基于獨立組件的雷達對抗模擬訓練評定系統設計

萬紅坡，朱 麗

(解放軍91336部隊，河北 秦皇島 066326)

0 引 言

模擬訓練，就是通過仿真手段模擬真實訓練環境，供操作手在此環境中訓練，以達到熟練操作的活動。

現階段，雷達對抗裝備不斷更新，而具有裝備熟練操作技能的操作手需求也在不斷增加，與之相適應的模擬訓練也在迅速增多，但現有的評定設備存在評定對象單一、評定擴展困難、評定模式單一的問題，無法滿足多種對抗裝備、多種科目的模擬訓練結果的評定迫切需求。

為了適應這種需求，本文設計了一種新型的訓練評定系統，此系統將眾多的評定對象設計為獨立組件，在訓練中通過靈活的組合，滿足雷達對抗設備訓練評定的需求，為實現裝備操作手多樣化模擬訓練的結果評定奠定基礎。

1 獨立組件設計

獨立組件是一種軟件結構[1-2]，它為軟件的動態架構提供了基本材料。獨立組件的構成如圖1所示。

圖1 獨立組件構成圖

(1)通過組件基礎類描述某一類型的評估對象，例如雷達偵察裝備類，此基礎類定義了評估對象的公共特性，是拓展具體對象的基礎。

(2)組件描述文件是具體對象的特征和行為表述，通過讀取描述文件，并配合組件基礎類，形成完整的具體對象表述。

(3)具體組件n是實現評定工作的基礎。它包含輸入/輸出接口、評定數據轉換、評定參數讀取等功能。當有新的評估組件加入時，只需按照組件描述文件格式創建新的描述文件即可。

由此可見，獨立組件具有通用性和強擴展性的特點。

2 訓練評定系統組件構成

訓練評定系統涉及了模擬訓練所需的多種平臺(艦載、岸基、彈載、機載)的多種型號雷達對抗設備，并為每型設備設計了基礎組件和組件描述文件，同時后續可通過擴展獲得更多的獨立組件。

所有組件均具有編輯功能，可添加或刪除某些評定項目。

2.1 偵察機獨立評定組件

設計目標：按照接口描述文件，對組件進行配置，明確此評定組件的型號類別，即與特定評定對象(對應型號的雷達偵察實裝或者模擬訓練設備)實現關聯，同時，還需根據訓練需求，設定評定指標，設置指標參數：威脅目標截獲率rc、威脅目標識別率ri和威脅目標截獲時間Tc，最終計算偵察效能C作為偵察操作手的訓練能力評定結果：

C=Wrc×rc+Wri×ri+Wtc×Tc

(1)

式中：Wrc、Wri、Wtc分別為威脅目標截獲率、威脅目標識別率和威脅目標截獲時間的權系數，即重要度，且：

Wrc+Wri+Wtc=1

(2)

在模擬訓練時，操作手的偵察活動由偵察機獨立評定組件進行記錄，在訓練結束時按照評定指標計算評定結果。

2.2 有源干擾機獨立評定組件

設計目標：按照接口描述文件，設置為特定型號的有源干擾評定組件，并配置此型號有源干擾機的干擾類型、各干擾類型在實施干擾時的操作步驟和干擾時長。同時，根據訓練需求，結合有源干擾實施步驟及干擾準則，設定評定準則，確定評定指標參數：干擾引導準確性rj、干擾樣式準確性rst和干擾引導時間Tj，最終計算干擾效能J作為操作手的干擾訓練能力評定結果：

J=Wrj×rj+Wrst×rst+Wtj×Tj

(3)

式中：Wrj、Wrst、Wtj分別為干擾引導準確性、干擾樣式準確性和干擾引導時間的權系數，即重要度，且：

Wrj+Wrst+Wtj=1

(4)

在模擬訓練時，操作手的有源干擾引導信息和干擾操作信息被有源干擾機獨立評定組件獲取并記錄，在訓練結束后，對有源干擾進行評定。

2.3 無源干擾機組合評定組件

設計目標：根據接口描述文件，將獨立組件配置為特定型號的無源干擾評定組件，并按照此型號無源干擾機的干擾類型以及干擾操作流程，對評定組件設定。同時，根據訓練需求，設定評定準則，確定評定指標參數(參見公式(3)和公式(4))。

在訓練過程中，評定組件接收無源干擾評定原始數據，包含干擾對象的干擾目標信息、干擾操作信息、無源干擾的類型等，結合有源干擾實施步驟及干擾準則，對有源干擾進行評定。

2.4 雷達對抗設備組合評定組件

設計目標：對特定型號的雷達對抗設備，按照其實際的功能組成，設計組合組件描述文件，形成具備系統評定能力的組合組件。

該組合組件不但能夠完成內部各個獨立組件的評定，還能夠對裝備操作手進行綜合評定，評價其雷達對抗綜合能力T：

T=Wc×C+Wja×Ja+Wjp×Jp

(5)

式中：Wc、Wja、Wjp分別為偵察效能、有源干擾效能和無源干擾效能的權系數，即重要度，且：

Wc+Wja+Wjp=1

(6)

設計完成后的組合組件可以進行保存，在后續訓練中可直接調用，大大簡化了評定流程，提高了評定效率。

3 訓練評定系統設計

下面以某型雷達對抗裝備為例詳細表述獨立組件的設計。

(1)對該雷達對抗裝備進行編號，由于該裝備具有偵察機和無源干擾機，因此需要設置2個獨立評定組件，分別與偵察機和無源干擾機相關聯。

(2)設計并實現組件工廠類，用于實例化基礎組件，其代碼實現如下：

class EWPluginFactory:public QObject,public pluginInterfaceFactory

{

Q_OBJECT

Q_PLUGIN_METADATA(IID”QDataSource.EWPluginFactory“FILE”EWPluginFactory.json”)

Q_INTERFACES(pluginInterfaceFactory)

public:

virtual boolsetPluginName(QString name)Q_DECL_OVERRIDE;

// 獲取偵察機實例

virtual pluginInterface* getReconnaissanceInstance()Q_DECL_OVERRIDE;

// 獲取有源干擾機實例

virtual pluginInterface* getActivejammingInstance()Q_DECL_OVERRIDE;

// 獲取無源干擾機實例

virtual pluginInterface* getPassivejammingInstance()Q_DECL_OVERRIDE;

virtual void destoryPlugins()Q_DECL_OVERRIDE;

private:

pluginInterface* reconnaissanceInstance;

pluginInterface* activejammingInstance;

pluginInterface* passivejammingInstance;

};

然后設計偵察機獨立組件和無源干擾機獨立組件，具備組件描述文件讀取、解析、設置功能和評定原始數據收集功能，在訓練過程中完成數據收集工作，其代碼實現如下：

class pluginReconnaissance:public pluginInterface

{

Q_OBJECT

public:

pluginReconnaissance();

～pluginReconnaissance();

virtual void setMainwindow(QMainwindow window)Q_DECL_OVERRIDE;

virtual void showWidget()Q_DECL_OVERRIDE;

virtual void createTCP()Q_DECL_OVERRIDE;

virtual void createUDP()Q_DECL_OVERRIDE;

signals:

void setNetInfo(QStringip);

private:

// 讀取配置文件

virtual void readProfile()Q_DECL_OVERRIDE;

// 設置配置信息

virtual boolsetRecvStruce()Q_DECL_OVERRIDE;//接收報文

virtual boolsetSendStruce()Q_DECL_OVERRIDE;//發送報文

virtual boolsetIO()Q_DECL_OVERRIDE; //接收、發送報文處理

QStringipUDP,ipTCP;//網絡地址，配置文件設置

QInt16 portUDP,portTCP;//網絡端口，配置文件設置

double dbRFMax;//工作頻段最大值由配置文件和實裝顯控臺設置

double dbRFMin;//工作頻段最小值由配置文件和實裝顯控臺設置

};

(3)根據偵察機的技戰術指標，設置此偵察獨立組件的屬性，標識該雷達對抗裝備中的偵察機工作頻段、工作方式，天線掃描方式等，同時根據評定 指標，設置評定指標參數，配置為描述文件。

(4)根據無源干擾機的工作能力和技戰術指標，設置無源干擾獨立組件的屬性，標識該雷達對抗裝備中的無源干擾機的干擾樣式，干擾操作流程，干擾操作時間等，此外，設置評定指標和參數，配置為描述文件。

(5)偵察機獨立組件和無源干擾機獨立組件讀取各自的配置文件進行配置，明確對應裝備的技戰術指標，在訓練過程中收集操作手的操作信息，在訓練結束后根據評定指標對操作手的訓練進行評定，指導操作手的訓練。

系統組成圖如圖2所示，其中虛線裝備為數字組件。

圖2 評定系統組成圖

(6)根據評定組件的設計可知，偵察機組件和干擾機組件可根據組件描述文件任意擴展，因此可覆蓋多型評定對象，有效解決了評定對象多、評定擴展難的難題。

4 評定系統工作流程

評定系統分為2個階段，即設計階段和運行階段。

設計階段主要是完成獨立組件的設計，或者是根據評定需求將多個獨立組件進行組合，完成評定系統的構設。構設完成后可進行保存，便于重復使用。

運行階段主要是完成訓練開始后獲取數據、評定計算以及評定結果顯示。

4.1 設計階段工作流程

在設計階段，考評員根據訓練裝備的類型選擇獨立組件和組合組件，將其拖動到設計界面上，然后通過連接線將其連接，同時還可根據評估需要修改獨立組件和組合組件的屬性，最后保存完成設計工作。其工作流程如圖3所示。

4.2 運行階段工作流程

在訓練開始前，評定系統根據設計階段所要評定的項目，通知數據接收獨立組件，獲取相應的評估原始數據。

在訓練開始后，評定系統從數據接收獨立組件獲取評定原始數據，并評定模型計算各個分項結果[3]。

訓練結束后，評定系統將計算結果發送至數據庫讀寫獨立組件。并根據需要調用評定結果，顯示獨立組件，顯示結果并生成報告[4]。

其工作流程如圖4所示。

圖3 設計階段工作流程示意圖

圖4 運行階段工作流程示意圖

5 系統應用

在完成某型雷達對抗裝備的評定系統的設計與實現后，對該設備的操作手進行訓練評定[5]，評定結果如圖5所示。

圖5 系統應用示意圖

從圖5可以看出，通過本評定系統對操作手的訓練進行評定，使得該操作手的操作能力有了大幅提升，偵察效能由0.24提高到0.8，干擾效能由0.4提高到0.76。

6 結 論

本文介紹了一種將獨立組件應用于評定系統的技術。此方法不僅可以提高評定系統的適用范圍，提高工作效率，還能有效解決評定對象多、評定擴展難、評定模式單一的問題，為實現雷達對抗裝備操作手多樣化模擬訓練的結果評定奠定基礎。