淺談分布式綜合裝備模擬器的構建

周寶林+劉軍+趙陽揚

摘 要 本文通過采用分布式結構的方法，把多個單功能模擬器聯接到一起，使之具備能夠完成大規模、跨兵種、各兵種協作等大型訓練科目的能力，形成分布式裝備模擬器構建的思想，提出構建的基本步驟和相應的對策，為部隊進行各兵種協同訓練提供一條經濟、安全、有效的途徑。

關鍵詞 分布式綜合裝備模擬器；構建；對策

中圖分類號 U2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）07-0014-02

隨著裝備模擬器的不斷發展，裝備模擬器的應用在部隊訓練中越來越普遍，發揮巨大經濟效益的同時，對部隊戰斗力的形成也產生重要的影響，特別在完成高危、惡劣、極端訓練科目發揮出了不可代替的作用，得到各兵種部隊的特殊關注。各兵種部隊也花費大量精力、財力進行裝備模擬器的建設，并取得了豐碩的成果。但在綜合裝備模擬器聯合訓練方面，還缺少相應的研究和建設，而從現代戰爭來看，單一兵種作戰在戰場上發揮的作用越來越小，多兵種聯合作戰、立體式作戰，成為現代戰爭的常態。為培養適合現代戰爭形態的部隊，建設一套能完成大規模、跨兵種、兵種協作等大型的訓練科目的綜合裝備模擬器也勢在必行并且意義非凡。

1 國外采用分布式節點構建綜合訓練模擬器的發展狀況

分布式綜合裝備模擬器就是把分布在不同地區的各個具有獨立訓練功能、能完成特定訓練的多個單兵種模擬器，通過網絡連接到一起，從而建設成能夠完成大規模、跨兵種、兵種協作等大型的訓練科目的綜合裝備模擬器。從1982年開始，美國高級研究計劃局（DARPA）與陸軍聯合開發了SIMNET（Simulation Net-work）系統。SIMNET是一個采用分布式結構，基于VR技術的虛擬對抗作戰系統。SIMNET聯結了包括美軍和德軍在內的近300臺坦克模擬仿真器、飛機飛行模擬器、作戰指揮所仿真器、計算機生成兵力（CGF）仿真器及導彈發射仿真器等。他們通過網絡連接在一起，可實現資源共享，隨時調用數據庫、模型庫、圖形圖像庫及知識庫的信息。假如將裝甲兵、機械化步兵、直升機、殲擊機、艦艇、反艦導彈、巡航導彈、海軍陸戰隊和諸如A-10S和F-16S固定翼飛機以及野戰集團軍防空發射陣地臨時接入網絡，則立即可使用高逼真度視聽方法參加相互的軍事演習[ 1 ]。SIMNET系統除對參戰人員進行諸種作戰任務的訓練外，還可對各種武器系統的性能和效能進行研究與評估，更可進行包括各種武器平臺的大規模虛擬軍事演習。上述各種任務都是在由SIMNET系統所提供的綜合虛擬戰場環境內進行，分布在不同地理位置的各種武器平臺借助網絡互聯，共享這一描述在同一時間和同一空間內的綜合性虛擬戰場環境，以進行體系對抗的模擬。

2 構建分布式綜合裝備模擬器的基本步驟

借鑒SIMNET（Simulation Net-work）系統結構，分布式裝備模擬器的構建，如圖1所示。

戰場環境生成設備主要作用：1）生成綜合訓練的戰場環境，將信息發送到綜合裝備模擬器總服務器；2）接收參訓設備生成的、反饋到綜合裝備模擬器總服務器的數據，并將實時數據生成并將相應信息映射到初始的戰場環境中。綜合裝備模擬器總服務器的作用是接收戰場環境生成設備發出的數據并將其發給各個分散模擬器服務器；3）接收各分散服務器的反饋數據，將其提供給戰場環境生成設備。飛散模擬器服務器是負責各模擬器操作臺和總服務器之間的數據接收與發送。具體流程如圖2所示。

3 構建綜合裝備模擬器的對策研究

現有模擬器裝備存在以下的特點：

1）地域分布廣。模擬器基本根據兵種分布而分布在適合該兵種訓練的地方。

2）針對性強。各功能模擬器大多針對專業兵種設計，只針對專業兵種進行訓練。

3）個體差異大。各模擬器設計制造因為設計定位、研制時間、研制經費、采用的技術等諸多因素，使現有的模擬器的仿真度、訓練效果等訓練水平參差不齊。

要將這些不同地區、不同功能、不同水平的模擬器整合到一起需要解決下面兩點問題：

一是網絡連接。要先建立各個模擬器之間的網絡連接，并保證優質的網絡通信效果，實現綜合裝備模擬器各設備間的數據接收和傳送。如何解決網絡連接問題？總體思路是，把現有的每臺裝備模擬器作為計算機網絡上的一個節點，這些分布式節點通過局域網（LAN）、廣域網（WAN）及遠程通信網連接在一起，或通過衛星以遠程網絡方式連接到一起。結合實際情況有兩種方式比較可行。第一是通過衛星以遠程網絡結合局域網方式進行連接。只要將總服務器和各個分服務器之間采用遠程網絡連接，各分服務器和操作臺采用局域網連接就可解決網絡連接問題。這種方法優點是實現起來簡單、方便，但由于是無線傳輸，有可能在保密和傳送穩定性方面存在問題。第二是利用各部隊比較普及的軍網結合局域網進行連接。只要將總服務器和各個分服務器連入軍網，在軍網內專門開設一條信息通道，各分服務器和操作臺采用局域網連接就可解決網絡連接問題。這種方式實現起來也比較方便、簡單并且兼顧到了信息安全和信號的穩定，基本可以解決網絡連接問題。

二是信息傳遞。各級設備之間由于技術不同，可能產生信息接收和發送問題。有些現有模擬器對從總服務器接收到的整體戰場環境等數據，無法生成并傳送給各個模擬器操作臺；有些模擬器規模小根本就沒有分系統服務器。要解決這一問題就要在分服務器上想辦法。有分服務器的設備在原有的服務器基礎上，建立和完善分服務器和總服務器之間的信息傳遞功能和操作臺接收戰場環境及協同兵力信息能力的完善。對沒有分系統服務器的設備可以建設符合標準的分系統服務器，進而使設備有參加綜合訓練的能力。

4 構建綜合裝備模擬器的未來展望

現代戰爭的多兵種協作特點決定了現在和未來的很長時間內，協同兵力訓練將成為一種常態趨勢，綜合裝備模擬器也必將隨著這種趨勢，成為兵種協同訓練的一種主要手段。依靠現有分設備構建的綜合模擬器系統的思想雖然可以解決很多問題，但由于各分設備的參差不齊，會對協同訓練效果有一些影響。基于這些狀況，現在和未來的綜合裝備模擬器的建設，要全盤規劃，逐步規范化、統一化。在各個訓練設備建設時就需考慮到該設備要有作為綜合裝備模擬器的一個訓練部分的功能，對新建的訓練設備統一規格，做到聯上網絡就能參加綜合訓練。這樣任何一個新的模擬器訓練設備都可以參加各兵種協同訓練，從而推進各兵種協同訓練水平的提高。

參考文獻

[1]蔣慶全，國外VR技術發展綜述[J].飛航導彈，2002（1）：27-34.