李琳琳,姚志成,李 釗,王淑平

(1.第二炮兵工程學院,陜西西安710025;2.第二炮兵駐石家莊軍事代表室,河北石家莊050000)

0 引言

體系作戰(zhàn)不同于傳統(tǒng)的平臺作戰(zhàn),體系作戰(zhàn)強調情報偵察、指揮控制、電子對抗、作戰(zhàn)部隊和武器平臺等全要素的網絡化互連[1]。體系作戰(zhàn)條件下的C3I系統(tǒng)模擬訓練不同于傳統(tǒng)的通信裝備單裝或組網訓練,其訓練重點在于指揮、通信、情報、武器、對抗和保障等多要素平臺間的綜合集成訓練,強調以“信息”為核心的協(xié)同訓練,以信息的真實流動訓練指揮員和各級參戰(zhàn)單元對信息的掌控和運用能力。

C3I模擬訓練系統(tǒng)采用基于HLA的全要素一體化設計思想,實現(xiàn)了通信裝備的單裝、多裝、組網以及與指控、武器、情報系統(tǒng)的合成訓練,訓練中可通過人工干預或系統(tǒng)自動加載的方式實現(xiàn)模擬通信對抗訓練,為探索體系作戰(zhàn)條件下C3I系統(tǒng)的全要素合成訓練方法提供了實現(xiàn)途徑。

1 系統(tǒng)功能與組成

1.1 系統(tǒng)功能

C3I模擬訓練系統(tǒng)是以通信與指控系統(tǒng)訓練為中心,強調受訓人員熟練運用各種通信、指控裝備完成綜合通信組網和指揮流程訓練,具備與情報偵察、火力計劃和武器平臺的數(shù)據(jù)接口,通過獲取外部數(shù)據(jù),訓練參訓人員對戰(zhàn)場信息的動態(tài)處置能力,掌握信息在各類平臺間的真實流動情況。模擬訓練系統(tǒng)采用分階段訓練方法,最終完成通信、指控、情報、武器和信息對抗等多要素的集成訓練,具備裝備模擬訓練、組網訓練、對抗訓練、訓練評估和輔助學習等功能。

1.2 系統(tǒng)組成

C3I模擬訓練系統(tǒng)由訓練控制中心、數(shù)據(jù)管理中心、通信裝備單裝訓練、多裝組合訓練、通信網綜合組網訓練、通信、指控系統(tǒng)合成訓練、作戰(zhàn)指揮全要素閉環(huán)訓練、信息對抗訓練、訓練效果評估、系統(tǒng)管理和輔助訓練11個部分組成。

1.2.1 通信裝備單裝訓練

通信裝備單裝訓練的目的是使參訓人員熟悉裝備操作使用的基本方法,訓練通過模擬器材和虛擬設備面板2種方法完成單裝訓練。模擬器材采用與實裝一致的設備外形和操作面板,通過單片機響應、控制和存儲設備面板操作過程。虛擬設備面板采用計算機技術虛擬實裝操作面板,訓練人員通過操作鼠標、鍵盤完成設備的加電和參數(shù)設置等訓練,虛擬設備可利用一臺計算機完成多種通信設備的單裝訓練任務,多臺計算機可同時完成多人的單裝訓練任務,訓練成本低,便于考核評估。

1.2.2 通信裝備多裝組合訓練

通信信道的建立需要依賴多種不同的通信設備配合工作才能完成,通信裝備多裝組合訓練主要用于完成一個指揮所內部運用多臺設備構建通信信道的組合訓練,如在交換設備上設置路由、在信道設備上選擇頻率和信道號等,最后利用呼叫功能驗證信道建立是否正確。

1.2.3 通信網綜合組網訓練

通信綜合組網訓練重點完成運用多種有線、無線通信技術手段實現(xiàn)不同通信節(jié)點間互聯(lián)互通的訓練,訓練過程中要求參訓人員熟悉裝備操作方法、主要戰(zhàn)技指標、設備連接關系和組網協(xié)議、結構等多項技術內容,從而達到系統(tǒng)級綜合運用的能力。

1.2.4 通信、指控系統(tǒng)合成訓練

通信、指控系統(tǒng)合成訓練主要用于完成由指控系統(tǒng)生成火力、行動等作戰(zhàn)計劃,擬制指揮命令,整理情報以及各類氣象、測繪等保障信息,利用通信系統(tǒng)完成上述信息傳遞和反饋的完整過程。參訓人員通過完成通信與指控系統(tǒng)的合成訓練,具備熟悉作戰(zhàn)指揮信息流程的能力。

1.2.5 作戰(zhàn)指揮全要素訓練

作戰(zhàn)指揮全要素訓練利用計算機模擬各類傳感器的初級情報信息和上級友鄰指揮所的綜合/態(tài)勢信息,通過與武器平臺模擬器材或實裝的接口連接,實現(xiàn)C3I系統(tǒng)與外部傳感器、武器平臺、氣象和測繪等保障單元的全要素閉環(huán)訓練過程。

1.2.6 信息對抗訓練

C3I系統(tǒng)信息對抗主要體現(xiàn)在復雜電磁環(huán)境下的通信對抗和網絡密集條件下的網絡對抗2個方面。網絡對抗采用真實工具進行攻防對抗,攻擊方根據(jù)控制中心生成的訓練方案采取指定技術手段破壞防御方網絡,或根據(jù)作戰(zhàn)想定提供的戰(zhàn)場環(huán)境和作戰(zhàn)意圖,自主選取攻擊手段進行網絡攻擊。防御方根據(jù)攻擊方攻擊的具體情況,采取升級殺毒軟件和入侵檢測系統(tǒng)等方法保護己方網絡安全[5]。通信對抗模擬訓練主要完成參訓人員在特定電磁威脅環(huán)境下的通信抗干擾戰(zhàn)術運用能力的訓練,包括通信組網、設備使用(如異常改頻、提高功率等)和各種通信抗干擾資源(如通信偵控站、干擾站)的組織運用能力等。根據(jù)電磁環(huán)境參數(shù)設置,模擬真實戰(zhàn)場環(huán)境下來自于不同電磁輻射源的電磁信號特征,確定不同電磁信號對防御方設備及系統(tǒng)的干擾模型,根據(jù)干擾模型自動設置設備工作狀態(tài)。

1.2.7 訓練控制中心

訓練控制中心是整個C3I模擬訓練系統(tǒng)的核心,包括訓練方案發(fā)布,作戰(zhàn)想定生成,訓練條件、地理、氣象和電磁等環(huán)境參數(shù)設置,系統(tǒng)監(jiān)控和信息采集等功能。采用指定訓練方案訓練時,參訓人員根據(jù)訓練控制中心發(fā)布的訓練方案完成指定訓練內容,訓練效果評估根據(jù)訓練內容逐項比較設備參數(shù)設置的正確性,給出量化評估結果。采用作戰(zhàn)想定訓練時,通過提供詳細作戰(zhàn)背景、作戰(zhàn)目標和作戰(zhàn)流程,完成參訓人員對具體戰(zhàn)場環(huán)境下通信裝備綜合組網和抗干擾戰(zhàn)術運用等能力的合成訓練,訓練評估依據(jù)是通信與指控系統(tǒng)的連通能力和抗毀生存能力等。信息采集主要用于按照時間節(jié)拍動態(tài)記錄每個參訓終端的操作過程和參數(shù)設置,為訓練評估提供評估信息。系統(tǒng)監(jiān)控提供對每個訓練終端實時訓練狀態(tài)的可視化顯示功能,包括設備面板操作狀態(tài)和網絡鏈路建立情況等。

1.2.8 數(shù)據(jù)管理中心

數(shù)據(jù)管理中心主要用于實現(xiàn)對設備參數(shù),組網方案,作戰(zhàn)想定,地理、氣象和電磁環(huán)境參數(shù)等原始數(shù)據(jù)的維護功能,數(shù)據(jù)中心同時具備系統(tǒng)監(jiān)控采集的動態(tài)記錄的存儲功能,訓練控制和評估模塊通過讀取上述數(shù)據(jù)完成方案的發(fā)布和考核評估過程。

1.2.9 訓練效果評估中心

訓練效果評估中心用于實現(xiàn)對參訓人員訓練效果的量化考核和專家評價,包括靜態(tài)參數(shù)評估和綜合能力評估2個方面。靜態(tài)參數(shù)評估主要用于基于訓練方案的操作流程和設備參數(shù)設置的量化評估。綜合能力評估主要用于基于作戰(zhàn)想定的系統(tǒng)連通能力和網絡可靠性的評估,即參訓人員首先解決合理運用各類通信設備實現(xiàn)指定戰(zhàn)場環(huán)境下的各節(jié)點間“聯(lián)得上”的問題,其次根據(jù)參訓人員的通信組網方案設計和戰(zhàn)術運用能力評估其對通信系統(tǒng)“抗得住”問題的處理能力,綜合能力評估一般采用量化考核和專家評價2種方式綜合評判參訓人員的考核效果。

1.2.10 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要用于完成系統(tǒng)用戶注冊、登錄、權限分配和時鐘同步控制等功能。

1.2.11 輔助訓練

輔助訓練通過提供單裝設備操作手冊、常用通信組織方案、網絡攻防和通信對抗知識等幫助文檔,實現(xiàn)參訓人員的自學習過程。

2 系統(tǒng)體系結構

為真實模擬C3I系統(tǒng)作戰(zhàn)指揮過程,模擬訓練系統(tǒng)中所涉及的指揮、情報、武器、電子對抗和保障平臺可能分散在多個地點,通過網絡互聯(lián),節(jié)點間存在大量的信息交互。同時隨著新型武器平臺和保障要素的加入,模擬訓練系統(tǒng)應能方便地實現(xiàn)新增成員的“即插即用”,使系統(tǒng)具有互操作性強、可重用性強和可擴展性強等特點。為滿足上述要求,采用高層體系結構(HLA)[2,3]的仿真技術框架來保證各種仿真應用間的互連、互通和互操作性。

C3I模擬訓練系統(tǒng)中一般需要設置白、紅、藍三方分別擔任控制中心、防御方和攻擊方?？紤]到通信對抗條件下對地形、氣象和電磁環(huán)境的依賴性大于兵力因素,因此藍方作為攻擊方由訓練控制中心扮演,訓練時通過公布環(huán)境參數(shù),實施網絡攻擊和人工干預迫使紅方防御人員采取技術和戰(zhàn)術手段實施防御。紅方聯(lián)邦成員按照作戰(zhàn)指揮編制進行劃分,包括戰(zhàn)役集團、基地指揮所、旅指揮所、營指揮所、連指揮所和武器平臺。訓練控制中心、訓練評估中心和數(shù)據(jù)中心分別負責訓練方案發(fā)布、信息采集,訓練效果評估和基礎數(shù)據(jù)管理等工作。系統(tǒng)體系結構如圖1所示。紅方聯(lián)邦成員可根據(jù)訓練需要進行動態(tài)增減,在不改變指控、通信系統(tǒng)核心訓練模塊的基礎上,通過動態(tài)調整武器平臺聯(lián)邦成員的屬性參數(shù),使系統(tǒng)適應不同武器型號的作戰(zhàn)訓練需要。

圖1 基于HLA的C3I模擬訓練系統(tǒng)體系結構

3 系統(tǒng)運行流程

C3I模擬訓練系統(tǒng)按照單裝,多裝組合,通信、指控系統(tǒng)合成訓練,綜合組網,全要素訓練和對抗訓練6個階段開展模擬訓練,其中單裝、多裝組合訓練的訓練內容主要集中在一個指揮所內部,可由聯(lián)邦成員各自獨立完成訓練任務;通信、指控系統(tǒng)合成訓練,綜合組網訓練需要完成多個聯(lián)邦成員間的信息交互;全要素訓練和對抗訓練需要提供武器平臺接口,訓練控制中心在下發(fā)訓練方案或作戰(zhàn)想定時,應同時下發(fā)情報、地形、氣象和電磁環(huán)境等信息,參訓人員根據(jù)上述信息合理選擇通信裝備,設計組網方案,采取戰(zhàn)術、技術手段提高通信的可靠性。全要素條件下的模擬訓練系統(tǒng)運行流程如圖2所示。

圖2 全要素條件下的模擬訓練系統(tǒng)運行流程

4 結束語

C3I全要素模擬訓練系統(tǒng)是以各級指揮中心的指控、通信裝備訓練為核心,充分考慮情報、武器平臺與指揮中心的信息交互以及地形、氣象和電磁環(huán)境對指揮通信系統(tǒng)的影響,通過開展通信和網絡對抗訓練,增強參訓人員應對真實戰(zhàn)場環(huán)境,靈活組織裝備運用的實戰(zhàn)能力。系統(tǒng)采用基于HLA的體系結構設計,具有良好的系統(tǒng)可擴展性,為開展多兵種聯(lián)合訓練奠定了重要的技術基礎。模擬訓練系統(tǒng)已應用于對指控、通信專業(yè)指揮、技術軍官/號手的模擬訓練,訓練效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的單裝備、單系統(tǒng)訓練方法,使受訓對象對C3I系統(tǒng)的信息動態(tài)處置能力和對抗能力得到了提升。

[1]總參第五十四研究所.復雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)訓練[C].北京:總參第五十四研究所,2008:114-119.

[2]余曉剛,張玉冰,姚富強.基于HLA的通信電子戰(zhàn)仿真平臺設計[J].電子對抗技術,2002,16(1):32-34.

[3]楊 龍,薛 磊.基于HLA的通信對抗模擬訓練聯(lián)邦研究[J].船舶電子工程,2009,29(2):107-110.

[4]余云智,程健慶,周玉芳.作戰(zhàn)指揮自動化系統(tǒng)模擬訓練技術研究[J].船舶電子工程,2008,28(7):118-123.

[5]高永明,盧 昱.網絡對抗模擬訓練系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機研究與發(fā)展,2006,43(l):611-614.