軍事電子沙盤是掌握立體戰(zhàn)場空間態(tài)勢、實施高效指揮、支撐科學(xué)化指揮訓(xùn)練的現(xiàn)代化信息系統(tǒng)平臺，其核心是利用地理信息技術(shù)、軍事仿真技術(shù)、先進顯示技術(shù)等，代替?zhèn)鹘y(tǒng)地圖、沙盤工具，實現(xiàn)地理信息、態(tài)勢信息集成化顯示，讓指揮人員深刻理解作戰(zhàn)環(huán)境，在指揮作業(yè)系統(tǒng)的輔助下，極大地提高指揮輔助決策能力和響應(yīng)速度，提高指揮訓(xùn)練的質(zhì)量效應(yīng)。
軍用交互式電子沙盤系統(tǒng)的軟件平臺是電子沙盤系統(tǒng)的核心，其工作原理是接入多源外部數(shù)據(jù)，融合處理和存儲數(shù)據(jù)，基于業(yè)務(wù)需求分析數(shù)據(jù)，二三維動態(tài)展示數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)處理平臺是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)接入平臺和可視化顯示平臺是支撐。可視化顯示終端是電子沙盤最直觀的認知形象，包括移動端、桌面端和大屏幕顯示終端。其中大屏幕顯示終端可支持多點紅外觸控，是實現(xiàn)人機交互的主要形式。
一、系統(tǒng)簡介
在軍事應(yīng)用中，電子沙盤系統(tǒng)一般部署在固定指揮中心或機動指揮所，是指揮訓(xùn)練系統(tǒng)的重要組成部分，其基本功能是二三維地理信息展示和戰(zhàn)場仿真。
為達到電子沙盤與真實環(huán)境穩(wěn)定融合的效果，比如基于多AI的方法構(gòu)建多通道交互式系統(tǒng)，為指揮人員提供更加高效、自然的交互方式，從而提高指揮人員的指揮效率。實現(xiàn)全要素、多種類、多層級、多粒度的三維實景全息展現(xiàn)，為指揮員提供直觀逼真的戰(zhàn)場態(tài)勢要素，提供多視角多方位觀察態(tài)勢的能力，有助于把握全局，保證作戰(zhàn)任務(wù)的順利及時完成，提高作戰(zhàn)效能。軍事繪標(biāo)電子沙盤是以自然交互（包括語音、動作、手勢、視線等）、增強現(xiàn)實、協(xié)同標(biāo)繪等技術(shù)為基礎(chǔ)，為不同角色的指揮作戰(zhàn)人員在真實指揮所中進行虛實交互、協(xié)同研討、共同標(biāo)繪、制定方案等提供技術(shù)支撐，這將成為電子沙盤跨越式發(fā)展的強勁動力。
某司研發(fā)的多維交互式軍事繪標(biāo)電子沙盤從實戰(zhàn)角度出發(fā)，在兼容傳統(tǒng)物理沙盤地形描述功能、繼承傳統(tǒng)電子沙盤地理信息顯示功能的基礎(chǔ)上，面向高級指揮人員的作戰(zhàn)、訓(xùn)練需求，重點實現(xiàn)電子沙盤和指揮中心其他操作席位的互聯(lián)互通，設(shè)計提出了一套戰(zhàn)時用于指揮作戰(zhàn)、平時用于演訓(xùn)演練的智能化交互式指揮訓(xùn)練作業(yè)平臺。
戰(zhàn)時，電子沙盤作為首長指揮作戰(zhàn)的顯控終端，融合各操作席位作戰(zhàn)要素保障信息，實時接收戰(zhàn)場信息，顯示戰(zhàn)場二三維態(tài)勢圖，提供標(biāo)繪、測量、計算等基礎(chǔ)輔助手段，同時基于數(shù)據(jù)挖掘、人工智能技術(shù)，為首長提供可智能學(xué)習(xí)調(diào)整的作戰(zhàn)預(yù)案并進行推演仿真，輔助首長定下作戰(zhàn)決心。平時，電子沙盤作為首長演訓(xùn)演練的指控終端，具備想定設(shè)置、訓(xùn)練導(dǎo)調(diào)功能，支持訓(xùn)練想定從制定、部署到訓(xùn)練全過程的數(shù)據(jù)記錄、輔助評估、復(fù)盤推演及歷史數(shù)據(jù)查詢。同時也可作為指揮中心機關(guān)部隊人員交流、培訓(xùn)的研究平臺和部隊軍情信息發(fā)布、展示、應(yīng)用的服務(wù)平臺。
某司研發(fā)的多維交互式軍事繪標(biāo)電子沙盤是基于二維地理信息平臺和三維數(shù)字地球，結(jié)合多媒體顯控技術(shù)、仿真可視化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)及多點觸控技術(shù)于一體的新型的二三維交互式軍事仿真與模擬一體化平臺。
二、系統(tǒng)架構(gòu)圖
軟件平臺是電子沙盤系統(tǒng)的核心,其工作原理是接入多源外部數(shù)據(jù)，融合處理和存儲數(shù)據(jù),基于業(yè)務(wù)需求分析數(shù)據(jù),二三維動態(tài)展示數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)處理平臺是基礎(chǔ),數(shù)據(jù)接入平臺和可視化顯示平臺是支撐。可視化顯示終端是電子沙盤最直觀的認知形象,包括移動端、桌面端和大屏幕顯示終端。其中大屏幕顯示終端可支持多點紅外觸控,是實現(xiàn)人機交互的主要形式。
軍用交互式電子沙盤系統(tǒng)工作原理圖
（一）基礎(chǔ)設(shè)施層
基礎(chǔ)設(shè)施層是支撐系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)環(huán)境，包括圖形工作站、存儲設(shè)備、計算設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、顯示設(shè)備、操作系統(tǒng)等，為原型系統(tǒng)提供統(tǒng)一、高速、安全的網(wǎng)絡(luò)和主機運行基礎(chǔ)平臺。
（二）基礎(chǔ)服務(wù)層
基礎(chǔ)服務(wù)層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源承載與基礎(chǔ)服務(wù)提供層，對上支撐平臺應(yīng)用層，提供數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信管理器、特定引擎等基礎(chǔ)功能，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)提供業(yè)務(wù)相關(guān)的基礎(chǔ)服務(wù)。核心服務(wù)包括地理信息服務(wù)、數(shù)據(jù)接入服務(wù)、態(tài)勢顯示服務(wù)、仿真推演服務(wù)、互聯(lián)互通服務(wù)、軍標(biāo)標(biāo)繪服務(wù)等等，服務(wù)類型可根據(jù)需求進行定制開發(fā)，滿足不同業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。
（三）平臺應(yīng)用層
包括業(yè)務(wù)平臺和面向用戶的應(yīng)用類插件。業(yè)務(wù)平臺包括數(shù)據(jù)接入平臺、數(shù)據(jù)處理平臺、可視化顯示平臺。
（四）數(shù)據(jù)接入平臺
用于接入、處理、存儲、分發(fā)各類型信息，構(gòu)建自定義的專業(yè)軍情數(shù)據(jù)庫。具體表現(xiàn)為：能夠接收不同來源、格式、特點的作戰(zhàn)過程、綜合保障、地理信息、仿真推演等數(shù)據(jù)，并在邏輯或物理上有機綜合集成，為態(tài)勢顯示、作戰(zhàn)研討、指揮決策、訓(xùn)練評估等不同應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。在平時，收集各類軍用基礎(chǔ)信息，如裝備信息、人員信息、陣地信息、目標(biāo)信息、作戰(zhàn)方案等，處理為可供數(shù)據(jù)處理平臺調(diào)用的數(shù)據(jù)格式，以本地存儲或云存儲的形式保存；在戰(zhàn)時，實時引接指揮中心各操作席位的氣象水文、電磁環(huán)境、地理環(huán)境、人文環(huán)境數(shù)據(jù)，戰(zhàn)場中人員和裝備的實時位置及屬性、北斗信息、視頻信息等，并處理為可供數(shù)據(jù)處理平臺調(diào)用的數(shù)據(jù)格式。
（五）數(shù)據(jù)處理平臺
以地理信息數(shù)據(jù)為背景，接收或調(diào)用數(shù)據(jù)接入平臺的各類數(shù)據(jù)，構(gòu)建態(tài)勢一張圖，實現(xiàn)敵情、我情、戰(zhàn)場環(huán)境、目標(biāo)分析、行動進程、標(biāo)繪和干預(yù)過程可視化。在此基礎(chǔ)上，提供標(biāo)準(zhǔn)化接口，與其他系統(tǒng)實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)銜接，保障功能擴展和其他系統(tǒng)接入，支持業(yè)務(wù)應(yīng)用插件定制開發(fā)，為作戰(zhàn)指揮業(yè)務(wù)擴展提供支撐。在平時，基于積累的數(shù)據(jù)構(gòu)建仿真戰(zhàn)場態(tài)勢，制定作戰(zhàn)計劃和方案，進行演習(xí)訓(xùn)練和仿真推演，相關(guān)成果存入數(shù)據(jù)接入平臺，供戰(zhàn)時調(diào)用。
（六）可視化顯示平臺
基于自主化三維仿真引擎實時渲染生成與作戰(zhàn)及訓(xùn)練區(qū)域一致的三維戰(zhàn)場環(huán)境，運用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)技術(shù)及靈活可編輯的邏輯數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)“圖層化”信息數(shù)據(jù)融合顯示及輸出，并實現(xiàn)多點紅外觸摸控制及語音控制等。
（七）平臺插件
相關(guān)插件是針對作戰(zhàn)規(guī)劃需求進行設(shè)計，包括數(shù)據(jù)引接與管理類、過程分析與展示類以及方案推演與評估類的功能插件，定制實現(xiàn)了作戰(zhàn)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的引接和綜合管理。作戰(zhàn)過程中戰(zhàn)場環(huán)境與戰(zhàn)場態(tài)勢的“一幅圖”綜合展示，以及作戰(zhàn)過程涉及的偵察、部隊行動、戰(zhàn)場防抗和火力打擊各類方案的綜合仿真推演與展示。
三、系統(tǒng)組成
（一）數(shù)據(jù)引擎
1.數(shù)據(jù)多樣
支持海量、多源數(shù)據(jù)處理，主要包括：影像、矢量、DEM、三維模型、海圖、陸圖、空圖等；
2.數(shù)據(jù)更新
支持多級混合精度地理數(shù)據(jù)的快速更新；
3.數(shù)據(jù)分發(fā)
支持基于C/S模式的數(shù)據(jù)分發(fā)，快速構(gòu)建電子沙盤；
4.數(shù)據(jù)訪問
支持多源海量數(shù)據(jù)的分布式部署和訪問，可以訪問云端數(shù)據(jù)。
（二）綜合顯控
1.全空間表達
支持全空間、多視角、多粒度仿真可視化表達；
2.二三維一體化
支持二三維一體化可視化表達；
3.多點觸控
支持基于多點觸控技術(shù)的新型人機交互方式；
4.交互式標(biāo)注
支持三維模型、地標(biāo)、路徑、區(qū)域、360 全景圖的交互式標(biāo)注和多媒體信息的掛載。
（三）沙盤態(tài)勢
1.態(tài)勢可視化
支持多目標(biāo)、多批次戰(zhàn)場態(tài)勢可視化，并具備場景的保存、回放等功能；
2.多樣數(shù)據(jù)源
兼容 GPS、北斗、雷達、AIS 等多源監(jiān)視數(shù)據(jù)，并具備可擴展數(shù)據(jù)接口；
3.編輯和推演
支持態(tài)勢場景的二三維一體化編輯和推演；
4.態(tài)勢特效庫
具備火焰、爆炸、煙霧、紅外、電磁、雷達等種類豐富戰(zhàn)場仿真效果庫。
（四）軍標(biāo)標(biāo)繪
1.協(xié)同標(biāo)繪
支持多人多客戶端同步和異步協(xié)同軍事標(biāo)繪；
2.二三維標(biāo)繪
支持軍標(biāo)的二三維同步標(biāo)繪和編輯；
3.草圖標(biāo)繪
支持草圖智能識別標(biāo)繪；
4.同屏標(biāo)繪
支持多人同屏三維模型標(biāo)繪和編輯；
5.軍標(biāo)推演
具備二三維軍標(biāo)態(tài)勢推演功能。
（五）仿真引擎
1.自然環(huán)境仿真
專業(yè)的游戲級渲染，支持立體云、霧、雨、雪、海水等自然環(huán)境仿真；
2.氣象數(shù)值模擬
支持大尺度、多源戰(zhàn)場氣象環(huán)境數(shù)據(jù)的高效處理、解析和數(shù)值模擬；
3.仿真推演
以人機交互的方式對推演目標(biāo)進行部署、推演，可擴展仿真算法和作戰(zhàn)規(guī)則等；
4.效果評估
支持對作戰(zhàn)效果的評估。
（六）協(xié)同研討
1.電子白板
基于電子白板的分布式協(xié)同研討和標(biāo)繪，支持常規(guī)圖形、軍標(biāo)、多媒體文件等；
2.視頻會議
具備基于文字、語音、視頻通訊的會議室模式協(xié)同研討功能，提高溝通效率；
3.文件共享
支持 txt、PPT、PDF、圖片文件、壓縮文件、視頻等文件共享。
（七）軟硬件一體化
支持與桌面交互式硬件的完美結(jié)合；
支持與多點觸摸硬件完美結(jié)合；
支持與視頻會議系統(tǒng)硬件的集成；
支持跨平臺應(yīng)用。
（八）關(guān)鍵功能指標(biāo)
具備現(xiàn)有航警信息偵察系統(tǒng)的顯示效果、故障仿真、數(shù)據(jù)引接功能；具備世界海空區(qū)域劃分顯示、防空識別區(qū)功能；
具備將現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，基于專業(yè)的知識學(xué)習(xí)模板，快速配置成學(xué)習(xí)資源、快速配置成學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)時長的能力；
具備沙盤推演預(yù)置多種場景，多種國別，包括美國、印度、日本等等國家；
支持多源海量數(shù)據(jù)存儲、處理和更新功能。
（九）優(yōu)勢特色
1.完整的行業(yè)解決方案
電子沙盤解決方案涉及沙盤數(shù)據(jù)的處理、導(dǎo)入、更新、沙盤信息共享、協(xié)同工作、指揮決策、軍事標(biāo)繪、仿真模擬、沙盤推演等相關(guān)內(nèi)容，功能之間保持相對獨立，可根據(jù)用戶需求定制個性化的解決方案，滿足用戶的多樣化需求；
2.海量數(shù)據(jù)管理能力
地理信息數(shù)據(jù)是電子沙盤的核心，數(shù)據(jù)引擎可對多源、海量的地理信息數(shù)據(jù)進行存儲、處理和更新，支持數(shù)據(jù)的分布式部署，能夠訪問云端數(shù)據(jù)， 為沙盤的構(gòu)建提供低成本、高效的數(shù)據(jù)來源；
3.一體化應(yīng)用
實現(xiàn)了軟件與硬件一體化的完美結(jié)合，支持多點觸控屏、指揮控制臺位、環(huán)形投影幕、專用顯控臺位、生產(chǎn)監(jiān)控平臺等多種硬件平臺；軟件實現(xiàn)了二三維一體化應(yīng)用，并且整合了視頻會議、網(wǎng)絡(luò)通信、軍事標(biāo)繪等功能，是一款多功能綜合性電子沙盤系統(tǒng)；
4.良好的開放性和兼容性
系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計合理，具有良好的組織結(jié)構(gòu)和易用的開發(fā)接口；具備與硬件良好的兼容性，可進行二次開發(fā)和功能擴展，能夠與其它的軟件系統(tǒng)快速集成。
四、結(jié)束語
隨著信息化建設(shè)的深入，信息來源和種類的日益擴展，決策支持手段的不斷豐富，針對各軍兵種作戰(zhàn)訓(xùn)練、指揮決策的需要，建立一套具備完整的指揮決策分析、任務(wù)推演及態(tài)勢展示功能的電子沙盤系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。針對BD需求，某司研發(fā)了的這套電子沙盤系統(tǒng)具備綜合態(tài)勢展示直觀、交互手段豐富多樣、作戰(zhàn)數(shù)據(jù)引接靈活、功能齊全兼具擴展，可滿足首長的作戰(zhàn)指揮和指揮訓(xùn)練的使用需求。
引用：王雪，鞠曉杰，王鐸，等.面向?qū)崙?zhàn)的軍用交互式電子沙盤系統(tǒng)設(shè)計［J］.火力與指揮控制，2021，46（6）：149-154.
短波通信在邊防部隊的應(yīng)用與發(fā)展
