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    海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的研制對(duì)于提高我海軍通信指揮能力和作戰(zhàn)能力具有重大意義。院校中對(duì)通信指揮人才的培訓(xùn)常常通過(guò)一些專(zhuān)用的模擬器材進(jìn)行相應(yīng)的操作訓(xùn)練，由于沒(méi)有相應(yīng)的戰(zhàn)術(shù)環(huán)境和綜合訓(xùn)練功能，其真實(shí)性差，往往達(dá)不到所需要的訓(xùn)練效果。而且其裝備費(fèi)用高，后期維護(hù)復(fù)雜，培訓(xùn)效率較低，所以構(gòu)建海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)成為一種前期投入較少、后期效益較高的選擇。

1 高層體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

高層體系結(jié)構(gòu)（HLA）是一個(gè)可重用的、用于建立基于分布式仿真部件的軟件構(gòu)架。它支持由不同仿真部件組成的復(fù)雜仿真。HLA采用面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)分析系統(tǒng)，建立不同層次和粒度的對(duì)象模型，從而促進(jìn)了仿真系統(tǒng)和仿真部件的重用。在HLA中，不考慮如何由對(duì)象構(gòu)建成員，而是在假設(shè)已有成員的情況下，考慮如何構(gòu)建聯(lián)邦。聯(lián)邦也可以作為一個(gè)成員加入到一個(gè)更大的聯(lián)邦中。HLA結(jié)構(gòu)規(guī)范定義由三部分組成[1]，分別為規(guī)則（Rules）、對(duì)象模型模板（OMT:Object Model Template）和接口規(guī)范說(shuō)明（Inter-faces Specification）。

其中，RTI是HLA框架的核心，它實(shí)現(xiàn)接口規(guī)范中定義的聯(lián)邦管理、聲明管理、對(duì)象管理、所有權(quán)管理、時(shí)鐘管理、數(shù)據(jù)分發(fā)管理等六類(lèi)服務(wù)，目的是將仿真應(yīng)用與底層通信及基本功能相分離，提供底層的通信和基本功能支持。

2 HLA框架下海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)

軟件集成的總體設(shè)計(jì)

海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)基于HLA設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用、易于系統(tǒng)的集成和管理，并且可根據(jù)不同的需求和目的實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦的快速組合和重新配置，保證了聯(lián)邦范圍內(nèi)的互操作和重用。

21系統(tǒng)的功能描述

海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)圍繞海軍一級(jí)指揮機(jī)關(guān)的作戰(zhàn)使命，以不同戰(zhàn)術(shù)模式和電磁環(huán)境為背景，緊密結(jié)合通信指揮系統(tǒng)功能，全程模擬通信指揮的流程。系統(tǒng)具備以下三重功能：

1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分布式交互系統(tǒng)，提供基于通信指揮系統(tǒng)的人機(jī)交互式教學(xué)訓(xùn)練；

）圍繞某一戰(zhàn)術(shù)想定，從組織計(jì)劃到仿真實(shí)施，實(shí)現(xiàn)通信指揮的全過(guò)程推演；模擬通信指揮系統(tǒng)的作業(yè)和信息處理流程，提供通信指揮的理論教學(xué)、方案設(shè)計(jì)、指揮訓(xùn)練的功能平臺(tái)；

3）按HLA協(xié)議將平臺(tái)的接口類(lèi)抽象出來(lái)并進(jìn)行對(duì)象類(lèi)和交互類(lèi)的設(shè)計(jì)，便于平臺(tái)的可重用和可擴(kuò)充。

22系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

根據(jù)軟件的應(yīng)用目的和研究需要，以及將來(lái)的應(yīng)用擴(kuò)展，設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)隨之改動(dòng)。

23仿真模型的構(gòu)建

在仿真試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)之上，根據(jù)HLA和海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)基于HLA的海軍通信指揮訓(xùn)練仿真模型[2]。該仿真模型與仿真試驗(yàn)臺(tái)就構(gòu)成了海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)。基于HLA的海軍通信指揮訓(xùn)練仿真系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

24仿真系統(tǒng)的聯(lián)邦成員及其功能

仿真試驗(yàn)臺(tái)的聯(lián)邦成員包含有系統(tǒng)管理與維護(hù)臺(tái)、想定設(shè)計(jì)臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)支持臺(tái)、態(tài)勢(shì)顯示臺(tái)、效能評(píng)估臺(tái)[3]。

通信指揮仿真模型的聯(lián)邦成員有：通信值班臺(tái)、軍圖標(biāo)繪臺(tái)、頻率管理臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)仿真與管理臺(tái)、通信業(yè)務(wù)仿真臺(tái)、通信對(duì)抗與方案設(shè)計(jì)臺(tái)、通信組織作業(yè)臺(tái)。它們的功能如下：

系統(tǒng)管理與維護(hù)臺(tái)系統(tǒng)管理程序負(fù)責(zé)仿真數(shù)據(jù)的初始化、仿真臺(tái)位管理、通信部隊(duì)編制數(shù)據(jù)管理、通信裝備管理、數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)、查看系統(tǒng)事件等功能；想定設(shè)計(jì)臺(tái)演習(xí)前導(dǎo)調(diào)程序完成演習(xí)想定，包括導(dǎo)調(diào)文件、演習(xí)角色設(shè)置、通信部隊(duì)編成、通信裝備編成、選定作戰(zhàn)地圖并設(shè)置基本戰(zhàn)術(shù)背景等；數(shù)據(jù)庫(kù)支持臺(tái)提供想定模版、各種通信資源的查詢(xún)，對(duì)仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、報(bào)告進(jìn)行存儲(chǔ)；態(tài)勢(shì)顯示臺(tái)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)術(shù)環(huán)境和電磁情況，主要有地圖顯示、軍標(biāo)顯示、電磁環(huán)境概況顯示、通信網(wǎng)及鏈路開(kāi)通及使用顯示；效能評(píng)估臺(tái)根據(jù)仿真過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和事件，運(yùn)用各種效能評(píng)估模型評(píng)估參訓(xùn)人員的方案設(shè)計(jì)能力及對(duì)指揮流程的熟悉程度；通信值班臺(tái)對(duì)上級(jí)的命令進(jìn)行解析，分發(fā)到各仿真臺(tái)位，并對(duì)各仿真臺(tái)位的請(qǐng)示要求進(jìn)行響應(yīng)；軍標(biāo)標(biāo)繪臺(tái)

1）地圖顯示，采用軍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)格式矢量地圖，具備矢量圖、立體圖兩種顯示方式；

2）聯(lián)合標(biāo)圖，編輯軍標(biāo)屬性、外觀，增加、刪除軍標(biāo)，調(diào)整軍標(biāo)種類(lèi)，保存軍標(biāo)數(shù)據(jù)文件，可進(jìn)行規(guī)則軍標(biāo)、不規(guī)則軍標(biāo)、隊(duì)號(hào)軍標(biāo)、象形軍標(biāo)的標(biāo)繪，設(shè)置其顏色、線寬、填充等屬性；頻率管理臺(tái)根據(jù)想定的不同電磁環(huán)境，在數(shù)據(jù)庫(kù)的輔助下進(jìn)行可用頻率的劃分并制定可用頻率表；網(wǎng)絡(luò)仿真與管理臺(tái)：根據(jù)設(shè)備工作參數(shù)、干擾環(huán)境和鏈路連接情況構(gòu)造通信網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，生成通信網(wǎng)絡(luò)組織圖或單工電臺(tái)通信鏈路圖；通信業(yè)務(wù)仿真臺(tái)仿真正常情況和受擾情況下語(yǔ)音通信、手鍵報(bào)、電子鍵報(bào)、數(shù)據(jù)終端收發(fā)通信效果；

通信對(duì)抗仿真及方案設(shè)計(jì)臺(tái)：按照演習(xí)想定在指定地域開(kāi)設(shè)無(wú)線電偵察站、無(wú)線電測(cè)向站和無(wú)線電干擾臺(tái)，完成通信對(duì)抗計(jì)劃。在演習(xí)仿真階段，可以根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)整對(duì)抗計(jì)劃；信組織作業(yè)臺(tái)根據(jù)想定設(shè)計(jì)的要求以及各仿真臺(tái)位的技術(shù)支持，制定貼近實(shí)際的組織方案。

3 仿真系統(tǒng)軟件集成的實(shí)現(xiàn)

31仿真系統(tǒng)想定

導(dǎo)演人員啟動(dòng)仿真系統(tǒng)進(jìn)行兵力、戰(zhàn)術(shù)環(huán)境、演練基本信息等的設(shè)置，各參訓(xùn)人員操作各自的仿真臺(tái)以聯(lián)邦形式加入仿真系統(tǒng)，完成上級(jí)下達(dá)的各種指令，并將各自的方案報(bào)告提交給需要的聯(lián)邦進(jìn)行交互，直到訓(xùn)練結(jié)束。

32仿真系統(tǒng)接口類(lèi)設(shè)計(jì)

接口類(lèi)描述了各仿真模型與外界進(jìn)行交互的數(shù)據(jù)以及自身需要進(jìn)行的操作[4]。根據(jù)訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，仿真系統(tǒng)的主要接口類(lèi)如圖3所示。

33仿真系統(tǒng)對(duì)象類(lèi)/交互類(lèi)設(shè)計(jì)

對(duì)象類(lèi)和交互類(lèi)確定了各個(gè)聯(lián)邦成員之間的數(shù)據(jù)流和控制流，實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦成員之間的信息交換和互操作。根據(jù)仿真試驗(yàn)平臺(tái)的交互特點(diǎn)，仿真系統(tǒng)中的主要對(duì)象類(lèi)和交互類(lèi)如下。

331對(duì)象類(lèi)

1）System類(lèi)具有屬性：ID:系統(tǒng)臺(tái)位號(hào)；Name:臺(tái)位名；strTime:指令時(shí)間；strOrder:指令內(nèi)容；OrderID:指令下達(dá)臺(tái)位或臺(tái)位請(qǐng)示指令。

2）Table類(lèi)具有屬性：strTask:接收的任務(wù)；strRefer:請(qǐng)示內(nèi)容；strReport:提交報(bào)告。

3）Manage類(lèi)具有其它對(duì)象類(lèi)的所有屬性，用于記錄數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行仿真的回溯和重演等操作以及事后分析。可由System類(lèi)和Table類(lèi)分別派生出系統(tǒng)的各臺(tái)位和參訓(xùn)人員的臺(tái)位進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。便于數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。

332交互類(lèi)

1）Output類(lèi)參訓(xùn)平臺(tái)輸出類(lèi)，規(guī)范了各平臺(tái)的交互數(shù)據(jù)，便于其它平臺(tái)的使用。具有參數(shù)：FromID:輸出臺(tái)位號(hào)；ToID:輸入臺(tái)位號(hào)；Time:時(shí)戳；strData:交互數(shù)據(jù)。

2）Instruction類(lèi)交互指令類(lèi)，列出用于交互的標(biāo)準(zhǔn)指令格式。具有參數(shù)：SystemID:系統(tǒng)發(fā)送命令臺(tái)；TableID:接受命令臺(tái)；strInstru:指令內(nèi)容；HasFlag:是否回執(zhí)。

34系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

整個(gè)仿真基于Visual C++設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，采用LabWorks進(jìn)行對(duì)象類(lèi)和交互類(lèi)的設(shè)計(jì)，RTI采PitchAB公司的pRTI[5]。仿真的概略工作流程如圖4。首先，啟動(dòng)仿真試驗(yàn)臺(tái)，仿真試驗(yàn)臺(tái)的各聯(lián)邦成員和通信指揮成員分別動(dòng)態(tài)地加入聯(lián)邦并準(zhǔn)備就緒；然后，仿真試驗(yàn)臺(tái)初始化戰(zhàn)術(shù)環(huán)境并進(jìn)行態(tài)勢(shì)顯示，各模塊之間進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，及時(shí)更新屬性，仿真管理器推進(jìn)仿真時(shí)間，仿真隨著數(shù)據(jù)信息流的不斷交互逐步演進(jìn)，直至訓(xùn)練終止；最后，進(jìn)行效能評(píng)估，顯示分析結(jié)果，仿真終止。在系統(tǒng)仿真過(guò)程中，可以通過(guò)仿真管理實(shí)現(xiàn)仿真的暫停和回溯等功能。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)通信指揮部門(mén)的模擬和通信指揮流程的仿真，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)了對(duì)每次演練的評(píng)估和標(biāo)定，而且演練進(jìn)程可以回演，并能給出各參訓(xùn)人員的鑒定結(jié)果，所以該仿真系統(tǒng)可作為理論性輔助設(shè)備用于人員訓(xùn)練、通信組織指揮的研究和裝備的仿真測(cè)試。HLA技術(shù)的應(yīng)用，使通信指揮仿真系統(tǒng)的構(gòu)建有效利用了先前的仿真成果。仿真的結(jié)構(gòu)和框架更加明晰，便于理解。這種框架具有較好的靈活性和適應(yīng)性，它實(shí)現(xiàn)了各類(lèi)仿真系統(tǒng)和部件的重組和互操作，避免了同種工作的反復(fù)勞動(dòng)，縮短了科研時(shí)間，有效協(xié)調(diào)和利用現(xiàn)有資源，節(jié)省了科研經(jīng)費(fèi)。