海洋戰場仿真想定編輯系統研究＊

陳重陽 王 平 崔國恒

（海軍工程大學管理工程系 武漢 430033）

1 引言

仿真想定是仿真系統的高層概念，它不僅包含軍事意義下的作戰想定描述，也包含了仿真聯邦在開發時期對聯邦劇情的基本描述。作戰想定描述是提供軍事系統在仿真運行階段仿真實體的任務、行動等描述，它涵蓋了整個仿真運行全過程，是系統運行以及事后分析的基本數據來源［1］。聯邦劇情描述是軍事人員與系統分析人員對系統的共同描述，通過對系統的組成、軍事目的、軍事行動環境及劇情的分析，可以基本了解系統運行規模、系統組成情況等，聯邦劇情描述主要同系統的應用目的相關。在體系對抗仿真軍事應用需求及計算機網絡技術、大規模分布處理技術、多媒體技術和面向對象技術等相關軟件技術的發展推動下，分布交互作戰仿真技術研究已成為軍事仿真領域的熱點，其中想定編輯是分布式作戰仿真系統設計與實現過程中需要解決的一項關鍵技術。

目前仿真想定開發中存在的主要問題是：

1）仿真想定的描述標準不統一，可擴展性差，不利于大規模的系統仿真；

2）仿真想定描述的可讀性不好，技術門檻高，不利于軍事專家和部隊指戰員參與想定的開發。

根據軍事對抗仿真系統的功能需求，仿真想定系統應具備如下特點［2］：

1）系統應具有高度的模塊化、良好的通用性、靈活性和可擴充性，提供圖形化的想定編輯用戶界面，方便用戶按需進行想定編輯與設置；

2）支持不定數目及類型的仿真平臺，初始化信息加載支持仿真規模的動態變化以滿足可重復使用要求，并適應多種不同對抗樣式的聯邦應用；

3）虛擬戰場作戰空間大，各類信息豐富，系統作為整個仿真系統的總控臺應能完整、全面、準確、及時地反映虛擬戰場的態勢。

隨著XML技術的出現和發展，想定數據的表達描述有了很好的解決途徑。本文針對仿真想定的特點，著眼于解決影響仿真想定開發效率的問題，提出了基于電子海圖和XML標準的海戰場作戰仿真想定解決方案，實現了軍事對抗仿真想定編輯系統中XML文檔與二維圖上態勢之間的無縫轉換。

2 海戰場作戰仿真想定的結構

海戰場作戰仿真想定的結構劃分是根據海上作戰的實際情況進行描述的。

2.1 想定的內容設計

海上作戰仿真想定由以下基本元素描述：作戰的任務、作戰海域、作戰樣式、海洋環境、紅藍交戰雙方兵力配置、行動序列等。其中，紅藍雙方可配置不同數量及類型的兵力，如水面艦艇、潛艇和海軍航空兵等，不同類型的兵力具有不同的參數，對其描述除了包含特定的標識、類型、裝備配備等本身的特性參數外，還包括對應初始狀態信息，如初始位置、航向、航速、航行深度信息等。

2.2 想定的結構設計

海上作戰想定的結構設計是通過分析組成戰場態勢的各部分，形成層次化的結構，并獲取對海上作戰影響的各種因素，通過對軍事專家人員的咨詢，確定對海上作戰影響的主要因素，忽略一些次要因素，即簡化了結構模型，又提高了結構清晰程度，同時還保證了想定描述的科學性。以下從五個層次結構對海上作戰想定結構進行描述：

2.2.1 作戰環境描述

1）自然環境：主要包括海水的溫度、鹽度、密度和深度等；

2）作戰海域的范圍：中心點，作戰范圍。

2.2.2 兵力平臺

1）兵力的類型：水面艦艇、潛艇、直升機等；

2）兵力的標識：作戰中同一類型的兵力平臺可能有多個，在想定描述中應該對每個作戰實體進行唯一標識，便于在作戰過程中對其進行識別和控制；

3）兵力的裝備：驅逐艦、護衛艦、導彈艇、潛艇、殲擊機、轟炸機等；

4）兵力的動態信息：平臺的航向、航速、航路、航行深度等；

5）兵力所屬方標志：以紅、藍、綠分別標識。

2.2.3 武器描述

1）武器的類型：導彈、魚雷、火炮、反潛深彈、水雷、水深對抗器材、探測偵察設備等；

2）武器的型號：對應各種武器的型號；

3）武器的標識：對武器進行的唯一標識；

4）武器的性能參數：有效作用距離、殺傷半徑等，其中對抗器材還有作用時間等；

5）武器所屬方標識：以紅、藍、綠分別標識。

2.2.4 作戰任務描述

1）任務的類型：封鎖、反潛、破交、布雷、登陸等；

2）時間：完成任務的時間，根據軍事想定進行描述；

3）參與任務的兵力：包括紅藍雙方參戰兵力；4）任務所處的位置：中心點和范圍。

2.2.5 仿真過程控制描述

1）仿真運行的次數：根據任務需求確定仿真運行次數；

2）仿真結束的條件：一是達到仿真次數；二是根據任務的成功或失敗作為仿真結束條件，如破交任務中，擊沉、重傷目標，目標逃脫等都可以被視為結束條件。

以上描述的作戰想定結構具有層次化的特點，還可以逐級細化，這正符合XML技術對數據描述的特點，因此使用XML文檔對海戰場作戰仿真想

定進行描述是一種很好的解決方案。

3 基于XML的可視化仿真想定開發

3.1 XML文檔及其特點

XML（eXtensible Markup Language，可擴展標記語言）是一套定義語義標記的規則，這些標記將文檔分成許多部件并對這些部件加以標識［3］。這些標記可以通過DTD（Document Type Definition）文件格式加以定義。XML也是元標記語言，即定義了用于定義其他與特定領域有關的、語義的、結構化的標記語言的語法語言。如文檔里可以使用哪些元素類型，元素之間有哪些聯系，還可聲明元素的屬性等，因此，XML作為一種數據表達手段，具有明顯的優點［4］：

1）自描述性?；赬ML的文檔既有關于文檔的內容描述，又有關于文檔內容間互相關系的描述。

2）數據的結構化和層次化。XML文檔中的數據是以樹狀層次結構保存的，每一個XML文檔有且只有一個最頂層的元素，它包含有文本數據或子元素，而子元素也可以包含有自己的子元素和文本數據。這使得XML文檔中的數據層次結構清晰，和許多數據結構建立了很好的映射關系，便于查詢和修改。

3）可移植性好。XML文檔可以在任何系統應用程序或平臺上使用，不必擔心由于系統升級使得原有文件失效。

結合上述優點，XML文檔已經成為數據表達的一種標準格式，同時也為軍事仿真系統的想定描述提供了很好的解決方案。

3.2 海上作戰仿真想定編輯系統的實現

在設計海上作戰仿真想定編輯系統中，通過使用程序加載電子海圖和軍標庫，可以實現對二維平面上戰場態勢和作戰任務的描述，并以XML文檔作為存取的數據標準。在基于電子海圖的界面上進行的想定描述具有直觀、友好、方便的優點，但是編輯的效率較低，不能很好的適應大量仿真的要求，而XML文檔高效率的特點有效彌補了基于電子海圖的想定編輯系統的不足，保證了想定編輯系統的整體性能。

通過VC＋＋編程對電子海圖上的作戰想定進行處理，可以實現二維平面上的基于電子海圖的想定編輯與XML文檔之間的無縫轉換。通過修改XML文件內容就可以達到修改圖上作戰態勢和作戰任務的目的。生成的XML文檔具有很好的可讀性、可移植性，有利于軍事人員理解和編輯，形成作戰想定題庫，提高了仿真開發的效率［6］。仿真想定編輯系統的邏輯關系如圖1所示。

圖1 仿真想定編輯系統邏輯結構圖

圖2 仿真想定系統編輯圖

主界面如圖2所示，是XML的可視化想定界面，顯示了雙方的態勢及仿真控制的相關信息，通過圖形化的界面為用戶提供了直觀的態勢效果，以樹狀層次結構顯示了該想定的XML文檔內容。

4 結語

仿真想定是對作戰中的環境、方法、過程的規范化描述，目前仿真想定中存在想定描述格式和手段不統一、可讀性和可移植性不好等缺點，影響了仿真系統的真實性和可信度。針對仿真想定的功能及特點，本文提出了使用可擴展標記語言對海洋戰場仿真想定系統進行設計的思路，實現了文檔和虛擬態勢的轉換，解決了仿真想定系統的開發效率和專業化的矛盾，降低了開發的技術難度，增強了系統的可靠性。文中重點針對海戰場作戰仿真想定開發的需求，著重研究了作戰想定描述的結構和開發方法，并利用XML在想定數據描述中的優勢，結合軍事專家和系統開發人員對海戰場作戰想定描述進行了實現，建成了海戰場作戰仿真編輯系統，為整個仿真系統的運行提供了數據來源和仿真劇情，為作戰仿真系統想定描述的標準化提供了解決方案，具有廣泛的適用性。

［1］劉文慶，等.XML在分布交互作戰仿真中的應用［J］.系統仿真學報，2005，15（1）：26～28

［2］李偉波，等.基于XML的潛艇作戰想定開發［J］.計算機仿真，2007，3（3）：15～16

［3］張衛軍.XML的發展現狀及應用［J］.邵陽學院學報：自然科學版，2005，2（2）：33～35

［4］黃再祥，周深根.基于XML的想定描述與作戰任務分析［C］／／全國仿真技術學術會議論文集，2003：107～109

［5］張茜，劉光斌.基于HLA的電子對抗多層次仿真系統設計［J］.計算機與數字工程，2010，38（9）

［6］郭齊偉.分布交互仿真及其軍事應用［M］.北京：國防工業出版社，2003