陸軍分隊對抗訓(xùn)練數(shù)據(jù)工程實現(xiàn)及思考

杜江洪

(南昌陸軍學(xué)院，江西 南昌330103)

陸軍分隊訓(xùn)練的最高層次就是對抗訓(xùn)練，實兵對抗訓(xùn)練是提升和檢驗分隊?wèi)?zhàn)斗力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)之所以關(guān)鍵就在于其過程與結(jié)果的評判將決定訓(xùn)練的成效和戰(zhàn)斗力的高低，而傳統(tǒng)的監(jiān)控與評判手段在科學(xué)性與準(zhǔn)確性上都存在著一些問題，如何基于信息系統(tǒng)解決這一環(huán)節(jié)的突出問題是推進(jìn)信息化條件下陸軍分隊對抗訓(xùn)練轉(zhuǎn)變的現(xiàn)實課題。

數(shù)據(jù)工程以獲取可用數(shù)據(jù)為目的，從研究數(shù)據(jù)的特征入手，對數(shù)據(jù)元素進(jìn)行總結(jié)、歸納、分類、并再應(yīng)用于工程實踐。圍繞陸軍分隊實兵對抗訓(xùn)練的數(shù)據(jù)工程問題，其總目標(biāo)應(yīng)該包含以下三個方面:①過程監(jiān)控與導(dǎo)調(diào)。對抗訓(xùn)練是通過一個完整過程來體現(xiàn)的，這個過程中有各種行動的展開，各種指令的下達(dá)。②能力評估與裁決。對抗訓(xùn)練的目的是為了檢驗和提升戰(zhàn)斗力，要掌握戰(zhàn)斗力的實際情況就必然遇到能力評估和裁決的問題，要解決這一問題就需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐。③知識獲取與應(yīng)用。進(jìn)行一次完整的對抗訓(xùn)練演習(xí)需要耗費大量的人力和物力，為使這個過程的效益最大化，就要對這個過程所獲取的數(shù)據(jù)做有目的的分析，從中發(fā)現(xiàn)有用知識，尤其是可指導(dǎo)分隊訓(xùn)練的知識。

本文就陸軍分隊對抗訓(xùn)練系統(tǒng)實現(xiàn)過程中數(shù)據(jù)的流程與處理等問題進(jìn)行探討和研究。

1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)框架與流程

系統(tǒng)為實現(xiàn)演習(xí)配置管理、進(jìn)程控制、實時態(tài)勢顯示、視(音)頻監(jiān)控、輔助裁決、復(fù)盤回放等功能，對數(shù)據(jù)的需求可以歸結(jié)為三個層面，分別是顯示數(shù)據(jù)、行動數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基本數(shù)據(jù)框架如圖1所示。

根據(jù)對抗演習(xí)的不同，本系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以分為三種:配置管理狀態(tài)、實時演習(xí)狀態(tài)和復(fù)盤講評狀態(tài)。在不同的工作狀態(tài)下，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程不同。系統(tǒng)的總體數(shù)據(jù)流程如圖2所示。

(1)配置管理狀態(tài)。實兵對抗前，通過配置管理子系統(tǒng)配置演習(xí)方案并存入數(shù)據(jù)庫，在此過程中只需要配置管理子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)工作。

(2)實時演習(xí)狀態(tài)。實兵對抗時，通過綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)出控制請求，經(jīng)應(yīng)用服務(wù)器、通信服務(wù)器至艾維無線基站，與各終端交互，各終端將實時的音頻、視頻、GPS指令等信息采集后以無線方式發(fā)送至艾維無線基站，經(jīng)通信服務(wù)器采集后存儲入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，同時發(fā)往應(yīng)用服務(wù)器，經(jīng)應(yīng)用服務(wù)器處理后分發(fā)給綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)以進(jìn)行態(tài)勢顯示、視頻、音頻的播放。

(3)復(fù)盤講評狀態(tài)。復(fù)盤講評時，綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)出控制請求，經(jīng)應(yīng)用服務(wù)器響應(yīng)后向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出相關(guān)數(shù)據(jù)請求，獲取歷史的音頻、視頻、GPS、指令等信息，經(jīng)應(yīng)用服務(wù)器處理后分發(fā)給綜合顯示與監(jiān)控子系統(tǒng)，以態(tài)勢方式顯示和視頻、音頻方式播放。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)框架示意圖

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程示意圖

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置與管理

系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)配置與管理基本流程如圖3所示。

(1)演練基礎(chǔ)信息配置，利用人機交互界面輸入作戰(zhàn)時間、作戰(zhàn)地點、演習(xí)目的、演習(xí)單位、演習(xí)問題、企圖以及想定等與演習(xí)相關(guān)的屬性信息;

(2)演練基礎(chǔ)信息入庫，檢查人機交互界面中填寫的數(shù)據(jù)的合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)庫，否則提示用戶進(jìn)行修改;

(3)地圖數(shù)據(jù)配置，利用人機交互界面選擇演習(xí)區(qū)地圖數(shù)據(jù)，允許用戶添加和刪除圖層，用于配置鐵絲網(wǎng)、碉堡等點狀和線狀地物;

(4)地圖數(shù)據(jù)入庫，對人機交互界面中添加的圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，若合法則寫入空間數(shù)據(jù)庫中，若非法則提示用戶進(jìn)行修改;

(5)導(dǎo)演組人員配置，利用人機交互界面錄入人員基本信息，并通過角色分配來指定和配置導(dǎo)演人員;

(6)導(dǎo)演人員信息入庫，檢查導(dǎo)演員基本屬性和角色屬性的合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)，否則提示用戶進(jìn)行修改;

(7)導(dǎo)調(diào)人員信息配置，利用人機交互界面錄入人員基本信息，并通過角色分配來指定和配置導(dǎo)調(diào)人員;

(8)導(dǎo)調(diào)監(jiān)控點配置，根據(jù)地圖數(shù)據(jù)中興趣點位置，利用人機交互界面建立監(jiān)控點;

(9)監(jiān)控點數(shù)據(jù)入庫，檢查監(jiān)控點數(shù)據(jù)合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)庫，否則提示用戶修改;

(10)參演人員信息配置，利用人機交互界面，輸入人員的基本信息以及編制信息;

(11)參演人員信息入庫，檢查參演人員數(shù)據(jù)合法性，若合法則寫入數(shù)據(jù)庫，否則提示用戶修改;

(12)戰(zhàn)斗編成，利用人機交互界面，建立戰(zhàn)斗編成，完成戰(zhàn)斗編成人員和參演人員之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時完成武器的分配等操作。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置與管理

編成信息數(shù)據(jù)入庫前，將檢查戰(zhàn)斗編成數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)之間的索引關(guān)系，若合法則將編成信息數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理

該系統(tǒng)所處理的多維數(shù)據(jù)具有空間上多點分布，時間上連續(xù)的特征，這些數(shù)據(jù)包括:①手持移動終端獲取到的GPS數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù);②監(jiān)控設(shè)備獲取到的連續(xù)視頻數(shù)據(jù);③各用戶終端的操作指令。

上述數(shù)據(jù)既相互聯(lián)系又相對獨立，并各有特點，但是，它們都有一個公有的特性就是時間性，即它們表述的信息是和時間相關(guān)的，因此，系統(tǒng)必須能夠保證對數(shù)據(jù)可以按照時間進(jìn)行還原。

數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)接收通訊服務(wù)器傳輸?shù)男畔⒉⑦M(jìn)行處理，按照切片算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫。本系統(tǒng)采用了一種可控的無損二次采樣方法，即在數(shù)據(jù)接收后對其進(jìn)行二次采樣，但在二次采樣存儲時不是只存儲采樣點數(shù)據(jù)，而是把本次采樣時刻和上次采樣時刻間的所有信息作為切片進(jìn)行壓縮存儲。這樣，可以完整地保留原始信息，在恢復(fù)時，既可以完全恢復(fù)，也可以選擇部分恢復(fù)，從而保證了效率。另外，針對每個采樣切片還可以使用特殊方法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮以減輕數(shù)據(jù)庫的壓力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力。

數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)面向應(yīng)用服務(wù)器，為應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行的數(shù)據(jù)請求提供支持，用于演習(xí)復(fù)盤講評階段的數(shù)據(jù)恢復(fù)。

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫設(shè)計時主要考慮了時空多媒體數(shù)據(jù)的特性，基于切片算法和恢復(fù)算法的要求，充分考慮了系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫存取數(shù)據(jù)請求壓力的承受能力。

4 幾點思考

4.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與實兵對抗系統(tǒng)的對接問題

目前系統(tǒng)的毀傷數(shù)據(jù)還是以人工現(xiàn)地記錄為主，僅曲射火炮的毀傷采用了彈道計算的方法對覆蓋區(qū)域進(jìn)行較為接近實際情況的計算，毀傷的結(jié)果還是由人的判斷來裁決，雖然有了一定的進(jìn)步但是與實際的毀傷還是有一定的誤差。隨著激光實兵對抗系統(tǒng)的裝備，單兵到單件裝備的毀傷可通過激光模擬的方式實時獲取。目前裝配的激光對抗系統(tǒng)只是通過發(fā)煙的方式直觀地給出單兵的傷亡情況，或是采用離線方式記錄數(shù)據(jù)，而沒有實時提供給系統(tǒng)進(jìn)行實時裁決?，F(xiàn)在通過戰(zhàn)場無線環(huán)境的建立，可實現(xiàn)各作戰(zhàn)單元(包括單兵)毀傷情況的實時回傳，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的融合處理可使導(dǎo)演得到更為準(zhǔn)確的實時對抗態(tài)勢，以便進(jìn)行及時的導(dǎo)調(diào)和干預(yù)，使對抗訓(xùn)練與作戰(zhàn)的實際更為接近。

4.2 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范問題

目前關(guān)于陸軍分隊的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正在制定過程中，雖然本系統(tǒng)實現(xiàn)過程中在代碼的設(shè)計上參照了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但是從數(shù)據(jù)工程的角度來看，系統(tǒng)的實現(xiàn)還應(yīng)該在數(shù)據(jù)模型的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上做進(jìn)一步的工作。這包括核心數(shù)據(jù)模型與邏輯數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建。所謂核心數(shù)據(jù)模型，旨在提供組織和描繪體系結(jié)構(gòu)的信息結(jié)構(gòu)用的公共途徑，它是實現(xiàn)系統(tǒng)間互連互通最直觀、最基礎(chǔ)的部件。核心數(shù)據(jù)模型不直接來自于底層的元素和實體的標(biāo)準(zhǔn)化，而是來自于對軍事業(yè)務(wù)的概念總結(jié)和邏輯抽象，這項工作是一個開創(chuàng)性的工作。邏輯數(shù)據(jù)模型的建立是以系統(tǒng)共同的數(shù)據(jù)模型的互連互通為目的，由此為系統(tǒng)提供可擴展的方法，讓核心數(shù)據(jù)模型能很好與專業(yè)數(shù)據(jù)集成。

4.3 訓(xùn)練數(shù)據(jù)的后續(xù)應(yīng)用問題

對抗訓(xùn)練的目的是為發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練中的問題，更重要的是指導(dǎo)未來的訓(xùn)練。傳統(tǒng)的對抗訓(xùn)練由于數(shù)據(jù)把握的不足，往往只是關(guān)注訓(xùn)練過程的一般問題分析，而缺乏更為本質(zhì)的數(shù)據(jù)分析。該系統(tǒng)的最重要特征之一就是將訓(xùn)練過程的一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄與關(guān)聯(lián)，不僅可在訓(xùn)練過程中輔助導(dǎo)演人員及時調(diào)整和把握演習(xí)的進(jìn)程，輔助其進(jìn)行相關(guān)裁決，更重要的是通過數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)與態(tài)勢的回放可為對抗訓(xùn)練過程存在的問題進(jìn)行更精確的量化分析提供了技術(shù)上的可能。因此，如何加強對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的后續(xù)應(yīng)用同樣是一個值得思考的問題。

4.4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)共享問題

對于分隊作戰(zhàn)與訓(xùn)練相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)沒有一個統(tǒng)一規(guī)范的發(fā)布平臺，只有一些不同渠道下發(fā)的紙質(zhì)文件作為數(shù)據(jù)來源的依據(jù)，各系統(tǒng)開發(fā)單位都是以自己的方式，零散地收集與整理。因此數(shù)據(jù)的完整性和權(quán)威性得不到保證。

對抗訓(xùn)練中積累的大量數(shù)據(jù)不僅能夠支撐演習(xí)進(jìn)行，通過數(shù)據(jù)的挖掘還可發(fā)現(xiàn)與對抗訓(xùn)練相關(guān)的知識，這些知識可能是其他部門和單位也需要的知識，譬如沖擊過程中某些實際的數(shù)據(jù)也許對后裝的改進(jìn)會有所啟發(fā)等等。如何將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的知識以更快捷和方便的方式提供給有關(guān)單位和部門是實現(xiàn)數(shù)據(jù)真正共享的重要內(nèi)容之一。

5 結(jié)束語

圍繞轉(zhuǎn)變戰(zhàn)斗力生成模式這個主線，加快軍事訓(xùn)練領(lǐng)域數(shù)據(jù)工程建設(shè)的步伐，一方面要關(guān)注頂層的設(shè)計，同時也要關(guān)注底層的數(shù)據(jù)建設(shè)問題。由于歷史的原因，我軍對軍事問題的研究更偏重于定性分析方法，尤其是分隊?wèi)?zhàn)術(shù)訓(xùn)練問題的研究。造成這個現(xiàn)象的原因有觀念的問題，更重要的是缺乏相應(yīng)數(shù)據(jù)環(huán)境和數(shù)據(jù)資源的支撐。隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是信息系統(tǒng)對作戰(zhàn)與訓(xùn)練的逐步滲透，人們的觀念也在發(fā)生著變化，分隊對抗訓(xùn)練相關(guān)數(shù)據(jù)工程的建設(shè)必將面臨一系列新的機遇和挑戰(zhàn)。

1 吳照林.我軍數(shù)據(jù)工程建設(shè)構(gòu)想及對策［J］.軍隊指揮自動化，2006，(1):27-29.

2 覃春蓮，劉東波.我軍信息化建設(shè)中的軟件工程與數(shù)據(jù)工程［J］.軍隊指揮自動化，2004，(6):43-44.

3 徐波武，劉桂雄.基于GPS的分隊?wèi)?zhàn)術(shù)對抗訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2007，7(11):2662-2665.