基于兵棋推演的通信網(wǎng)保障仿真軟件設計研究

余瑞豐 趙樂 牛德智

摘要：隨著現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展，兵棋推演早已經(jīng)從紙上棋盤轉變?yōu)閿?shù)字化仿真系統(tǒng)，本文通過將兵棋推演系統(tǒng)與綜合通信組網(wǎng)節(jié)點結合并對接的思想，提出了一種新型通信網(wǎng)保障仿真軟件設計思路。

關鍵詞：兵棋推演? 通信網(wǎng)保障? 軟件設計

1 通信網(wǎng)保障仿真軟件研究背景及介紹

1.1 研究意義

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，兵棋系統(tǒng)所具備的模型和系統(tǒng)架構正在逐步成型，覆蓋陸、海、空、天、電全域聯(lián)合作戰(zhàn);在萬物互聯(lián)的時代趨勢下，各網(wǎng)系節(jié)點的各類通信設備在作戰(zhàn)任務中承擔著重要的通信保障任務，因此研發(fā)通信保障推演系統(tǒng)具有很重要的實際意義。

1.2 軟件簡述

以智能軍隊、自主化裝備和無人化戰(zhàn)爭為標志的軍事變革風暴正在來臨，基于此概念設計的通信網(wǎng)保障仿真軟件將具有綜合網(wǎng)系中各類通信節(jié)點和通信設備進行建模、仿真，用于查看節(jié)點間靜態(tài)、動態(tài)的連接關系，戰(zhàn)時通信態(tài)勢分析和策略部署的功能。

2 通信網(wǎng)保障仿真軟件運行機理設計

2.1 通信網(wǎng)保障仿真軟件分類及安裝需求，從應用結構上大抵可以分為

2.1.1 單機型

一般為單機部署，僅在本地安裝，數(shù)據(jù)模型庫均存儲在本地硬盤，無需聯(lián)網(wǎng)調用，僅更新數(shù)據(jù)或升級時需連接網(wǎng)絡通過平臺服務器進行模型地圖等組件的更新，多用于單機對抗，人機練習，可調整模擬難度，可以應用于兵棋愛好者或入門教學的使用。

2.1.2 分布式型

采用B/S軟件架構，部分模型也可安裝在本地，用戶可以通過登錄程序連接服務器進行對戰(zhàn)，可以用于人機互聯(lián)，人人對抗，可以應用于兵棋推演大賽和實際作戰(zhàn)指揮任務演練中。

2.1.3 人工智能型

通過人工智能程序，將既定設置的模式去進行推演，人工部署后自動進行，具有高效、快捷的優(yōu)越性，也可以減少人為操作不熟練的失誤，可以應用于計劃、部署指揮演習任務的制定等。

2.2 通信網(wǎng)保障仿真軟件所包含的要素

2.2.1 棋子

仿真軟件中棋子主要是部隊或武器平臺與各綜合組網(wǎng)中的基站，各種固定、機動臺站，包含計算機臺站、衛(wèi)星、光纖、短波、長波等各類通信手段。

2.2.2 地圖

仿真軟件采用正六邊形地圖，也可以直接使用軍用地形圖。

2.2.3 規(guī)則

仿真軟件推演規(guī)則是對推演者如何使用進行推演的說明，應該符合各網(wǎng)系中的通信標準，考慮到網(wǎng)絡設備的專有屬性，從流量、吞吐量、不可達比率、上下載速率等網(wǎng)絡特有方向去綜合設定。

2.2.4 想定

仿真軟件中必須考慮到各網(wǎng)系設備的啟動發(fā)送時間、工作時長、環(huán)境溫度等，特別是想定不可以脫離電子干擾環(huán)境下的推演，不可以單純只考慮到設備的性能參數(shù)，要考慮技術人員的規(guī)劃，重撥，輸入生效等真實環(huán)境中會出現(xiàn)的必要指標，在干擾環(huán)境下的指揮命令延誤或錯傳，將從根源上導致戰(zhàn)場局勢的變化。

2.3 通信網(wǎng)保障仿真軟件體系架構

設計采用B/S的平臺化分層式的結構，分層式結構設計也是目前使用最為廣泛，也是最重要的一種結構，系統(tǒng)設計的邏輯模型表述如下圖：

人機界面

2.3.1 地圖層

用于顯示地圖上海陸空部署的各類網(wǎng)系通信站、基站等位置擺放，明確各個通信節(jié)點地理位置。地圖層由航天、航空、地面、地下、水層、水層6個圖層構成，各個通信節(jié)點要素分別部署于所在圖層上，如衛(wèi)星位于航天圖層，戰(zhàn)斗機位于航空圖層，機動車臺站位于地面圖層，地堡通信站位于地下圖層，艦船位于水上圖層，核潛艇位于水下圖層。

2.3.2 鏈路層

用于顯示網(wǎng)系節(jié)點中的連接關系，鏈路連接完成后根據(jù)不同網(wǎng)絡情況分別呈現(xiàn)紅色、橙色、黃色、藍色、綠色，紅色代表鏈路狀態(tài)有嚴重告警，橙色代表鏈路狀態(tài)有重要告警、黃色代表鏈路狀態(tài)有次要告警，藍色代表鏈路狀態(tài)有異常通知、綠色代表鏈路狀態(tài)正常。以IP網(wǎng)絡舉例，紅色為設備不可達或鏈路中斷;橙色為重要參數(shù)配置錯誤，如SNMP讀寫團體字錯誤;黃色為網(wǎng)絡狀態(tài)欠佳，如CPU使用率、內(nèi)存使用率過高;藍色代表鏈路狀態(tài)的異常，如鏈路down掉，收到藍色警告通知。

2.3.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)是計算機兵棋推演的核心之一，用于具體網(wǎng)絡情況參數(shù)的顯示和更改，如IP報文收發(fā)速率，網(wǎng)絡吞吐量，各類性能指標等，用戶可以結合數(shù)據(jù)和鏈路情況對網(wǎng)絡的實時態(tài)勢有一個整體把握，指揮官通過對現(xiàn)有各網(wǎng)系資源的把握結合戰(zhàn)場情況變化的動態(tài)，高效的調用可用通信資源，對戰(zhàn)場保障提供強有力的支撐。

2.3.4 人機界面

人機界面，也就是系統(tǒng)的表示層，是系統(tǒng)直接與用戶交互的部分，在這里層結構中，最理想的狀態(tài)是不包含系統(tǒng)的業(yè)務層面的邏輯代碼，僅僅只有關于界面顯示的的代碼。通過3D建模配合讓用戶可以更直觀有效的對通信網(wǎng)絡保障任務的完成進行更好的整體把握。

2.4 通信網(wǎng)保障仿真軟件設計時需要的注意事項

2.4.1 大數(shù)據(jù)的收集與整理

只有采集各軍兵種各網(wǎng)系的分布情況，各節(jié)點設備型號情況，各類通信設備的具體參數(shù)信息才能做出有意義的推演系統(tǒng)，脫離實際就變成了紙上談兵。

2.4.2 加強電子干擾和復雜環(huán)境的模型建設

在目前的兵棋推演系統(tǒng)中對武器裝備、軍隊編制等信息已經(jīng)逐步建立，相關的作戰(zhàn)模型也較多，但在電子干擾環(huán)境下對設備影響的情況還很缺少，復雜環(huán)境下需要考慮的種種細節(jié)因素有時候會成為決定戰(zhàn)場成敗的關鍵。

2.4.3 推演過程中的人為反應

目前兵棋推演系統(tǒng)培養(yǎng)的戰(zhàn)爭指揮策略往往忽略實際落實人員的操作情況，例如忽略在通信保障任務中，每一次數(shù)據(jù)通信的保障都需要考慮通信環(huán)境和各種人為反應因素，需要把人做出決策的時間和部署策略的時間考慮進去。

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作者簡介：余瑞豐，國防科技大學信息通信學院試驗訓練基地教員，講師，綜合網(wǎng)絡管理。

國防科技大學信息通信學院試驗訓練基地，陜西 西安 710106