戰術演習方案動態推演支撐框架設計

楊琳

摘 要：針對戰術演習方案合理性論證的業務需求，利用計算機網絡和作戰仿真技術，設計了戰術演習方案動態推演系統，實現背靠背對抗模式的作戰指揮與兵力行動模擬。首先分析了戰術演習方案動態推演的規范化組織流程，根據演習方案驗證和推演需求，設計了分布式仿真推演系統的功能結構，并對其核心構件——仿真推演引擎的技術架構進行了詳細分析，明確了各軟件應用平臺的功能，為全系統組件化研發奠定了基礎。

關鍵詞：戰術演習；推演；技術架構；仿真平臺

中圖分類號：TP391.9；TJ83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）09-00-02

0 引 言

戰術演習是海軍部隊最主要的艦艇編隊及多軍兵種協同訓練的手段之一。戰術演習方案的科學性、合理性、可行性和安全性是保證演習任務順利完成的基礎[1，2]，而在以往的演習組訓過程中，雖然經過了多次現地勘察、圖上作業、專家質詢、會議協調等方式對戰法運用和兵力行動預案的合理性進行了論證，但這種“紙上談兵”式的方案研討模式并不能使參演人員直觀地了解演習流程、感知戰場態勢、發現演習中可能存在的隱患和問題。以先進的計算機網絡技術和作戰仿真技術來模擬實兵對抗演習的仿真推演可很好地解決上述問題[3-6]。戰術演習方案動態推演是依托計算機網絡系統，在導演部的統一指揮與現場導調下，紅藍雙方按照既定的兵力部署及行動預案，采用背靠背的對抗模式進行網上指揮和作戰流程推演的網上演習活動。

1 演習方案動態推演流程分析

演習方案動態推演的根本是運用仿真手段將演習文書方案轉化為仿真態勢并進行可控的動態模擬演練，因此，動態推演過程應與外場實兵對抗演習流程保持一致。根據外場實兵對抗演習的一般組織實施方法，演習方案動態推演一般分為推演準備、推演實施和推演總結3個階段，其基本流程如圖1所示。

推演準備階段。首先將戰術演習方案文檔進行態勢轉化，完成作戰想定編輯；同時，根據參戰兵力及指揮關系完成仿真節點部署方案設計。

推演實施階段。導演部根據推演進度需求控制仿真運行進程，并適時進行推演態勢調理；通過指揮決策關系模擬和虛擬兵力操控，實現紅藍方基指和分群指揮決策和戰術意圖；紅、藍、白三方態勢顯示節點按陣營顯示基本戰場態勢，并對推演數據進行記錄。

推演總結階段。通過態勢回放和重要事件顯示對方案預案和推演過程進行總結講評。

2 分布式推演系統功能結構設計

戰術演習方案動態推演系統依托高精度GIS地理信息系統，以計算機自動生成兵力模型為核心，以人在回路的模擬兵力操控為主要方式，實現導演部和指揮所的戰術意圖和兵力指揮，完成近似實戰的態勢布局和態勢推演，在充分展現既定方案的戰術效果的同時能夠充分發揮參與推演的指揮員的智慧和經驗。

動態推演系統設計要充分考慮海軍戰術演習發展和應用實際需求，固化系統功能模塊和使用模式的同時，兼顧可擴展性和靈活性要求，以適應復雜多變的參演兵力規模、戰術戰法運用和臨機決策導調。

HLA（High Level Architecture，HLA）作為新興分布交互仿真體系結構，已在國防工業領域特別是作戰仿真領域得到了較廣泛應用，其相對獨立的開發模式、完備的RTI時間管理機制和獨特的可擴展性非常適用于動態推演系統的研發和運用。因此，本文選用分布式系統結構設計，如圖2所示。

分布式動態推演系統的功能結構主要包括3大部分，即對紅/藍方指揮所進行功能模擬；對白方指揮所進行功能模擬；支撐仿真推演運行的仿真推演引擎。

2.1 紅藍方指揮所模擬

通過對紅藍演習對抗雙方“基本指揮所→兵力群指揮所→平臺兵力”三級指揮關系的模擬，實現指揮員的決策意圖和兵力行動指揮。

2.2 白方指揮所模擬

白方指揮所作為戰術演習導演部，同時模擬紅藍對抗雙方的上級指揮機構，主要完成系統仿真部署與運行控制、推演態勢調理與控制、對抗效果裁決及保障兵力操控等。

2.3 仿真推演引擎

仿真推演引擎是仿真推演系統運行的數據和技術支撐平臺，主要實現對仿真推演數據庫的管理和系統運行服務。

3 推演引擎技術架構

仿真推演引擎是動態推演系統的核心，仿真推演引擎采用四層技術架構，即系統資源層、解算模型層、環境支撐層、應用層，架構如圖3所示。

（1）系統資源層：為系統運行提供設備、網絡、操作系統、數據等軟硬件環境支持；

（2）解算模型層：對平臺、裝備等的運動、作戰性能、對抗效果及操作、顯控等模型進行集成管理；

（3）環境支撐層：提供仿真推演態勢推進所必須的自然環境、戰場環境和仿真引擎等技術支撐；

（4）應用層：為想定編輯、部署運行控制、態勢調理、綜合顯控和兵力操控等各類用戶提供人機交互服務端口。

3.1 作戰想定編輯平臺

該平臺主要用于在仿真推演開始之前，根據戰術演習實施方案和紅藍方兵力行動預案完成作戰想定編輯工作，完成演習海空域設定、參演兵力部署、戰場環境設置、預設航跡規劃等功能。

3.2 仿真部署與運行控制平臺

該平臺主要用于在仿真推演之前的部署方案設計和仿真推演過程中的仿真運行控制。在仿真推演之前，根據參演兵力規模合理規劃確定仿真聯邦和各臺位節點的部署方案；在仿真推演過程中，根據態勢推演需求完成全系統的仿真時間管理和運行控制，并實時監控系統各節點運行狀態。

3.3 態勢導調控制平臺

該平臺主要用于在仿真推演過程中對態勢推演情況進行監控和管理，并根據情節推進情況完成對戰場態勢的調理，包括參戰兵力調整、兵力行為調理、電磁環境調理和對抗效果干預等。

3.4 綜合態勢顯示控制平臺

該平臺主要用于在仿真推演過程中通過圖、表、實時態勢圖等多種顯示手段，實現對推演進程、環境信息、綜合態勢、調理狀態等多種態勢信息的綜合顯示和輔助控制。

3.5 模擬兵力操控平臺

該平臺主要用于在仿真推演過程中為模擬兵力操控人員提供人機交互界面，實時調用底層兵力解算模型（包括平臺運動模型、電子對抗模型、武器控制模型、戰損計算模型等）對操控指令進行解算和響應，并將解算結果實時反饋到態勢顯示和操控界面。

4 結 語

戰術演習方案動態推演是戰術演習籌劃準備工作的重要環節，采用本文所述的動態推演流程保障了推演組訓的科學性和規范化。同時為適應不同戰術演習科目兵力規模變化的不確定性，設計了分布式仿真推演系統的功能結構，并對系統核心構件——仿真推演引擎的技術架構進行了詳細分析，本文相關研究已應用于仿真推演原型系統的軟件研發，并在戰術演習組訓實施的方案論證環節進行了實踐應用，驗證了本文設計的系統支撐框架的適用性和靈活性，能夠滿足戰術演習方案動態推演的需求。

參考文獻

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