王 苗,王龍濤,陳 奇

(海軍大連艦艇學(xué)院,遼寧 大連 116018)

虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練,是指將虛擬訓(xùn)練和實(shí)兵訓(xùn)練相結(jié)合的訓(xùn)練方式。它既滿足軍事訓(xùn)練對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)對(duì)手逼真性的需要,又滿足實(shí)裝操作、貼近實(shí)戰(zhàn)的要求,是未來各國軍事訓(xùn)練重點(diǎn)發(fā)展的方向。

目前虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練的典型代表是美軍的LVC訓(xùn)練。L(Live)是指實(shí)兵訓(xùn)練、V(Virtual Simulation)是指虛擬模擬訓(xùn)練、C(Constructive Simulation)是指推演模擬訓(xùn)練(也稱計(jì)算機(jī)兵棋推演),LVC訓(xùn)練是將三種訓(xùn)練方式結(jié)合起來,既降低了訓(xùn)練費(fèi)用,又提高了軍事訓(xùn)練效益。為適應(yīng)新時(shí)期軍事變革需要,滿足未來海上作戰(zhàn)要求,各國海軍都致力于構(gòu)建基于虛實(shí)結(jié)合的水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)。

1 美軍訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

美軍對(duì)訓(xùn)練系統(tǒng)建設(shè)高度重視,在建設(shè)過程中,通過自上而下設(shè)計(jì),創(chuàng)建了各軍兵種統(tǒng)一的LVC集成架構(gòu),架構(gòu)覆蓋實(shí)兵和模擬器的通用標(biāo)準(zhǔn)(SCARS)和用于構(gòu)造環(huán)境仿真的接口標(biāo)準(zhǔn)(SEDRIS),規(guī)范各軍兵種訓(xùn)練系統(tǒng)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),形成實(shí)兵-虛擬-構(gòu)造一體的訓(xùn)練環(huán)境,實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)、不同平臺(tái)和不同層次系統(tǒng)的統(tǒng)一集成。

經(jīng)過三十多年的集中建設(shè),特別是近年來,通過建立實(shí)兵訓(xùn)練、虛擬仿真、推演仿真相結(jié)合的集成架構(gòu)(JLVC),形成了體系訓(xùn)練為主、平臺(tái)訓(xùn)練為輔的訓(xùn)練體系,并多次在“紅旗”“北部利劍”“護(hù)身軍刀”系列軍事演習(xí)中應(yīng)用,取得了較好的訓(xùn)練效果。

1.1 美海軍嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)(OBTS)

美海軍嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)(Onboard Embedded Training System,OBTS)是一種嵌入水面艦艇戰(zhàn)斗系統(tǒng)內(nèi)部的訓(xùn)練系統(tǒng)。搭載這種嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)(OBTS)允許受訓(xùn)者在艦上使用真實(shí)裝備進(jìn)行訓(xùn)練,且不依賴于岸基資源。這樣做有以下優(yōu)點(diǎn):

?相較于傳統(tǒng)實(shí)兵演習(xí),具有較高的安全性和較低的訓(xùn)練成本；

?可以生成不同想定情況下的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,滿足不同任務(wù)的訓(xùn)練需求；

?嵌入戰(zhàn)斗系統(tǒng)的模式,可增加訓(xùn)練的真實(shí)感；

?OBTS應(yīng)與其他艦艇的OBTS系統(tǒng)協(xié)同使用,以提供聯(lián)合編隊(duì)訓(xùn)練；

?能夠提供高效的海上混合訓(xùn)練。

截至目前,OBTS嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)的典型代表是美海軍作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)(BFTT)。

美海軍作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)BFTT(Battle Force Tactical Trainer)是由Naval Sea System Command 于1992年組織開發(fā),系統(tǒng)由岸基、艦載、通信三部分組成。岸基部分由想定開發(fā)、導(dǎo)調(diào)控制、裁決、講評(píng)等工具組成,為分布式訓(xùn)練提供想定分發(fā)和演練總控。該部分內(nèi)容2004年被聯(lián)合半自動(dòng)兵力JSAF(Joint Semi-Automatic Force)所代替。艦載部分基于美軍艦宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)裝,通過艦載模擬設(shè)備產(chǎn)生虛擬訓(xùn)練環(huán)境,帶動(dòng)全艦進(jìn)行對(duì)岸、對(duì)海、對(duì)空、反潛等戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。無線通信網(wǎng)絡(luò)則可以將不同地域的艦艇、潛艇連接起來進(jìn)行合同訓(xùn)練。這種訓(xùn)練方式費(fèi)效比較低,訓(xùn)練場(chǎng)景豐富,能夠滿足受訓(xùn)人員對(duì)不同科目訓(xùn)練的需求,現(xiàn)階段在美軍訓(xùn)練中廣泛使用。

1.2 美軍空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)(SLATE)

美軍空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)SLATE(Secure LVC Advanced Training Environment),實(shí)際上是利用“真實(shí)(Live)-虛擬(Virtual)-構(gòu)造(Constructive)”(簡(jiǎn)稱LVC)技術(shù),通過加載在作戰(zhàn)飛機(jī)的訓(xùn)練吊艙,創(chuàng)建真實(shí)、復(fù)雜的訓(xùn)練場(chǎng)景,為美軍作戰(zhàn)飛機(jī)(目前主要是四代機(jī))開展日常訓(xùn)練提供更加專業(yè)、更貼近實(shí)戰(zhàn)的藍(lán)軍訓(xùn)練環(huán)境。訓(xùn)練中,通過利用數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)不同地域飛行訓(xùn)練模擬器與真實(shí)飛機(jī)建網(wǎng)訓(xùn)練。

目前,美軍還正在進(jìn)行五代機(jī)F-35嵌入式P5訓(xùn)練系統(tǒng)的測(cè)試工作。P5訓(xùn)練系統(tǒng)是美軍SLATE空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的機(jī)載端部分,用于接入美軍現(xiàn)有的SLATE訓(xùn)練環(huán)境,實(shí)現(xiàn)F-35與四代機(jī)利用SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)抗訓(xùn)練。P5訓(xùn)練系統(tǒng)是由機(jī)載子系統(tǒng)和地面站子系統(tǒng)組成,機(jī)載子系統(tǒng)用來收集飛行數(shù)據(jù),地面站用來提供實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制和任務(wù)結(jié)束總結(jié)。該訓(xùn)練系統(tǒng)有效地解決了美軍四代機(jī)、五代機(jī)訓(xùn)練中藍(lán)軍數(shù)量受限、潛在對(duì)手作戰(zhàn)平臺(tái)和武器裝備構(gòu)設(shè)不真實(shí)、訓(xùn)練環(huán)境場(chǎng)景不豐富以及各戰(zhàn)機(jī)協(xié)同對(duì)抗訓(xùn)練組織難的問題。

2 軍事訓(xùn)練需求分析

2.1 新時(shí)期水面艦艇軍事訓(xùn)練需求

隨著新的信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域中不斷應(yīng)用,海上作戰(zhàn)樣式不斷發(fā)生變化,水面艦艇軍事訓(xùn)練有了新的特點(diǎn)和方向,總的來看,新時(shí)期水面艦艇軍事訓(xùn)練主要有以下四個(gè)方面需求。

一是需要滿足復(fù)雜電磁環(huán)境訓(xùn)練。復(fù)雜電磁環(huán)境已經(jīng)成為信息對(duì)抗作戰(zhàn)的主要特征,能否構(gòu)建復(fù)雜電磁環(huán)境是提高水面艦艇軍事訓(xùn)練效益的關(guān)鍵。復(fù)雜電磁環(huán)境下艦艇軍事訓(xùn)練,是指以電子對(duì)抗條件下指揮信息系統(tǒng)訓(xùn)練和實(shí)際使用武器訓(xùn)練為重點(diǎn),構(gòu)建近似實(shí)戰(zhàn)的復(fù)雜電磁環(huán)境,以提高海軍艦艇信息化條件下綜合作戰(zhàn)能力為目的的訓(xùn)練。

二是需要突出編隊(duì)體系對(duì)抗訓(xùn)練。網(wǎng)絡(luò)一體化作戰(zhàn)將成為未來軍事斗爭(zhēng)的主要形式,以艦艇編隊(duì)為主的體系對(duì)抗訓(xùn)練將是未來重要發(fā)展方向。在訓(xùn)練內(nèi)容上突出整體協(xié)同訓(xùn)練,在訓(xùn)練效果上強(qiáng)調(diào)對(duì)編隊(duì)內(nèi)所有傳感器、軟硬武器等平臺(tái)資源的綜合運(yùn)用,提高編隊(duì)整體作戰(zhàn)能力。

三是需要具有真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境。所謂訓(xùn)練環(huán)境真實(shí),主要體現(xiàn)在構(gòu)設(shè)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境真實(shí)、模擬的作戰(zhàn)對(duì)手真實(shí)以及具有真實(shí)的操作環(huán)境三個(gè)方面。現(xiàn)代海戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)環(huán)境越來越復(fù)雜,作戰(zhàn)對(duì)手的作戰(zhàn)樣式越來越豐富,能否建立符合真實(shí)作戰(zhàn)情況下的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型、兵力裝備模型以及兵力相關(guān)作戰(zhàn)行動(dòng)模型是提高訓(xùn)練環(huán)境真實(shí)程度、提升訓(xùn)練效果的重要保證。組織水面艦艇軍事訓(xùn)練需要根據(jù)信息化條件下海上作戰(zhàn)的特點(diǎn),滿足訓(xùn)練環(huán)境貼近真實(shí)作戰(zhàn)環(huán)境的基本要求。具體表現(xiàn)為訓(xùn)練中戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型逼真,作戰(zhàn)對(duì)手真實(shí),虛擬藍(lán)軍攻擊手段多樣、作戰(zhàn)想定豐富,對(duì)抗激烈等特點(diǎn)。同時(shí),組織訓(xùn)練應(yīng)盡可能基于實(shí)裝,使受訓(xùn)人員具有真實(shí)的實(shí)裝操作環(huán)境,提高訓(xùn)練效果。

四是能夠帶動(dòng)多地域的訓(xùn)練資源。未來水面艦艇軍事訓(xùn)練將呈現(xiàn)異地分布的特點(diǎn),為了更好地組織不同地域兵力進(jìn)行訓(xùn)練,一是需要具有遠(yuǎn)程通信技術(shù)保障,二是需要運(yùn)用綜合集成技術(shù)建立同一架構(gòu),將分布在不同地方的實(shí)裝兵力平臺(tái)、模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)等訓(xùn)練資源連接在一起,形成一個(gè)廣域訓(xùn)練環(huán)境,實(shí)現(xiàn)更多兵力進(jìn)行協(xié)同訓(xùn)練。

2.2 虛實(shí)結(jié)合(LVC)訓(xùn)練

虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練,是受訓(xùn)艦艇(實(shí)兵)與計(jì)算機(jī)生成兵力、半實(shí)物仿真兵力在一個(gè)虛擬空間交互的訓(xùn)練。

訓(xùn)練中需要有導(dǎo)演部和配訓(xùn)兵力。導(dǎo)演部對(duì)訓(xùn)練進(jìn)行總體控制,完成訓(xùn)練中作戰(zhàn)想定編輯與生成、計(jì)算機(jī)兵力生成、訓(xùn)練過程的導(dǎo)調(diào)與控制、兵力交戰(zhàn)情況的實(shí)時(shí)裁決、訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集以及訓(xùn)練結(jié)束后總結(jié)講評(píng)等工作。配訓(xùn)兵力是指配合受訓(xùn)艦艇進(jìn)行訓(xùn)練的虛擬兵力,通常包括計(jì)算機(jī)生成兵力和半實(shí)物虛擬兵力,需要依據(jù)不同科目訓(xùn)練、不同作戰(zhàn)對(duì)手、不同戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、不同作戰(zhàn)方案進(jìn)行配置。

下面以編隊(duì)防空反導(dǎo)訓(xùn)練為例,對(duì)虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練進(jìn)行描述,圖1為虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練概念示意圖。艦艇1和艦艇2是受訓(xùn)艦艇,其中艦艇1也是導(dǎo)演部所在艦艇,通過艦載編隊(duì)模擬設(shè)備對(duì)訓(xùn)練實(shí)施導(dǎo)調(diào)控制。艦艇3(紅方)、E-2C預(yù)警機(jī)(藍(lán)方)、EA-18G電子戰(zhàn)飛機(jī)(藍(lán)方)、F-16戰(zhàn)斗機(jī)(藍(lán)方)為計(jì)算機(jī)生成的配訓(xùn)兵力?！安饿L叉”反艦導(dǎo)彈為半實(shí)物仿真的配訓(xùn)兵力。受訓(xùn)艦艇1和艦艇2通過指令驅(qū)動(dòng)嵌入其作戰(zhàn)系統(tǒng)內(nèi)部的模擬器完成對(duì)配訓(xùn)兵力的感知和交互。所有虛實(shí)兵力在虛實(shí)融合聯(lián)邦(HLA高層體系結(jié)構(gòu))內(nèi)的虛擬空間進(jìn)行交互。

圖1 虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練概念示意圖

要想實(shí)現(xiàn)這樣的訓(xùn)練,從體系架構(gòu)上來看,構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)需要包括三個(gè)部分,即綜合導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)、艦載嵌入式終端和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)。

綜合導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)是導(dǎo)調(diào)人員掌握綜合戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),實(shí)施導(dǎo)調(diào)控制的有效途徑,是所有虛實(shí)兵力完成交互對(duì)抗的仿真環(huán)境支撐,是融合虛實(shí)兵力態(tài)勢(shì)信息、完成訓(xùn)練資源統(tǒng)一調(diào)配、實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練活動(dòng)全程控制的重要保證。

艦載嵌入式終端是指嵌入艦艇內(nèi)部的各模塊終端,終端通常會(huì)嵌入傳感器系統(tǒng)、武器系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng),在接收指令后對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行激勵(lì),可讓受訓(xùn)艦艇有效地感知戰(zhàn)場(chǎng)各兵力狀態(tài)與行為的變化,模擬不同時(shí)刻軟硬武器的使用情況，對(duì)艦艇的位置、航向、航速等導(dǎo)航信息進(jìn)行仿真,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)虛實(shí)兵力的交互,完成不同作戰(zhàn)空間的轉(zhuǎn)換，它是實(shí)裝艦艇進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練的關(guān)鍵。

戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)則是為訓(xùn)練數(shù)據(jù)在不同受訓(xùn)艦艇之間、受訓(xùn)艦艇各系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸提供重要支撐。

3 系統(tǒng)能力需求分析

針對(duì)未來水面艦艇軍事訓(xùn)練特點(diǎn),為了更好地滿足基于虛實(shí)結(jié)合的訓(xùn)練要求,水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)該具有什么樣的能力是構(gòu)建需要著重考慮的問題。下面從系統(tǒng)基本性能、基礎(chǔ)服務(wù)能力和綜合業(yè)務(wù)能力三個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析。圖2為系統(tǒng)能力需求體系框架。

圖2 系統(tǒng)能力需求體系框架

3.1 基本性能需求

從訓(xùn)練對(duì)象、訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練模式、訓(xùn)練環(huán)境、訓(xùn)練形式和配訓(xùn)兵力六個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)基本功能進(jìn)行分析。

在訓(xùn)練對(duì)象上,系統(tǒng)應(yīng)該滿足帶動(dòng)各級(jí)指揮員、崗位操作手等多層級(jí)人員訓(xùn)練。在訓(xùn)練內(nèi)容上,根據(jù)水面艦艇的使命任務(wù),滿足對(duì)空、對(duì)海、對(duì)潛以及對(duì)岸等戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練,尤其是要滿足在復(fù)雜電磁環(huán)境條件下的訓(xùn)練需求。在訓(xùn)練模式上,滿足受訓(xùn)艦艇既可以進(jìn)行單艦艇訓(xùn)練,也可以與不同地域的艦艇一起進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的編隊(duì)體系對(duì)抗訓(xùn)練。在訓(xùn)練環(huán)境上,能夠提供不同訓(xùn)練海域、自然環(huán)境(水深、海況、氣象等海上條件)和復(fù)雜電磁環(huán)境下的訓(xùn)練。在訓(xùn)練形式上,既可以實(shí)現(xiàn)受訓(xùn)艦艇在駐泊地訓(xùn)練,也可以滿足海上航行狀態(tài)中進(jìn)行訓(xùn)練的要求。在配訓(xùn)兵力上,需要滿足對(duì)潛在作戰(zhàn)對(duì)手現(xiàn)役兵力及其作戰(zhàn)樣式、“代差級(jí)”武器裝備以及未來新型作戰(zhàn)力量模擬的要求。

3.2 基礎(chǔ)服務(wù)能力需求分析

基礎(chǔ)服務(wù)能力是水面艦艇編隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行的有力支撐,是組織編隊(duì)對(duì)抗訓(xùn)練的根本保障。從滿足受訓(xùn)艦艇進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練的要求來看,系統(tǒng)應(yīng)該為訓(xùn)練提供以下四個(gè)方面的服務(wù)。

1)運(yùn)行環(huán)境基礎(chǔ)服務(wù)

組織異地分布的實(shí)裝艦艇進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練,首先需要建立統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境,運(yùn)行環(huán)境需要有統(tǒng)一的交互規(guī)則、交互對(duì)象模型模板(Object Model Template, OMT)、時(shí)統(tǒng)服務(wù)以及聯(lián)邦運(yùn)行支撐環(huán)境(Run-Time Infrastructure, RTI)。運(yùn)行支撐環(huán)境RTI可對(duì)整個(gè)訓(xùn)練中聯(lián)邦成員之間接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范,完成聯(lián)邦管理、對(duì)象管理、所有權(quán)管理、聲明管理、時(shí)間管理以及數(shù)據(jù)分發(fā)管理六種管理服務(wù),實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦內(nèi)部成員之間互操作行為。虛實(shí)兵力可以作為聯(lián)邦成員通過發(fā)布/訂閱的方式實(shí)現(xiàn)彼此之間的交互，從而解決所有虛實(shí)兵力的交互問題，實(shí)現(xiàn)真實(shí)兵力與虛擬兵力之間、各虛擬兵力之間的正常感知和對(duì)抗。

2)數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)服務(wù)

一是數(shù)據(jù)互聯(lián)互通服務(wù)。組織多艦艇進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練,需要解決實(shí)裝艦艇、計(jì)算機(jī)推演模擬、半實(shí)物仿真等系統(tǒng)異構(gòu)性問題,建立統(tǒng)一的內(nèi)部技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,解決數(shù)據(jù)格式不同、內(nèi)部數(shù)據(jù)通信的協(xié)議不一致引發(fā)的沖突，實(shí)現(xiàn)多種異構(gòu)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換。

二是數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸服務(wù)。為了保證訓(xùn)練有序開展,需要通信鏈路提供實(shí)時(shí)、有效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸保障。在數(shù)據(jù)傳輸方式上可采用多種通信手段,能夠進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化設(shè)置,實(shí)現(xiàn)通信鏈路的合理使用,保證重要數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)可靠。

三是數(shù)據(jù)安全傳輸服務(wù)。為了提高訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?需要在數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收端進(jìn)行加密與解密處理,數(shù)據(jù)收發(fā)終端需要進(jìn)行相關(guān)加/解密設(shè)備的加裝,實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)安全傳輸。

3)艦艇嵌入式終端硬件支撐服務(wù)

艦艇嵌入式終端是嵌入艦艇戰(zhàn)斗系統(tǒng)的激勵(lì)器,它是虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練中所有虛實(shí)兵力交互信息的末梢執(zhí)行終端,是操作真實(shí)裝備進(jìn)行虛擬仿真訓(xùn)練的硬件環(huán)境支撐。從功能和需求上,應(yīng)包括數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備、激勵(lì)模塊終端和接口設(shè)備三部分。

一是數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備。設(shè)備既可以接收綜合導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)的指令,驅(qū)動(dòng)嵌入作戰(zhàn)系統(tǒng)內(nèi)部的各嵌入式激勵(lì)模塊,使受訓(xùn)艦艇實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的感知與對(duì)抗,也可以實(shí)時(shí)采集受訓(xùn)艦艇的動(dòng)靜態(tài)信息,發(fā)送至導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)受訓(xùn)艦艇的訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控及交戰(zhàn)裁決。

二是嵌入作戰(zhàn)系統(tǒng)的各激勵(lì)模塊終端。模塊需要嵌入艦艇內(nèi)部各傳感器、武器系統(tǒng)及導(dǎo)航設(shè)備。模塊激勵(lì)傳感器產(chǎn)生相應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息,完成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知,激勵(lì)武器系統(tǒng)產(chǎn)生武器使用效果,模擬武器使用,激勵(lì)導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生艦艇導(dǎo)航信息,實(shí)現(xiàn)不同海域、不同航行情況的訓(xùn)練。

三是接口設(shè)備。需要提供數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備與各激勵(lì)模塊、各激勵(lì)模塊與相應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換接口,完成訓(xùn)練數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換交互。

4)模型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)服務(wù)

模型數(shù)據(jù)是運(yùn)用訓(xùn)練系統(tǒng)組織虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練的基礎(chǔ),能否很好地建立符合真實(shí)作戰(zhàn)情況下的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型、兵力及相關(guān)作戰(zhàn)行動(dòng)模型是提高訓(xùn)練環(huán)境真實(shí)程度、提升訓(xùn)練效果的重要保證。

①戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型

戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型是特定戰(zhàn)場(chǎng)空間中仿真實(shí)體和關(guān)系的抽象。建立的模型數(shù)據(jù)需要從兩方面考慮,一是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真實(shí)體,二是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真實(shí)體同其他仿真實(shí)體之間的關(guān)系。

考慮水面艦艇主要是基于海上作戰(zhàn),仿真實(shí)體環(huán)境因素主要包括海洋環(huán)境、大氣環(huán)境以及電磁環(huán)境。海洋環(huán)境因素主要有海水水深、溫度、鹽度、密度,海面狀態(tài)(海風(fēng)、浪情況)等。大氣環(huán)境因素主要有海上風(fēng)力大小、能見度、大氣壓、大氣濕度以及云、霧、降雨等。電磁環(huán)境因素主要是指某特定的戰(zhàn)場(chǎng)空間中電磁信號(hào)密度、類型、頻域范圍以及各輻射源信號(hào)在四域(時(shí)域、頻域、能域、空域)中相互重疊,動(dòng)態(tài)變化的電磁態(tài)勢(shì)。

戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)艦艇傳感器、軟硬武器、通信等裝備作戰(zhàn)效能有重要的影響,建立仿真實(shí)體模型需要考慮不同環(huán)境下其與其他軍事仿真實(shí)體(傳感器、武器裝備)之間的相互關(guān)系,有效建立不同戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下兵力作戰(zhàn)性能模型是提升訓(xùn)練環(huán)境逼真度的關(guān)鍵。

②作戰(zhàn)兵力及作戰(zhàn)行動(dòng)模型

作戰(zhàn)兵力模型整體上應(yīng)該涵蓋各類水面艦艇、潛艇、作戰(zhàn)飛機(jī)等海上作戰(zhàn)兵力,兵力的模型既要滿足作戰(zhàn)兵力各傳感器、通信設(shè)備、軟硬武器等平臺(tái)的戰(zhàn)技性能要求,也要符合其應(yīng)對(duì)不同作戰(zhàn)場(chǎng)景和作戰(zhàn)任務(wù)而進(jìn)行的一系列戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作。其在類型上，既要包括己方作戰(zhàn)兵力模型,也要有不同作戰(zhàn)對(duì)手兵力模型。己方兵力模型是針對(duì)己方作戰(zhàn)兵力而言的,它反映的是對(duì)己方兵力作戰(zhàn)能力的有效模擬,模型的真實(shí)程度往往會(huì)影響整個(gè)作戰(zhàn)的結(jié)果。對(duì)手兵力模型則是針對(duì)潛在作戰(zhàn)對(duì)手,用于受訓(xùn)艦艇與不同作戰(zhàn)對(duì)手開展兵力對(duì)抗,解決實(shí)兵演習(xí)無法滿足與不同作戰(zhàn)對(duì)手對(duì)抗的問題。

3.3 綜合業(yè)務(wù)能力需求分析

為了更好地支撐訓(xùn)練,從系統(tǒng)組訓(xùn)支持能力、配訓(xùn)支持能力、虛實(shí)結(jié)合能力、綜合戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)保障能力四個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)綜合業(yè)務(wù)能力需求分析。

1)組訓(xùn)支持能力

①導(dǎo)調(diào)控制功能

導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)是訓(xùn)練過程中融合信息、調(diào)配資源、掌握進(jìn)程的“大腦”,是水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的核心。其功能應(yīng)該滿足以下五個(gè)方面:一是可實(shí)現(xiàn)演練方案和演練環(huán)境的準(zhǔn)確布置,對(duì)演練全進(jìn)程中可實(shí)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)調(diào)干預(yù)；二是支持演練數(shù)據(jù)的管理，可實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除、存儲(chǔ)、查詢等功能；三是能夠?qū)⒂?xùn)兵力(包括虛擬兵力)及兵力行動(dòng)進(jìn)行指揮控制；四是可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)仿真過程的控制,包括模型的加載、仿真步長的設(shè)定以及仿真開始、暫停、繼續(xù)、結(jié)束等功能；五是可實(shí)現(xiàn)時(shí)間一致性管理和數(shù)據(jù)分發(fā)有效管理,確保演練中事件發(fā)生的邏輯準(zhǔn)確。

②訓(xùn)練監(jiān)控功能

訓(xùn)練監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練過程控制的前提所在。其一是能夠?qū)τ?xùn)練中各虛實(shí)兵力的態(tài)勢(shì)情況進(jìn)行監(jiān)控。整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的監(jiān)控能給導(dǎo)演部提供各兵力行動(dòng)的信息,方便其對(duì)演練進(jìn)程進(jìn)行掌控。二是對(duì)訓(xùn)練過程中指揮命令、兵力行動(dòng)以及實(shí)裝操作信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控,便于后期進(jìn)行訓(xùn)練效果分析評(píng)估。

③訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集與效果評(píng)估功能

演練過程中需要對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ),為后期系統(tǒng)進(jìn)行分析評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容應(yīng)包括虛實(shí)兵力交互信息、指揮命令、實(shí)裝操作以及文電類信息等數(shù)據(jù)。訓(xùn)練效果評(píng)估主要是利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的訓(xùn)練數(shù)據(jù),對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)估并給出訓(xùn)練成績。

④交戰(zhàn)裁決功能

交戰(zhàn)裁決是指對(duì)兵力交互過程中的態(tài)勢(shì)感知、軟硬武器對(duì)抗等交戰(zhàn)行為的時(shí)效性、準(zhǔn)確性進(jìn)行裁決,能夠?qū)ψ鲬?zhàn)行動(dòng)中兵力戰(zhàn)損、傷亡、戰(zhàn)斗力等信息進(jìn)行準(zhǔn)確判定。事后可對(duì)訓(xùn)練中作戰(zhàn)指揮、作戰(zhàn)行動(dòng)、戰(zhàn)損情況以及戰(zhàn)損原因進(jìn)行分析并反饋結(jié)果。

2)配訓(xùn)支持能力

①兵力及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模擬能力。為了更好地提高參訓(xùn)人員訓(xùn)練水平,需要系統(tǒng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、作戰(zhàn)兵力及其相關(guān)作戰(zhàn)行動(dòng)具有較好的模擬能力。尤其是在虛擬兵力及其行動(dòng)模型建立、虛實(shí)兵力的對(duì)抗裁決以及復(fù)雜電磁環(huán)境的構(gòu)設(shè)等方面滿足高逼真度的要求。

②綜合配訓(xùn)支持能力。主要是指為參訓(xùn)兵力提供對(duì)不同訓(xùn)練內(nèi)容的能力。為了滿足不同訓(xùn)練內(nèi)容、不同對(duì)象的需要,系統(tǒng)可對(duì)實(shí)裝設(shè)備與仿真資源進(jìn)行靈活配置。根據(jù)具體的訓(xùn)練任務(wù),調(diào)取作戰(zhàn)想定庫、兵力模型庫、作戰(zhàn)行動(dòng)模型庫以及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境庫等數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的信息,完成作戰(zhàn)想定生成、兵力行動(dòng)設(shè)置和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境加載。利用導(dǎo)調(diào)、裁決、評(píng)估等工具,通過設(shè)置裁判規(guī)則、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練過程的導(dǎo)調(diào)干預(yù)、戰(zhàn)果裁決和訓(xùn)練評(píng)估。

③作戰(zhàn)仿真推演能力。主要是指利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)虛實(shí)兵力對(duì)抗推演模擬的能力。主要包括對(duì)抗過程模擬的逼真度、仿真推演綜合態(tài)勢(shì)顯示、仿真推演過程控制以及仿真推演綜合態(tài)勢(shì)輸出等能力。它是虛實(shí)兵力在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)空間交互的真實(shí)體現(xiàn),是組訓(xùn)人員對(duì)虛擬戰(zhàn)場(chǎng)綜合態(tài)勢(shì)準(zhǔn)確掌握的有效途徑。

④綜合態(tài)勢(shì)信息管理能力,主要是指虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練中導(dǎo)調(diào)控制系統(tǒng)對(duì)各態(tài)勢(shì)信息的收集、處理、綜合顯示以及分發(fā)管理等能力。

3)虛實(shí)交互能力

為了更好地滿足虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練的要求,系統(tǒng)需要解決虛實(shí)兵力態(tài)勢(shì)融合、虛實(shí)兵力互感互抗以及受訓(xùn)艦艇對(duì)虛實(shí)兵力指揮等問題。

①虛實(shí)態(tài)勢(shì)融合能力

訓(xùn)練過程中,真實(shí)兵力存在于真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)空間中,而虛擬兵力存在于虛擬戰(zhàn)場(chǎng)空間中,為便于導(dǎo)演部對(duì)綜合態(tài)勢(shì)的掌握,需要系統(tǒng)能夠提供具有時(shí)空一致性的虛實(shí)兵力交互空間,形成統(tǒng)一的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),以便導(dǎo)調(diào)人員進(jìn)行導(dǎo)調(diào)干預(yù),實(shí)現(xiàn)虛實(shí)兵力的交戰(zhàn)裁決。

②虛實(shí)兵力交互

虛實(shí)兵力交互是水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的重要內(nèi)容,是實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練的重要保障。交互主要包括虛實(shí)兵力相互感知、相互對(duì)抗以及受訓(xùn)兵力對(duì)虛實(shí)兵力的統(tǒng)一指揮。

虛實(shí)兵力互感互抗能力,是指使虛實(shí)兵力相互感知對(duì)方位置、作戰(zhàn)行動(dòng)等動(dòng)靜態(tài)信息以及模擬對(duì)抗過程的能力。解決訓(xùn)練中真實(shí)兵力與虛擬兵力不在同一空間帶來的感知、對(duì)抗問題。受訓(xùn)兵力對(duì)虛實(shí)兵力的統(tǒng)一指揮,是指訓(xùn)練中受訓(xùn)艦艇對(duì)其所屬虛實(shí)兵力統(tǒng)一指揮。

4)綜合戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)保障能力

組織水面艦艇進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練,訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)是根本保障，運(yùn)行的環(huán)境主要可分為兩部分：艦艇內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和無線通信鏈路。

①艦艇內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)保障能力

為滿足艦艇內(nèi)部訓(xùn)練操作流程、指揮流程與實(shí)際作戰(zhàn)流程一致性的要求,需要將艦艇指揮控制系統(tǒng)、各嵌入模塊終端、收發(fā)控制終端通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接在一起,確保訓(xùn)練各環(huán)節(jié)的真實(shí)性。

②無線通信鏈路保障能力

虛實(shí)結(jié)合訓(xùn)練中,導(dǎo)演部與各受訓(xùn)艦艇之間、各受訓(xùn)艦艇之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互,分布式各參訓(xùn)節(jié)點(diǎn)需要能夠?qū)崟r(shí)獲取與其交互的實(shí)體數(shù)據(jù),通信鏈路能否實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠、低延遲性的傳輸是有效開展訓(xùn)練的基礎(chǔ)保障。無線通信鏈路應(yīng)當(dāng)具備以下能力：

?可以實(shí)現(xiàn)所有分布式受訓(xùn)節(jié)點(diǎn)能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練數(shù)據(jù)交互；

?通信鏈路需要寬帶通信,可滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互、高速傳輸?shù)男枨螅?/p>

?數(shù)據(jù)誤碼率低,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；

?優(yōu)化可用帶寬的利用率,能夠最大限度地減少通信延遲；

?無線通信安全性高；

?可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信鏈路的實(shí)時(shí)監(jiān)控并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；

?需要同艦艇內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互通,通過協(xié)議確保訓(xùn)練數(shù)據(jù)的傳輸。

③訓(xùn)練資源互聯(lián)共享

訓(xùn)練中,由于指揮信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)、半實(shí)物模擬等系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上存在一定的差異,使得各個(gè)訓(xùn)練資源不能互聯(lián)共享,為了能夠帶動(dòng)更多的訓(xùn)練資源進(jìn)行一體化聯(lián)合訓(xùn)練,需要解決異地分布式仿真系統(tǒng)和艦艇指揮信息系統(tǒng)之間的異構(gòu)問題,規(guī)范各訓(xùn)練系統(tǒng)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式與傳輸協(xié)議,實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。一是提供標(biāo)準(zhǔn)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)定義和接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,為不同系統(tǒng)之間交互奠定基礎(chǔ)；二是提供通用的模型算法,實(shí)現(xiàn)在相同輸入情況下輸出結(jié)果的一致性；三是提供訓(xùn)練支撐平臺(tái),支持不同訓(xùn)練資源動(dòng)態(tài)接入和分布式交互；四是提供統(tǒng)一的注冊(cè)和發(fā)布機(jī)制,實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練資源之間時(shí)空一致性的交互。

4 結(jié)束語

為了有效提升水面艦艇軍事訓(xùn)練效益,本文研究了美軍訓(xùn)練系統(tǒng)的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)未來軍事訓(xùn)練的特點(diǎn)要求,提出構(gòu)建基于虛實(shí)結(jié)合的水面艦艇戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的需求。從基本性能、基礎(chǔ)服務(wù)能力和綜合業(yè)務(wù)能力三個(gè)方面,分析訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)具備的能力。為適應(yīng)新時(shí)期軍事訓(xùn)練變革需要,構(gòu)建虛實(shí)一體的水面艦艇訓(xùn)練系統(tǒng)提供一定的借鑒。