基于LVC的模擬訓練系統開發構想

李德志

摘 要 本文從系統開發的角度（需求分析，設計思路，體系結構和關鍵技術）探索了將LVC理念融入模擬訓練系統的可能性，為基于LVC的模擬訓練系統研發與運用打下了基礎。

關鍵詞 LVC 模擬訓練系統 系統開發

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

1基于LVC的模擬訓練系統需求分析

依托基于LVC的模擬訓練系統進行訓練，不僅克服了傳統的模擬訓練僅僅在機房對著系統操作而產生的不真實感，而且使得參訓作戰力量實體部分的規模得到較大程度的壓縮，建制單位從上至下每一級每一類的作戰力量實體可保留最小的編組參與訓練即可，不僅大幅的降低了訓練成本，同時由于可重復，能夠保證所有的單位都能夠參與到大規模聯合演練。相比目前已經建設完成的模擬訓練系統而言，重點要關注以下幾點：一是建立與作戰力量實體之間信息交互接口的標準和規范，包括數據格式、通信協議和接口類型等；二是完善作戰力量實體產生的態勢與系統“虛兵”產生的態勢的整編顯示；三是把握好模擬訓練系統中仿真模型的顆粒度。

2基于LVC的模擬訓練系統設計思路

LVC中L（Live Simulation）即實況仿真，是指人操作實際裝備產生的一系列虛擬的行動；C（Constructive）即構造仿真，是指由系統模型產生的“虛兵”和系統進行交互產生的一系列的活動；V（Virtual）即虛擬仿真，是指人通過操作系統在模擬的戰場環境進行作戰。LVC仿真是指在系統中同時具有實況仿真、虛擬仿真、構造仿真等三種類型的仿真。基于實體、虛擬和構建（LVC）的模擬訓練系統能夠接收各作戰力量實體傳遞過來的信息，并與系統本身的“虛兵”產生的信息融合后產生完整的態勢。通過信息網絡向各作戰力量實體推送信息來將與各實體相關的態勢實時反饋給各作戰力量實體，從而在作戰力量實體、模擬訓練系統兩個層面形成信息閉環，最終達到整個訓練過程中虛擬的系統和實體裝備的有機結合。

3基于LVC的模擬訓練系統架構

基于LVC的模擬訓練系統架構總體上由作戰力量實體、虛擬仿真系統和虛實結合系統3部分組成。

3.1作戰力量實體

作戰力量實體是基于LVC的模擬訓練系統的基礎組成部分，主要包含兩個部分：一是指參與訓練的各軍兵種的作戰平臺；二是各作戰平臺與虛擬仿真系統之間的通信網絡。參訓人員在實際裝備上進行實際操作，產生對應的訓練數據，這些數據包括操作的記錄及其操作對應產生的結果。這些結果將作為虛實結合系統的重要信息來源。這些作戰平臺可以在現有平臺上進行改裝設計，設置作戰和訓練兩種模式，同時在操作終端上附加指令采集模塊和信源輸入模塊，這樣進入訓練模式后當參訓人員進行實際操作時裝備并不實際工作，而是將采集到的指令通過通信網絡傳輸到虛擬仿真系統，并接收由虛擬仿真系統分發過來的態勢信息，從而達成實裝參與模擬訓練的目的。

3.2虛擬仿真系統

所謂的虛擬仿真系統就是指整個模擬訓練系統的軟件平臺部分，它是整個模擬訓練系統的框架和主體部分。基于LVC的模擬訓練系統的軟件架構總體上可以遵循目前已建模擬訓練系統軟件的基本架構，從邏輯上劃分為基礎設施、共享資源、平臺服務和應用功能四個層次?；A設施層由信息網絡、電化教學、視頻監控和安全防護等配套設施設備組成，為上層系統提供網絡互聯和輔助支持；共享資源層主要由數據和模型兩類共享資源組成，為上層系統提供訓練數據和通用模型、專用模型支持；平臺服務層主要由提供開發與運行的支撐服務組成，為應用功能層提供消息、時統、模型、計算、存儲等服務支撐；應用功能層主要由指揮信息系統訓練的想定生成、導調控制、模擬訓練、訓練評估、模擬藍軍和訓練管理6個系統構成，主要為受訓方提供指揮信息系統模擬仿真環境和訓練作業功能，同時為施訓方提供綜合組訓功能。

3.3虛實結合系統

虛實結合系統是連接虛擬仿真系統和作戰力量實體的橋梁，實現兩者之間的信息交互和數據轉換。它主要可分為兩大部分：一是虛實結合系統接口；二是虛實結合控制軟件。虛實結合系統接口主要是完成數據、指令報告和戰場態勢的對接；虛實結合控制軟件主要是基于運行控制協議，完成統一的控制管理。

4基于LVC的模擬訓練系統關鍵技術

4.1模擬訓練系統接口技術

模擬訓練系統中三大系統以及其下的多個子系統之間的數據流具有多樣性、差異性和復雜性的特點。為了解決以上問題，可以使用XML作為數據描述和傳輸的格式。XML通常被認為是一種標準通用標記語言，能夠兼容現有協議（HTTP和DOM、SAX等標準API），具有統一的數據存儲格式，使得底層數據更具有可讀性，提供不同系統間的數據共享和交互。由于以上優勢，XML作為整個模擬訓練系統數據交互格式十分的契合。

4.2虛擬仿真系統模型開發和組合技術

按照性質和作用不同，基于LVC的模擬訓練系統的模型可分為基礎模型、環境模型、實體模型、行動模型和應用模型五大類。模型開發方式可以采取“統一研發平臺，分頭專業開發”，即統一研制模型的設計、開發、測試和管理通用平臺，并在模型研發通用平臺提供的模型框架基礎上區分各專業模型，此外通過系統共享資源層提供一些模型模板，在此基礎上由用戶對模板模型的參數和功能進行配置，并按照自己的需求將模型進行組合，從而實現對模型的定制。

4.3虛擬仿真系統數據存儲技術

虛擬仿真系統數據庫可采用oracle等成熟數據庫，不僅易于共享，易于擴充，而且利用率高，獨立性好，方便管理。但是若是直接將仿真產生的數據存入到數據庫中則會產生一系列問題。由于作戰推演進程較長，很多模型都會被多次加載，仿真期間產生的數據也可能會被多次調用，從而導致數據庫頻繁的進行讀寫等操作。這樣會導致數據庫服務器資源被大量占用，容易造成死機或服務器崩潰的危險。因此，可以采用緩沖的機制，將仿真期間產生的數據存入事先劃分好的內存緩沖區中，仿真結束或緩沖區滿后再寫入數據庫。

參考文獻

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