某型模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)備信息互聯(lián)設(shè)計(jì)

晏衛(wèi)東,陳 龍,張 偉

(中國(guó)人民解放軍92941部隊(duì)41分隊(duì),遼寧 葫蘆島 125001)

0 引言

在某型武器裝備系統(tǒng)模擬訓(xùn)練工作中，研制開(kāi)發(fā)的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)備包括綜合控制臺(tái)、發(fā)射控制臺(tái)1、發(fā)射控制臺(tái)2、信息生成與艦面設(shè)備軟模擬控制臺(tái)和發(fā)射裝置三維視景模擬控制臺(tái)。該型武器裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其武控系統(tǒng)的技術(shù)原理、工作過(guò)程、信號(hào)關(guān)系及作戰(zhàn)使用流程等相當(dāng)繁雜，各設(shè)備控制臺(tái)之間的交換信息很多。為滿足武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)研制的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)其訓(xùn)練、學(xué)習(xí)使用要求，需要解決以下問(wèn)題：

(1)準(zhǔn)確模擬原武器系統(tǒng)各設(shè)備功能。該型武器裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其與國(guó)產(chǎn)的其他型武器裝備差異較大，該模擬訓(xùn)練系統(tǒng)在模擬各設(shè)備的控制臺(tái)和操作界面的基礎(chǔ)上需要準(zhǔn)確模擬原武器系統(tǒng)各設(shè)備功能，以實(shí)現(xiàn)武控系統(tǒng)正確的工作流程。

(2)適應(yīng)武器系統(tǒng)各設(shè)備接口多樣化。該型武器裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其艦面武控系統(tǒng)的設(shè)備接口種類(lèi)多，需要研制的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)要適應(yīng)原武器系統(tǒng)多樣化的各設(shè)備接口。

(3)對(duì)武器系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行故障模擬。針對(duì)該型武器裝備系統(tǒng)研制的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)用于部隊(duì)的技術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練和應(yīng)急處置訓(xùn)練以及專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的原理教學(xué)與實(shí)操，旨在幫助艦員深入理解和掌握該型武器裝備系統(tǒng)的技術(shù)原理和工作過(guò)程，熟悉系統(tǒng)控制信號(hào)邏輯關(guān)系、作戰(zhàn)信息流程、應(yīng)急情況和故障處置方法，解決艦員技術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練和應(yīng)急情況處置訓(xùn)練薄弱等問(wèn)題，因此需要模擬訓(xùn)練系統(tǒng)具有對(duì)武器系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行故障模擬功能。

(4)提高模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。該武器裝備系統(tǒng)的訓(xùn)練模式、方法、分析評(píng)估等與國(guó)產(chǎn)其他武器裝備型號(hào)區(qū)別大，其訓(xùn)練維護(hù)成本高，研制該型武器裝備系統(tǒng)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)需要針對(duì)其訓(xùn)練使用強(qiáng)度提高模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

針對(duì)上述需要解決的問(wèn)題，本文采用分布式以太網(wǎng)交換系統(tǒng)、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信息交換設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)備之間信息互聯(lián)互通。

1 某型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)備信息互聯(lián)設(shè)計(jì)

某型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。將原武器系統(tǒng)和模擬訓(xùn)練系統(tǒng)所有設(shè)備的交換數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編碼分類(lèi)設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)保證模擬訓(xùn)練設(shè)備操作的時(shí)空一致性，實(shí)現(xiàn)針對(duì)該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中設(shè)備交換信息的設(shè)計(jì)[1-3]。

圖1 某型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

根據(jù)該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，其所有設(shè)備的交換數(shù)據(jù)信息由綜合控制臺(tái)源信息、發(fā)射控制臺(tái)1源信息、發(fā)射控制臺(tái)2源信息、軟模擬控制臺(tái)源信息組成，包含了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中各設(shè)備之間的控制、響應(yīng)、指揮控制信息、數(shù)據(jù)等23種源信息。使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、組播、廣播三種方式實(shí)現(xiàn)該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)綜合控制臺(tái)、發(fā)射控制臺(tái)1、發(fā)射控制臺(tái)2、軟模擬控制臺(tái)、3D仿真控制臺(tái)的控制及數(shù)據(jù)交換。

利用設(shè)計(jì)的時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)周期發(fā)送的時(shí)統(tǒng)數(shù)據(jù)保證系統(tǒng)的時(shí)間同步精度，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)的自主同步。該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)各設(shè)備控制臺(tái)之間源信息時(shí)間序列圖如圖2所示。

圖2 武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)各設(shè)備控制臺(tái)之間源信息時(shí)間序列圖

將某型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的所有設(shè)備交換信息分類(lèi)為四類(lèi)：綜合控制臺(tái)源信息、發(fā)射控制臺(tái)1源信息、發(fā)射控制臺(tái)2源信息、軟模擬控制臺(tái)源信息，將龐大繁雜的該型武器裝備系統(tǒng)的武控系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行歸類(lèi)整合，使得設(shè)備信息互聯(lián)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰、擴(kuò)展性強(qiáng)、信息傳輸量大、互聯(lián)高效，在準(zhǔn)確模擬原武器系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)之上為模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的軟件研制提供良好的需求設(shè)計(jì)。

將該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的綜合控制臺(tái)源信息設(shè)計(jì)為由狀態(tài)詢(xún)問(wèn)信息、故障模擬信息、系統(tǒng)設(shè)置信息組成。在實(shí)現(xiàn)該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的武控系統(tǒng)復(fù)雜設(shè)備之間的狀態(tài)信息、設(shè)置信息的基礎(chǔ)上，完成武控系統(tǒng)各設(shè)備的故障模擬，使得模擬訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)控制信號(hào)邏輯關(guān)系、作戰(zhàn)信息流程、應(yīng)急情況和故障情況模擬，滿足了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)研制技術(shù)指標(biāo)要求。

將該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)射控制臺(tái)1源信息設(shè)計(jì)為由節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息、按鍵信息、錯(cuò)誤操作信息、雙機(jī)協(xié)調(diào)信息1、設(shè)備操作信息1、設(shè)備操作信息2組成。

將該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)射控制臺(tái)2源信息設(shè)計(jì)為由節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息、按鍵信息、錯(cuò)誤操作信息、雙機(jī)協(xié)調(diào)信息2、設(shè)備操作信息1、設(shè)備操作信息2組成。

將該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的軟模擬控制臺(tái)源信息設(shè)計(jì)為由節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息、導(dǎo)航信息、目指信息、火力兼容信息、1通道～4通道操作信息、5通道～8通道操作信息、發(fā)射裝置操作信息組成。

該型武器裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其與國(guó)產(chǎn)其他各型武器裝備差異很大，艦面武控系統(tǒng)的設(shè)備種類(lèi)、接口種類(lèi)多，按照本設(shè)計(jì)方法將多種類(lèi)的設(shè)備及其接口進(jìn)行規(guī)劃分類(lèi)，使得模擬訓(xùn)練系統(tǒng)適應(yīng)武器系統(tǒng)各設(shè)備接口多樣化，提高了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

2 該型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)備信息互聯(lián)具體實(shí)施

依據(jù)某型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，該設(shè)備信息互聯(lián)設(shè)計(jì)[4-7]包括綜合控制臺(tái)源信息、發(fā)射控制臺(tái)1源信息、發(fā)射控制臺(tái)2源信息、軟模擬控制臺(tái)源信息。

綜合控制臺(tái)源信息設(shè)計(jì)(部分)、發(fā)射控制臺(tái)1源信息設(shè)計(jì)(部分)、發(fā)射控制臺(tái)2源信息設(shè)計(jì)(部分)、軟模擬控制臺(tái)源信息設(shè)計(jì)(部分)分別如表1～表4所示。

表1 綜合控制臺(tái)源信息設(shè)計(jì)(部分)表

表2 發(fā)射控制臺(tái)1源信息設(shè)計(jì)(部分)

表3 發(fā)射控制臺(tái)2源信息設(shè)計(jì)(部分)

表4 軟模擬控制臺(tái)源信息設(shè)計(jì)(部分)

3 結(jié)論

本文給出了某型武器裝備模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)備信息互聯(lián)設(shè)計(jì)方法，準(zhǔn)確模擬出原型武器系統(tǒng)各設(shè)備功能，給出武器系統(tǒng)多樣化的設(shè)備接口，能夠?qū)ξ淦飨到y(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行故障模擬，提高模擬訓(xùn)練系統(tǒng)軟件的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性[8-10]，為模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的研制工作提供了軟件設(shè)計(jì)途徑。根據(jù)此方案完成了模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的軟件研制工作，所研制的模擬訓(xùn)練設(shè)備已經(jīng)提供給部隊(duì)使用，為部隊(duì)的該型號(hào)武器裝備訓(xùn)練工作解決了實(shí)際困難，使用效果良好，為提高部隊(duì)模擬訓(xùn)練效率發(fā)揮著積極的作用。