作用。　参考文献　［１］陈炜．模拟训练系统在现代海军战争中的作用［Ｊ］．　舰船电子工程，２００５，２５（３）：５１—５４　［２］周建国．舰载嵌入式联合训练模拟系统［Ｊ］．情报指　挥控制系统与仿真技术，２００１（６）：５３　５８　［３］陆铭华，赵琳．舰载综合训练仿真器原型方案设计　及控制技术［Ｊ］．系统仿真学报，２００４，１６（１１）：２４３８　２４４１　［４］侯锋，陈洪辉，罗雪山．Ｃ４ＩＳＲ系统与仿真应用互操　作研究［Ｊ］．情报指挥控制系统与仿真技术，２００４，２６（５）：６５　～６９　［５］刘山，姜海格，康立军主译．指控系统工程先进技术　［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００５