基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)構(gòu)想

李德志

摘 要 本文從系統(tǒng)開發(fā)的角度（需求分析，設(shè)計(jì)思路，體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)）探索了將LVC理念融入模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的可能性，為基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)研發(fā)與運(yùn)用打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 LVC 模擬訓(xùn)練系統(tǒng) 系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)需求分析

依托基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，不僅克服了傳統(tǒng)的模擬訓(xùn)練僅僅在機(jī)房對(duì)著系統(tǒng)操作而產(chǎn)生的不真實(shí)感，而且使得參訓(xùn)作戰(zhàn)力量實(shí)體部分的規(guī)模得到較大程度的壓縮，建制單位從上至下每一級(jí)每一類的作戰(zhàn)力量實(shí)體可保留最小的編組參與訓(xùn)練即可，不僅大幅的降低了訓(xùn)練成本，同時(shí)由于可重復(fù)，能夠保證所有的單位都能夠參與到大規(guī)模聯(lián)合演練。相比目前已經(jīng)建設(shè)完成的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)而言，重點(diǎn)要關(guān)注以下幾點(diǎn)：一是建立與作戰(zhàn)力量實(shí)體之間信息交互接口的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議和接口類型等；二是完善作戰(zhàn)力量實(shí)體產(chǎn)生的態(tài)勢(shì)與系統(tǒng)“虛兵”產(chǎn)生的態(tài)勢(shì)的整編顯示；三是把握好模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中仿真模型的顆粒度。

2基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

LVC中L（Live Simulation）即實(shí)況仿真，是指人操作實(shí)際裝備產(chǎn)生的一系列虛擬的行動(dòng)；C（Constructive）即構(gòu)造仿真，是指由系統(tǒng)模型產(chǎn)生的“虛兵”和系統(tǒng)進(jìn)行交互產(chǎn)生的一系列的活動(dòng)；V（Virtual）即虛擬仿真，是指人通過操作系統(tǒng)在模擬的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行作戰(zhàn)。LVC仿真是指在系統(tǒng)中同時(shí)具有實(shí)況仿真、虛擬仿真、構(gòu)造仿真等三種類型的仿真。基于實(shí)體、虛擬和構(gòu)建（LVC）的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)能夠接收各作戰(zhàn)力量實(shí)體傳遞過來的信息，并與系統(tǒng)本身的“虛兵”產(chǎn)生的信息融合后產(chǎn)生完整的態(tài)勢(shì)。通過信息網(wǎng)絡(luò)向各作戰(zhàn)力量實(shí)體推送信息來將與各實(shí)體相關(guān)的態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)反饋給各作戰(zhàn)力量實(shí)體，從而在作戰(zhàn)力量實(shí)體、模擬訓(xùn)練系統(tǒng)兩個(gè)層面形成信息閉環(huán)，最終達(dá)到整個(gè)訓(xùn)練過程中虛擬的系統(tǒng)和實(shí)體裝備的有機(jī)結(jié)合。

3基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)架構(gòu)

基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)架構(gòu)總體上由作戰(zhàn)力量實(shí)體、虛擬仿真系統(tǒng)和虛實(shí)結(jié)合系統(tǒng)3部分組成。

3.1作戰(zhàn)力量實(shí)體

作戰(zhàn)力量實(shí)體是基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，主要包含兩個(gè)部分：一是指參與訓(xùn)練的各軍兵種的作戰(zhàn)平臺(tái)；二是各作戰(zhàn)平臺(tái)與虛擬仿真系統(tǒng)之間的通信網(wǎng)絡(luò)。參訓(xùn)人員在實(shí)際裝備上進(jìn)行實(shí)際操作，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括操作的記錄及其操作對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)果。這些結(jié)果將作為虛實(shí)結(jié)合系統(tǒng)的重要信息來源。這些作戰(zhàn)平臺(tái)可以在現(xiàn)有平臺(tái)上進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，設(shè)置作戰(zhàn)和訓(xùn)練兩種模式，同時(shí)在操作終端上附加指令采集模塊和信源輸入模塊，這樣進(jìn)入訓(xùn)練模式后當(dāng)參訓(xùn)人員進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)裝備并不實(shí)際工作，而是將采集到的指令通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)教摂M仿真系統(tǒng)，并接收由虛擬仿真系統(tǒng)分發(fā)過來的態(tài)勢(shì)信息，從而達(dá)成實(shí)裝參與模擬訓(xùn)練的目的。

3.2虛擬仿真系統(tǒng)

所謂的虛擬仿真系統(tǒng)就是指整個(gè)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的軟件平臺(tái)部分，它是整個(gè)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的框架和主體部分?；贚VC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的軟件架構(gòu)總體上可以遵循目前已建模擬訓(xùn)練系統(tǒng)軟件的基本架構(gòu)，從邏輯上劃分為基礎(chǔ)設(shè)施、共享資源、平臺(tái)服務(wù)和應(yīng)用功能四個(gè)層次?；A(chǔ)設(shè)施層由信息網(wǎng)絡(luò)、電化教學(xué)、視頻監(jiān)控和安全防護(hù)等配套設(shè)施設(shè)備組成，為上層系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和輔助支持；共享資源層主要由數(shù)據(jù)和模型兩類共享資源組成，為上層系統(tǒng)提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)和通用模型、專用模型支持；平臺(tái)服務(wù)層主要由提供開發(fā)與運(yùn)行的支撐服務(wù)組成，為應(yīng)用功能層提供消息、時(shí)統(tǒng)、模型、計(jì)算、存儲(chǔ)等服務(wù)支撐；應(yīng)用功能層主要由指揮信息系統(tǒng)訓(xùn)練的想定生成、導(dǎo)調(diào)控制、模擬訓(xùn)練、訓(xùn)練評(píng)估、模擬藍(lán)軍和訓(xùn)練管理6個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，主要為受訓(xùn)方提供指揮信息系統(tǒng)模擬仿真環(huán)境和訓(xùn)練作業(yè)功能，同時(shí)為施訓(xùn)方提供綜合組訓(xùn)功能。

3.3虛實(shí)結(jié)合系統(tǒng)

虛實(shí)結(jié)合系統(tǒng)是連接虛擬仿真系統(tǒng)和作戰(zhàn)力量實(shí)體的橋梁，實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息交互和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。它主要可分為兩大部分：一是虛實(shí)結(jié)合系統(tǒng)接口；二是虛實(shí)結(jié)合控制軟件。虛實(shí)結(jié)合系統(tǒng)接口主要是完成數(shù)據(jù)、指令報(bào)告和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的對(duì)接；虛實(shí)結(jié)合控制軟件主要是基于運(yùn)行控制協(xié)議，完成統(tǒng)一的控制管理。

4基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1模擬訓(xùn)練系統(tǒng)接口技術(shù)

模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中三大系統(tǒng)以及其下的多個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流具有多樣性、差異性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。為了解決以上問題，可以使用XML作為數(shù)據(jù)描述和傳輸?shù)母袷健ML通常被認(rèn)為是一種標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言，能夠兼容現(xiàn)有協(xié)議（HTTP和DOM、SAX等標(biāo)準(zhǔn)API），具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，使得底層數(shù)據(jù)更具有可讀性，提供不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交互。由于以上優(yōu)勢(shì)，XML作為整個(gè)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互格式十分的契合。

4.2虛擬仿真系統(tǒng)模型開發(fā)和組合技術(shù)

按照性質(zhì)和作用不同，基于LVC的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的模型可分為基礎(chǔ)模型、環(huán)境模型、實(shí)體模型、行動(dòng)模型和應(yīng)用模型五大類。模型開發(fā)方式可以采取“統(tǒng)一研發(fā)平臺(tái)，分頭專業(yè)開發(fā)”，即統(tǒng)一研制模型的設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試和管理通用平臺(tái)，并在模型研發(fā)通用平臺(tái)提供的模型框架基礎(chǔ)上區(qū)分各專業(yè)模型，此外通過系統(tǒng)共享資源層提供一些模型模板，在此基礎(chǔ)上由用戶對(duì)模板模型的參數(shù)和功能進(jìn)行配置，并按照自己的需求將模型進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的定制。

4.3虛擬仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

虛擬仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)可采用oracle等成熟數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅易于共享，易于擴(kuò)充，而且利用率高，獨(dú)立性好，方便管理。但是若是直接將仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中則會(huì)產(chǎn)生一系列問題。由于作戰(zhàn)推演進(jìn)程較長(zhǎng)，很多模型都會(huì)被多次加載，仿真期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也可能會(huì)被多次調(diào)用，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)頻繁的進(jìn)行讀寫等操作。這樣會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器資源被大量占用，容易造成死機(jī)或服務(wù)器崩潰的危險(xiǎn)。因此，可以采用緩沖的機(jī)制，將仿真期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存入事先劃分好的內(nèi)存緩沖區(qū)中，仿真結(jié)束或緩沖區(qū)滿后再寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周玉芳，余云智，翟永翠.LVC仿真技術(shù)綜述[J].指揮控制與仿真，2010（04）.

[2] 馬能軍，王麗芳.分布式LVC仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)，2014（07）.

[3] 付海鵬，姜芳，譚志強(qiáng).基于LVC的空間信息網(wǎng)安全控制試驗(yàn)環(huán)境[J].無線電工程，2014（05）.