智能化訓練模擬系統的可行性研究與應用

摘要文章對智能化訓練模擬系統進行了可行性研究與應用以解決部隊日常訓練中缺乏實際訓練設備、訓練效果低下、訓練限制條件多等問題本系統基于真實場景的模擬訓練系統架構使用數據與模型標準化技術實現設備數據的接口統一化采用訓練進程綜合控制技術確保在復雜的模擬環境條件下仍能保證訓練的高效性同時利用智能化訓練仿真技術來模擬各種真實環境下的訓練場景使用交互自適應模塊保證平臺的高可用性以為部隊訓練提供安全可靠、高效直觀的訓練方式

關鍵詞智能化模擬訓練;數據與模型標準化;訓練控制;智能仿真

中圖法分類號：TP391文獻標識碼：A

Feasibility study and application of intelligent training simulation system

LIU Zhichao

（Rocket Force Military Training Center of The Staff，Beijing 100085，China）

Abstract： In this paper，the feasibility study and application of the intelligent training simulationsystem are carried out to solve various problems such as lack of actual training equipment，lowtraining effect，and many training restrictions in the daily training of troops. The system adopts asimulation training system architecture based on real scenarios，uses data and model standardizationtechnology to unify the interface of equipment data，and adopts comprehensive training processcontrol technology to ensure the efficiency of training under complex simulated environmentalconditions.Intelligent training simulation technology simulates training scenarios in various realenvironments，uses interactive adaptive modules to ensure the high availability of the platform，andprovides a safe，reliable，efficient and intuitive training method for army training.

Key words： intelligent simulation training，data and model standardization，training control，intelligent simulation

長期以來，部隊日常訓練存在一個重大難題，即在缺乏實際設備進行訓練的情況下，訓練組織者與受訓者對于訓練進程和訓練效果的實際情況都很難把控。同時，在考核評估時，訓練評估人員也難對訓練結果與質量做出實際、準確、科學的評判。在數字化信息條件下，訓練情況瞬息萬變，對于部隊以往使用的訓練教學方式提出了嚴峻考驗，固定、單一的訓練方式對于現時代高科技戰爭中的實際戰況難以把握，已經不能滿足訓練要求[1 ]。

運用智能化訓練方式，將訓練場景智能化、數字化、訓練裝備數據化是新時代軍事訓練領域的重要內容，同時是各國軍事研究的熱門方向。為了徹底解決上述難題，智能化訓練設備與模擬仿真教學訓練系統等應運而生?；谥悄芑蝿漳Ｐ偷难b備仿真與訓練系統，完全不需要額外增加任何實際仿真訓練與裝備訓練的時間損耗，其仿真任務場景中的智能設置將幾乎與裝備模擬訓練真實任務環境系統保持一致，可滿足真實裝備模擬訓練任務環境下的多種仿真訓練任務要求。同時，該系統可以將一些難以實現的訓練場景通過智能化仿真模擬場景進行展現，使得每個參訓和組織人員能夠體驗到訓練的完整過程，達到“用低訓練成本得到高訓練效果”的目的。

1? 可行性研究與設計

1.1? 可行性研究

智能化訓練模擬系統將訓練場景智能化、數字化，訓練裝備數據化，通過等效環境模擬引擎提供模擬的真實場景與裝備訓練數據，在對整體訓練進行高度可控的情況下，可提升訓練效率與裝備操作的熟練度。在智能模擬引擎技術的支撐下，展現訓練進程的真實模擬特性，達到與實際訓練相同的訓練效果。使用智能化訓練模擬系統，可以保證訓練的高效性與有效性，解決部隊以往訓練中的各種問題，為部隊訓練帶來新方向。

1.2? 基于真實場景的模擬訓練系統架構

基于部隊訓練中的各種專項訓練的實際場景與訓練執行流程，通過平臺控制介入的方式，可實現智能化訓練模擬系統將設備的模擬操作與實際功能的完美結合。力求構建真實的一體化訓練環境，可使指揮人員的能力、參訓人員操作訓練設備的熟練度大幅提升。使用智能化訓練模擬系統能夠對人員、設備、裝備的狀態進行實時掌控，并對訓練流程嚴格把控以及對部隊的綜合能力進行量化評估。

1.3? 數據與模型標準化技術

智能化訓練模擬系統利用通用數據標準化技術，實現訓練設備、數據接口的統一化。其著眼于一體化的聯合作戰能力的形成與提升，實現多軍兵種、多設備、多設施的聯合與協同訓練，通過大量數據信息以及模型的支撐達到高標準、低經濟、可靈活配置的訓練目標。利用數據與模型標準化技術，將數據類型和現有技術框架進行統一，并將多種裝備進行數字化模型解算，可統一裝備的數據輸入與輸出，從而實現多裝備、多模型的統一數據格式。根據實際裝備的特征與數據進行裝備模型的建模，利用實際設備的真實數據驅動裝備模型的運行，將裝備模型與數據進行統一管理，可實現多種訓練場景和訓練設備的高兼容性和可復用性。從頂層設計統一規劃，明確基于智能化訓練模擬的技術標準，為訓練設備、設施提供統一的數據接口和通用建模，可提高訓練效果與準確度[2] 。

1.4? 訓練進程綜合控制技術

智能化訓練模擬系統合理利用了有線設備和無線網絡信道，實現了復雜模擬仿真環境中的故障本地遠程設置和技術故障遠程設置。將訓練環境和進程自動控制仿真技術系統結合，實現了遠程真實環境模擬操作與設備遠程故障狀態實時設置。實時將模擬戰場與訓練環境通過遠程仿真訓練系統傳送到真實訓練系統，可以有效解決設備故障操作和訓練環境模擬訓練“兩張皮”問題，并大大提高訓練人員對突發事件的靈活應對水平，真正實現遠程真實訓練場景中的訓練，并覆蓋絕大多數訓練場景，使訓練人員的“訓練沉浸感”更強[3]。

1.5? 智能化訓練仿真技術

智能化訓練模擬系統主要利用可編程工控機件和可編程計算機控制器，模擬了真實訓練場景下的多種仿真設備的相關功能，對訓練設備信息進行全面、實時、快速的數據分析，并自動向指揮或控制管理人員進行操作信息分析反饋，實現了在專項能力訓練場景中模擬該系統設備進行的綜合全訓練流程、設備操作訓練、試驗結果模擬仿真，提高了操作人員對模擬設備系統的總體認識和實戰操作能力。

1.6? 交互自適應模塊

通過引入基于應用平臺的協議與適配模塊，使得智能化訓練模擬考核系統真正在部隊實現到了與控制信息平臺和模擬訓練應用平臺間的數據信息和適配信息互聯，保證控制平臺不需要更改原有架構的基礎上與訓練平臺進行數據互通。跨平臺的交互及自適應技術將保證智能化訓練模擬系統實現在多模式、多平臺交互的使用場景轉換中的可用性及與其他平臺場景切換應用中數據的可用性，也為實時信息快速交換、傳輸和高度融合共享奠定技術基礎。

2? 智能化訓練模擬系統的實現與實際應用

2.1? 等效智能模擬仿真器

本系統應用智能化訓練仿真技術實現了等效智能模擬仿真器的功能，保證訓練中的智能化，解決了以往訓練中效率低下、成果差的問題，同時實現了基于真實場景的模擬訓練，提高了訓練效率。使用等效智能模擬仿真器進行智能化模擬訓練，能夠大大縮短訓練前期準備時間，讓訓練管理人員和受訓人員對實訓裝備的操作熟練度有極大提升，對訓練設備及訓練場景進行通用建模，增加了模型的高復用性，提高了訓練數據的利用率，減少了模擬訓練的準備時間，從而提高了訓練效率。同時，利用上級控制系統，訓練管理人員可對智能化模擬訓練設備和人員進行指令下發和遠程控制，能夠對訓練中的各種突發情況進行處理和操作人員的臨場操作能力進行全面考察，在節省訓練時間的同時提升了整體訓練效率[4]。

2.2? 基于應用的協議適配

在智能化訓練模擬中，不同設備產生的數據基于協議適配技術進行傳輸，以保持數據格式一致，且簡化系統處理數據的流程，同時保證數據簡單、易讀。通過級聯協議配置，將不同設備模型以及協議模型數據進行抽取，整合為同構信息格式，以提高重構度。對不同訓練場景以及訓練設備進行統一建模，為智能化訓練模擬系統的數據、模型、接口制定統一規范，在保證模擬訓練的準確性的前提下，增強數據和模型的可重用性，提高模擬訓練效率。

2.3 ?代理模塊

首先，利用一級代理模塊，可連接訓練數據計算交互平臺和訓練過程控制交互平臺，在對訓練過程控制交互平臺進行優化部署整合后，可直接使用，能夠實時將各種信息數據加以收集、統計及匯總，實現了實時訓練信息數據的傳輸、處理、管理、交互。其次，二級代理模塊代理數字化訓練設備，在經過簡單配置后，為設備之間的高效通信交互提供支持，同時保證與智能化訓練模擬系統的數據傳輸有統一的接口，從而提升系統的適配性。在實際訓練中，代理模塊承接控制平臺、訓練平臺與訓練裝備，保證各平臺與訓練裝備的數據轉發、指令下達的時效性與準確性，提高了智能化訓練模擬系統的精確性。通過使用代理模塊，可以使智能化訓練模擬設備的多重控制變得簡單，使得使用、移植十分方便，便于系統的對接與推廣。

2.4? 高性能通信服務

智能化訓練模擬系統采用多種高性能網絡通信協議，可用于多個高并發請求的復雜網絡環境中，以實時、高效傳輸網絡消息，滿足網絡應用系統多樣化、網絡環境多樣化的需求。

智能化訓練模擬系統對訓練設備有很強的適應能力和信息傳輸能力，能夠建造各種訓練場景模型，并進行統計，為之后的訓練進行數據儲備。其依靠高性能通信服務，能夠滿足多場景、復雜環境、多設備需求，在數據量、通信鏈路壓力增加的情況下表現良好。

2.5? 多平臺融合技術

在執行訓練指令時，智能化訓練模擬系統不能直接對硬件設備造成干擾與影響，因此要求其與訓練控制操作平臺進行隔離，并與訓練數據運算和模擬操作系統進行解耦合。模擬操作系統不能直接干預訓練操作系統的運行，各系統需要單獨進行網絡構造操作，從而保證系統的運行安全與數據解耦。

在日常訓練中，部隊為了達到預期目標和實現良好的訓練效果，需要及時將相關信息數據通過計算機上傳至指揮控制平臺。智能化訓練模擬系統采用基于代理模塊的模塊化設計，對接指揮控制中心與訓練信息管理平臺，保證各類數據資源能夠實現自動、準確采集與分發。

3? 總結和展望

智能化訓練模擬系統在部隊現代化訓練方面擁有十分廣闊的應用前景，能夠有效減少部隊的裝備物資消耗，改變了各類訓練信息化方式難以融合的現狀，通過高效、準確、經濟、多場景模擬仿真訓練平臺，為部隊逐步實現訓練信息化及日常實戰訓練提供了基礎軟件支持;為部隊訓練效果、訓練信息化質量的實時考核評定和考核評估工作，提供了更為科學、有效、可靠的方法;能夠根據試驗設備要求，研制設計相應的試驗模擬分析系統，提高了設備的可靠性和研發效率;可以實現高耦合的模塊化制造，有很較強的可擴展性和可移植性，為訓練系統的進一步發展提供基礎保障。

隨著部隊特種訓練演習任務逐漸增多、設備研制力量逐漸強、信息化技術日益發展，開展日常任務全流程化專項技能訓練工作必不可少。智能化訓練模擬仿真技術的推廣，有利于實現部隊的現代化模擬訓練，提高部隊的信息化訓練效率，培養出更多的高層次復合型人才，從而提升部隊的綜合戰斗力。

參考文獻：

[1] 王巍.數字化訓練模擬系統的研究與應用[ J].產業科技創新，2020（15）：2.

[2] 陳亮，楊勤，曹曉.國外模擬訓練對發展我軍航海模擬器的啟示[J].艦船電子工程，2011，31（5）：12?14.

[3] 田赤軍，李艷雷，唐成，等.國外軍用訓練模擬技術發展分析[J].戰術導彈技術，2015（4）：107?110.

[4] 王鎖平.單機版數字化模擬訓練系統[J].海軍大連艦艇學院學報，2006，29（3）：85?89.

作者簡介：

劉智超（1984—） ，本科，工程師，研究方向：軍事訓練。