工程保障機械群仿真訓練系統(tǒng)
2022-12-08 14:40:44
來源：碩博科技
一、方案背景
現(xiàn)代戰(zhàn)爭是高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭，高新技術(shù)廣泛應用于軍事領(lǐng)域、各種新式武器和技術(shù)兵器大量投放戰(zhàn)場,使得戰(zhàn)場的突發(fā)性與破壞性空前提高,戰(zhàn)場對工程保障的依賴性進一步增強。軍用工程機械是工程兵部隊遂行作戰(zhàn)工程保障、國防工程建設和非戰(zhàn)爭軍事行動等任務的重要物質(zhì)基礎,是機動保障、偽裝相關(guān)分隊戰(zhàn)斗力的重要組成部分。
二、總體規(guī)劃
圍繞軍用工程機械操作技能和機動保障道路分隊、偽裝分隊開展分隊戰(zhàn)術(shù)訓練問題,實現(xiàn)單裝技能訓練、多裝協(xié)作訓練、分隊戰(zhàn)術(shù)訓練等總體功能要求,總體結(jié)構(gòu)由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、支撐環(huán)境等部分組成。
其中,硬件系統(tǒng)包括單裝操作訓練操縱控制臺、訓練進程監(jiān)控顯示系統(tǒng)、圖形工作站、任務決策工作臺、數(shù)據(jù)服務器、音效設備、考勤設備等組成,軟件系統(tǒng)由單裝技能訓練系統(tǒng)、多裝協(xié)作訓練系統(tǒng)和訓練導調(diào)分系統(tǒng)等部分組成。單裝技能訓練模擬系統(tǒng)又包含GJT112A型推土機、GDW111B型挖掘機、GJZ112A型裝載機、PY180型平地機、JY633-J型挖掘機、TY220型推土機和ZL50G型裝載機7種訓練模擬系統(tǒng),用于實現(xiàn)單裝、多裝協(xié)作和分隊訓練的終端機械作業(yè)訓練實施過程。多裝協(xié)作訓練系統(tǒng)主要用于建立訓練任務、對任務編組內(nèi)的單裝技能訓練系統(tǒng)實施控制,以及訓練過程的監(jiān)控與顯示。訓練導調(diào)系統(tǒng)用于指令接收與反饋、情景生成、過程干預和訓練評價。
系統(tǒng)中單裝操作訓練模擬系統(tǒng)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。
通用平臺+系統(tǒng)操縱桿件模塊
多裝協(xié)同訓練時，上級系統(tǒng)下達想定訓練科目，任務決策工作臺接收該指令,并通過導調(diào)系統(tǒng)進行科目的導演及調(diào)控,發(fā)送相關(guān)指令進行組網(wǎng),對應的各單裝訓練仿真系統(tǒng)接收組網(wǎng)指令后,相關(guān)的單裝訓練仿真系統(tǒng)接入通信網(wǎng)絡,完成握手連接,從而可實現(xiàn)相關(guān)科目的操作訓練。
工程保障機械群作戰(zhàn)運用訓練仿真系統(tǒng)可獨自創(chuàng)建和實施的多裝協(xié)作訓練，具體實現(xiàn)科目包括平整場地、回填溝渠、填塞彈坑、挖掘裝車、挖掘溝渠、挖掘中型平底坑、裝載作業(yè)等多個科目。接入其他配套分隊戰(zhàn)術(shù)訓練模擬系統(tǒng)而組成的多裝協(xié)作訓練，具體科目包括了構(gòu)筑急造軍路、構(gòu)筑野戰(zhàn)指揮所、搶修原有道路、構(gòu)筑野戰(zhàn)直升機起降場等多個科目。
三、方案設計
工程保障機械群作戰(zhàn)運用仿真訓練系統(tǒng)的研制與開發(fā)是一個系統(tǒng)性的實現(xiàn)過程,綜合考慮裝備結(jié)構(gòu)、功能需求、平臺通用性、預期效果、推廣應用前景以及可維護性、經(jīng)濟性等因素。依據(jù)系統(tǒng)功能模塊的定義與系統(tǒng)整體功能劃分，在資料準備與需求分析、系統(tǒng)總體框架設計的基礎上，開展各裝備結(jié)構(gòu)分析、操作及駕駛機理分析、人機交互軟件平臺等研究工作。
四、系統(tǒng)建設
（一）硬件體系結(jié)構(gòu)
1.硬件集成
系統(tǒng)硬件包括通用控制平臺的硬件系統(tǒng)和各單裝模擬訓練操作模塊的硬件系統(tǒng)。其中,通用控制平臺的硬件組成有:三自由度運動平臺、仿真計算機、顯示器(大顯示器3塊，可觸摸小顯示器)﹑音響組件、通信模塊硬件、數(shù)據(jù)采集模塊硬件、電源模塊、內(nèi)部通信接口、外部通信接口及機體等相關(guān)部件;各裝備的模擬操作模塊硬件包括:駕駛模擬操作模塊及相關(guān)操作部件、作業(yè)模擬操縱模塊及相關(guān)部件、通信模塊硬件、信息采集硬件及各模塊的殼體。
裝備的駕駛操控模塊、裝備作業(yè)操控模塊相對通用平臺是可以更換的，在通用平臺上安裝不同裝備的駕駛操作模塊和作業(yè)操作模塊,即可實現(xiàn)相關(guān)裝備的模擬訓練。
工程保障機械群作戰(zhàn)運用訓練仿真系統(tǒng)與其它分隊戰(zhàn)術(shù)行動模擬訓練系統(tǒng)一起部署在工程兵模擬訓練中心演訓大廳分隊戰(zhàn)術(shù)訓練區(qū)，與機動保障分隊戰(zhàn)術(shù)訓練系統(tǒng)、偽裝分隊戰(zhàn)術(shù)訓練模擬系統(tǒng)通過網(wǎng)絡互聯(lián)。所有下屬模擬器及子系統(tǒng)均接入系統(tǒng),集中布置。
硬件設備布置在統(tǒng)一區(qū)域內(nèi)，單裝技能訓練模擬系統(tǒng)采用帶三自由度運動平臺的半實物仿真模擬訓練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，顯示、運算、操控桿件、開關(guān)等均集成為一體。設有專門的多裝協(xié)作訓練系統(tǒng)工作臺和任務決策多工位工作臺。
2.組網(wǎng)建設
網(wǎng)絡布設基于獨立組網(wǎng)完成設備互聯(lián)，服務端搭載管理系統(tǒng)負責設備的數(shù)據(jù)收集和管理，通過數(shù)據(jù)交換機可以完成獨立組網(wǎng)操作，也可以和外部組網(wǎng)進行通訊，服務端作為唯一的通訊媒介進行數(shù)據(jù)交換。
（二）軟件體系結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的軟件主要由裝備的模擬訓練操作軟件（單裝訓練和多裝協(xié)同訓練）、通信軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、模型驅(qū)動軟件等構(gòu)成。
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，最終發(fā)布成可搭載國產(chǎn)操作系統(tǒng)的軟件。
1.導調(diào)系統(tǒng)功能
“導調(diào)控制平臺”，是基于現(xiàn)代計算機仿真和網(wǎng)絡技術(shù)，圍繞我軍部隊演習導調(diào)的原理、特點、規(guī)律，再現(xiàn)一場實兵演習組訓過程的導調(diào)訓練系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，受訓者可充當導演部各席位，感受一場完整的實兵演習過程，并根據(jù)條件和情況設置進行作業(yè)，組訓人員可利用系統(tǒng)控制和管理全過程，達到指揮所演習訓練和培養(yǎng)演習導調(diào)骨干訓練目的。
2.單裝作業(yè)訓練功能
單裝作業(yè)功能能夠利用各單裝操作訓練模擬系統(tǒng)實現(xiàn)操作預習、工作裝置調(diào)整、場地駕駛訓練、道路駕駛訓練、單裝課目等單裝訓練功能，參訓人員點擊訓練模式界面中的單裝作業(yè)訓練功能鍵，進入訓練科目選擇按鈕。參訓者根據(jù)組訓要求選擇訓練科目，進入虛擬仿真場景設置。
3.多裝協(xié)同訓練功能
多裝協(xié)作功能能夠與導調(diào)分系統(tǒng)對接，以DDS實現(xiàn)多臺單裝技能訓練系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，利用單裝操作訓練模擬系統(tǒng)實現(xiàn)平整場地、回填溝渠、填塞彈坑等小型多裝協(xié)作訓練；能夠配套完成構(gòu)筑急造軍路行動、構(gòu)筑野戰(zhàn)指揮所行動、搶修原有道路行動、構(gòu)筑野戰(zhàn)直升機起降場行動等多個科目的分隊戰(zhàn)術(shù)訓練。
4.操作考核功能
裝備模擬操作訓練考核以綜合評估方法為中心，建立綜合評估框架，對評估項目和評估指標進行細化，按照操作規(guī)則細化分類，由所有考核項目成績加權(quán)計算獲得參訓人員考核綜合成績。參訓人員通過副顯示器進行考核模式選取，考核功能模式包含單裝作業(yè)訓練、駕駛訓練、作業(yè)操作考核三大類。
5.訓練考勤功能
根據(jù)系統(tǒng)設計需求，訓練考勤功能主要通過系統(tǒng)基本配置、身份識別與訓練考勤數(shù)據(jù)的動態(tài)管理實現(xiàn)訓練人員的注冊登記和讀卡（IC卡）功能。
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