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十九大以來，全軍和武警部隊大抓練兵備戰(zhàn)，全面強化實戰(zhàn)化軍事訓練。模擬訓練能夠節(jié)省費用、減少訓練傷亡、節(jié)省訓練時間等，是軍隊建設重點發(fā)展的領域。軍用模擬器技術(shù)是系統(tǒng)仿真技術(shù)在軍事裝備中應用的集中體現(xiàn),也是系統(tǒng)仿真技術(shù)學科的重要組成部分和核心應用領域之一。

采用“模擬系統(tǒng)”訓練，可以節(jié)省大量的費用成本。從國外先進經(jīng)驗看，盡管研制開發(fā)一臺先進模擬器的費用可能超過單臺設備的購置費，但其一旦投入使用，模擬訓練費用還是遠遠低于在真機上的訓練費用。

一、系統(tǒng)概述

多功能模塊化保障裝備作戰(zhàn)訓練模擬平臺采用“通用仿真訓練平臺+多種仿真模擬訓練系統(tǒng)操縱桿件模塊”的模塊化組合設計方案，利用數(shù)據(jù)通信總線與熱插拔技術(shù)，實現(xiàn)操縱桿件模塊在不同操縱控制臺上互換，構(gòu)建一臺多用的工程保障裝備仿真訓練系統(tǒng)。

多功能模塊化保障裝備作戰(zhàn)訓練模擬平臺配備VR顯示系統(tǒng)、高清視頻矩陣LED顯示屏、自由度平臺等拓展外設接口，模擬平臺配套的軟件系統(tǒng)可自適應各類可接入外設設備，例如VR顯示，可360度旋轉(zhuǎn)視角來全面觀察虛擬的訓練環(huán)境，增強作戰(zhàn)訓練的沉浸感。

系統(tǒng)可根據(jù)導調(diào)任務命令對編組單裝操作技能訓練系統(tǒng)發(fā)送包括任務目標調(diào)整、調(diào)度位置、作業(yè)時間、編組調(diào)整等任務調(diào)控指令，并動態(tài)監(jiān)控、采集編組裝備操作模擬訓練系統(tǒng)位置、工作狀態(tài)、任務進程等訓練數(shù)據(jù)，并在高清視頻矩陣大型屏幕顯示系統(tǒng)上顯示。

二、軟件系統(tǒng)設計

裝備訓練模擬系統(tǒng)軟件主要基于單裝技能訓練、多裝協(xié)作訓練兩大硬性需求為根據(jù)點研發(fā)，將單裝與多裝功能需求分別細化成軟件的功能模塊，集成到一套軟件系統(tǒng)中，并搭載國產(chǎn)操作系統(tǒng)的軟件。

（一）單裝模擬訓練功能  

多功能模塊化保障裝備作戰(zhàn)訓練模擬平臺可獨自創(chuàng)建和實施多裝協(xié)作訓練。完成各單裝技能訓練模擬系統(tǒng)的單裝技能與小型多裝協(xié)作訓練科目。

（1）虛擬仿真訓練環(huán)境

虛擬樣機、仿真訓練環(huán)境集成在裝備仿真訓練軟件中。通過采用三維建模、算法分析、圖像處理、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，構(gòu)建高精度、高逼真度的三維數(shù)字模型及常用作業(yè)訓練環(huán)境。考慮到工程保障機械群具備多種作業(yè)訓練環(huán)境，可在軟件中選擇不同的地形地貌、天氣、時段，以滿足裝備訓練科目對氣候、地形地貌、時間等環(huán)境和時間方面的要求。

（2）訓練模擬系統(tǒng)軟件

可進行裝備形態(tài)、性能展示、操作預習、駕駛/基礎作業(yè)、應用作業(yè)、多裝協(xié)同作業(yè)等訓練及考核課目，驅(qū)動三/六自由度運動平臺進行運動反饋。操作方法、視景反饋、運動反饋與實裝訓練一致。訓練中可進行多角度觀察，并設置引導、講解、警示、標識信息。系統(tǒng)可聯(lián)網(wǎng)由多裝協(xié)同訓練系統(tǒng)控制，開展多裝協(xié)同訓練，并實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)交換。

（二）多裝協(xié)作模擬訓練功能  

工程保障裝備仿真訓練系統(tǒng)是由軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、支撐環(huán)境及相關輔助部件構(gòu)成的。在多裝協(xié)同訓練功能下，根據(jù)上級導調(diào)系統(tǒng)，創(chuàng)建訓練任務，對所屬單裝技能訓練系統(tǒng)和多裝協(xié)作訓練系統(tǒng)的運行實施管理控制、指揮控制，對訓練過程進行記錄、顯示和評價，支撐分隊戰(zhàn)術(shù)訓練。也可對系統(tǒng)內(nèi)單裝技能訓練系統(tǒng)授權(quán)，自主組織單裝技能訓練或多裝協(xié)作訓練。

（1）高精度仿真訓練環(huán)境

根據(jù)多裝協(xié)同訓練需求，構(gòu)建了與之相適應的虛擬仿真環(huán)境，設置訓練場地面積、植被、地質(zhì)、道路、天氣等不同的訓練環(huán)境因素。

（2）任務決策功能

據(jù)分隊行動戰(zhàn)術(shù)訓練要求，結(jié)合軍用工程機械作業(yè)率與運用特點，建立工程量計算、裝備編組和作業(yè)程序生成模型，達成精確計算、合理設計和科學決策。

（3）任務創(chuàng)建功能

根據(jù)任務決策結(jié)果，創(chuàng)建訓練任務，確定指揮關系，指定單裝技能訓練系統(tǒng)進入編組序列，明確初始作業(yè)任務及作業(yè)序列。

（4）態(tài)勢顯示支持功能

反饋現(xiàn)場整體作業(yè)訓練視景，為“綜合態(tài)勢顯示系統(tǒng)”提供數(shù)據(jù)支持。

（5）訓練考核功能

單裝操作考核可自主選題進行考核，也可系統(tǒng)統(tǒng)一組織考核。系統(tǒng)統(tǒng)一組織考核隨機生成考核科目，完成各單裝技能訓練模擬系統(tǒng)的單裝技能與小型多裝協(xié)作訓練科目。多裝協(xié)同作業(yè)考核由系統(tǒng)統(tǒng)一組織進行。

（6）進程監(jiān)控與顯示功能

采用高清液晶顯示屏通過通信框架與任務決策工作模塊和單裝訓練系統(tǒng)相互通信，呈現(xiàn)整個訓練模擬系統(tǒng)中的工作態(tài)勢，也可針對某一裝備訓練模擬系統(tǒng)工作狀況單獨顯示。

三、通用平臺設計

通用平臺主要由底架、前臂、視景機構(gòu)、功能艙、自由度艙、人體承載機構(gòu)構(gòu)成。

（1）底架

底架是整個模擬器的總承重和傳輸機構(gòu)，所有質(zhì)量全部由底架支撐，所以底架主體采用數(shù)控激光切割、鈑金、焊接、噴塑等工藝技術(shù)，保證設備外形美觀、設備整體強度足夠、絕緣防銹等；在保證重量分散平均的同時，大量的元器件供電和通信總線也從底架穿過。是模擬器的堅實“路基”。

（2）前臂

前臂主要負責視景系統(tǒng)的支撐和圖像數(shù)據(jù)的傳輸，采用多層鈑金鋼板加固，同時內(nèi)置線材一體化束線結(jié)構(gòu)，保護通信線材的同時保證動態(tài)下通信的可靠性。內(nèi)置漏電保護系統(tǒng)，保證在高負荷及大電流脈沖下可以保護設備正常運轉(zhuǎn)。

（3）視景機構(gòu)

視景機構(gòu)主要是仿真模擬器的圖像輸出，包括通用型顯示支架和顯示系統(tǒng)，同時顯示支架具備多屏拓展性，可以兼容雙屏、三屏、多屏等多種視景拼接顯示模式。顯示系統(tǒng)主要作為模擬器的圖像輸出，兼容多屏幕設置，兼容分屏交互，兼容多分辨率設置，可以滿足多種使用場景和拓展思路。

（4）功能艙

功能艙是搭載模擬器硬件的“心臟”單片機控制器的運算核心地帶。包含多模組的控制單片機群、軟件運算平臺等。功能艙是電路的聚集地，也是電磁干擾的“重災區(qū)”，這里專門設置電磁屏蔽設備隔絕電磁干擾，保障通信數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。

（5）自由度艙

平臺可配備自由度平臺（三自由度、六自由度），自由度艙主要是收納伺服器的艙室，3個或者6個自由度缸體的運行數(shù)據(jù)全部通過該艙室的伺服器進行輸出和運算。產(chǎn)生大量的電磁信號，需要采用專門的屏蔽艙室予以控制，同時也便于放置檢修。

（6）人體承載機構(gòu)

人體承載機構(gòu)及仿真模擬器的座椅，主要承載駕駛操作人員，同時兼容多項傳感和裝備操作，包括兩點式安全帶、傳感器等。另外座椅包覆面采用皮革材質(zhì)，防水，防靜電，有利于衛(wèi)生清潔，提升美觀效果。座椅坐墊部分支持前后調(diào)節(jié)，拷貝支持傾角調(diào)節(jié)，可根據(jù)人員胖瘦高低等特性進行座椅前后調(diào)整，靠背的前后傾角調(diào)整，以便應對不同人對于駕駛艙空間的各種需求和調(diào)整坐姿等。

（7）自適應控制單元設計：

模擬器的主要輸入系統(tǒng)，分為前自適應單元、左自適應單元、右自適應單元。各單元通過無線連接器進行數(shù)據(jù)連接及通訊，通過此功能，各分模塊可在短時間內(nèi)進行模塊更換及識別，能夠在最大程度上節(jié)約模塊更換的時間，提高使用效率。