电子信息装备试验战情管理软件的设计方法*

刘东玉，周含冰，胡然

(中国人民解放军63880部队，河南 洛阳 471003)

0 引言

电子信息装备试验战情设计及战情管理是电子信息装备仿真试验系统设计与实现过程中需要解决的一项关键技术，它规定了仿真的初始态势和整体试验计划，是仿真试验系统的基础[1]。战情是仿真试验的基本依据和数据来源，但用于仿真试验的战情又不同于传统意义上的军事想定，它不但要包含军事想定的内容，还要包含对仿真实体的描述，如装备技术状态，试验环境等。随着仿真技术在军事领域的广泛应用和不断发展，战情的描述已成为仿真需求描述的主要手段。

军事地理信息系统(military geographic information system，MGIS)是面向全军的通用军事地理信息系统基础平台，为军事应用系统提供通用的军用数字地图、地理信息的应用与开发工具。MGIS为二次开发用户提供了功能丰富的应用开发包，以便用户基于MGIS构建自己的应用系统，以它为平台可为战情设计与管理提供准确且高效的支持。

1 电子信息装备试验战情库设计

1.1 电子信息装备试验战情基本概念

电子信息装备试验战情是指一系列符合战场态势配置原则及反映电子对抗双方战术运用原则的数据集合，主要包括对抗双方的装备、部署及行动方案等。具体来说，战情包括对抗双方投入使用的电子装备、采取的电子干扰措施、部署位置、工作参数、开关机时间、各平台运动轨迹等信息。战情的实质是仿真序列中按时间顺序发生的各种事件，如武器装备的出现与消失、工作状态的改变、位置的变化等，它不仅定义了初始试验态势，而且是仿真过程中试验态势变化的依据[2]。

1.2 电子信息装备试验战情基本构成与规格要求

电子信息装备试验战情按照应用领域可分为战术级战情、功能级战情和仿真战情。其中战术级战情是指电子战装备工作方式及作战使用特点、装备在整个作战体系中的作用和协同方式等；功能级战情是指电子战行动基本态势、配置情报和交战过程演示，可为试验方案设计、仿真战情设计提供参考；仿真战情针对具体的应用系统，为在电子信息装备试验、训练和仿真中形成逼真的动态电磁环境提供所需战情数据[3]。

电子信息装备试验战情主要构成要素如下：

(1) 战情基本信息

包括战情类型、战情描述、装备描述、战术及行动方案、任务阶段等战情基本信息。通过战情基本信息可以方便用户快速地查找到某一战情。

(2) 环境信息

战场环境数据主要分为2类，一类是与战情环境有关的地图信息、气象信息及电磁环境信息等；另一类是战场点位数据，如机场、地空导弹阵地和高炮阵地等。

(3) 试验单元数据

试验单元数据包括装备的一般信息(型号、所属平台、初始位置等)、装备参数(型号、出现时刻、工作状态、持续时间、技术参数等)。

(4) 任务数据

任务是指试验单元为完成某一作战使命而采取的行动。任务一般由时间描述、空间描述和参试单元描述组成。时间描述主要确定任务的开始、结束时间；空间描述指定任务的试验范围和目标；参试单元描述主要确定完成试验任务的参试单元。

(5) 装备方案数据

装备方案数据主要描述试验单元所需配备的装备类型、装备型号及数量等信息。装备基本信息可从电子信息装备战技指标数据库中获取。

(6) 平台及武器系统信息

平台及武器系统信息包括平台航迹信息(型号、位置、速度)、平台技术状态变化、武器系统参数变化信息等。其中，平台基本信息可从电子信息装备战技指标数据库中获取。

(7) 平台路径数据

平台路径数据主要描述平台所需运动的路径，如航线、机动路径等。主要包括路径编号、节点序号、节点坐标和节点属性等。平台路径数据可以从基础地理数据中直接获取，如选择一条道路作为试验单元的机动路径。

(8) 目标信息

包括目标的型号、位置、速度等。

(9) 军标符号数据

军标符号数据主要是战情可视化编辑的基础，试验单元通常都会以军队标号表示。军标符号采用MGIS的军标库数据。

1.3 电子信息装备试验战情库主要内容

对战情基本构成要素进行组合后形成战情库，具体内容包括：

(1) 战情基本信息

包括战情类型、战情描述、装备描述、战术及行动方案等。

(2) 环境信息

与战情环境有关的地图信息、气象信息及电磁环境信息等。

(3) 平台及武器系统作战信息

包括平台航迹信息(型号、位置、速度)、平台技术状态变化、武器系统参数变化信息等。

(4) 电子对抗装备作战信息

包括装备的一般信息(型号、所属平台、初始位置等)、装备参数(型号、出现时刻、工作状态、持续时间、技术参数等)。

(5) 目标信息

包括目标的型号、位置、速度等。

战情库设计时除描述必要的试验背景如综合战场、自然环境外，要求对试验过程描述得更明确、更详细，包括装备部署、装备编配、参数设置、机动路径及航路、指挥控制、通信等，要求设定仿真约束条件。输入的内容多，类型复杂，而且通常是不同的仿真应用对同一想定内容最终量化的参数也不同，这就要求战情库数据结构设计必须是面向对象的，易扩展、可伸缩，能够满足以上各种信息参数的灵活输入与修改。

2 战情管理软件设计

2.1 总体设计

电子信息装备试验战情管理软件具有以下基本功能[4]：

(1) 战情编辑

新建、打开、编辑、保存战情。以试验区域地图为背景，进行战情编辑，包括选择参试装备，设置装备位置、运动轨迹、工作参数、开关机时间等。

(2) 战情展现

在电子地图上显示建立的战情，并能够通过人工及简单的规则对战情数据进行校验和推演。

(3) 战情输出

能够将战情输出为通用的XML文件或仿真试验系统专用数据库文件。

电子信息装备试验战情管理软件的总体结构如图1所示。

战情数据的来源是各类战情资料，需依照战情描述规范进行原始资料标准化处理，通过战情编辑软件入库。战情的用户为各类仿真试验系统，为仿真试验系统战情设计提供直接的数据支持，可通过数据交换的方式进行战情数据共享。MGIS是实现战情管理的基础平台，可基于MGIS进行战情数据可视化编辑与显示。战情管理软件需要其他数据库的支持，其中基础地理数据库和军标符号数据库是MGIS的数据，可为软件提供地理数据和军标符号的支持；电子信息装备战技指标数据库存放了大量的电子信息装备的战技指标数据，可为战情中装备的参数设置提供直接数据支持[5]。

电子信息装备试验战情管理软件业务流程图[6]如图2所示。

图1 电子信息装备试验战情管理软件总体结构Fig.1 Overall structure of electro-information equipment test scenario management software

图2 电子信息装备试验战情管理软件业务流程图Fig.2 Business process of electro-information equipment test scenario management software

2.2 MGIS支撑平台

电子信息装备试验战情管理软件是基于MGIS开发的，该系统能够提供通用的数字地图、地理信息的应用与开发工具，以它为平台可为仿真战情制作提供准确且高效的支持。

MGIS能够为战情编辑与管理提供良好的底图背景和标图支持。拥有强大的电子地图显示与操作功能是MGIS的突出功能之一，大范围地形图无缝漫游显示，多比例尺地图自动切换，地图数据分层控制，完备的军标库制作与管理，灵活的军标标绘等功能，能够很好地控制屏幕地图的可视化效果，所见即所得地将战情的内容标绘在数字地图上。

2.3 战情存储要求

战情的存储结构由如下4个要素组成：战情基本信息、指挥关系结构、试验单元、试验过程[7-8]。

战情基本信息是战情的基础单元，主要用于描述战情基本信息、功能级相关属性。

指挥关系结构是进行试验和训练时想定的作战编成之间的指挥关系结构。明确指挥关系结构可以有助于掌握所要战情的信息流向，有助于认清试验过程的信息生产、处理过程。

试验单元是指挥机构指挥与控制的实体单元，试验单元可以是电子信息装备、武器平台，也可以是装备的集合，是仿真的实体基本组成部分。

试验过程是试验单元军事行动过程，是仿真实体的行为、动作。

(1) 战情基本信息

战情基本信息的描述规范如下：

<战情基本信息>∷=<战情说明><用途><功能><接口描述><补充说明>

(2) 指挥关系结构

指挥关系结构描述规范主要包括指挥机构属性、组成、状态、交互等4部分，其描述表示为如下4个单元组：<指挥机构名称>∷=<属性><组成><功能><交互>

(3) 试验单元描述规范

主要包括装备实体属性、组成、功能、状态以及参数设置。其描述规范表示为如下5个单元组：<装备实体>∷=<属性><组成><功能><状态><参数设置>

(4) 试验过程描述规范

以基于事件的试验过程描述方法为基础，把试验过程中的信息流动状态，用事件序列将整个试验过程串联起来。事件是指试验实体在执行作战任务时对足以促使其作出反应的这一情况的简称。事件瞬间发生并显现该事件的特征，在试验过程中，事件往往由信息激励，并显现出参试装备的状态变化[9]。

2.4 战情编辑

战情编辑功能以MGIS为支撑，以标准标绘库为依托，按照战情描述的要求，支持战情的GIS标绘，包括点线面以及标绘符号的可视化编辑等。

战情编辑是一个典型的人机交互过程，需要地理信息系统的底层支持，包括电子地图、军事标绘、信息查询、地形分析与量算等功能。

战情的生成需要反复调整和编辑。一方面，系统需要有大量工具支持用户对输出内容增、删、改，包括文本和图形；另一方面，未经过任何校验的想定数据很可能存在错误，系统应能够提供简单直观的手段，对输入的某些错误进行检查和提示。

实现战情设计最大程度满足不同用户的需求关键在于战情库数据结构的灵活设计与组织。采用“模板”描述对象，对象包括想定本身、战场环境、试验实体等可进行分类的任何概念，模板约定了描述一类对象的一组参数，并规定了参数的名称、标题、类型等。模板是在大量实践总结的基础上建立的，模板中的对象属性相对固定，有高度的代表性和概括性，模板采用XML文件进行存储和编辑。

战情编辑的仿真试验单元属性的输入设计也采用模板的思路。每个单元均可通过基本属性集、空间属性集、任务属性集、特征属性集的组合完成描述。其中空间属性可通过军标标绘的过程输入，基本属性可通过调用装备战技指标数据库数据获得[10]。任务属性包括航(路)线和目标，系统中航(路)线被单独定义为一类对象，可采用模板实现对其路径编号、折点序号、坐标、属性等统一描述，航(路)线与实体通过“添加动作”功能实现关联，该设计方法可方便实现实体与航(路)线多对一的关系。实体编组、装备编配、作战对象、指挥控制等信息则主要通过模板的形式统一描述，不同的仿真系统应用不同，最终体现出对实体特征属性描述不同，通过模板的实体输入编辑窗口以树状结构实现实体的灵活编组[11]。

2.5 战情展现

战情展现是战情设计结果的直观展示，能够将战情库数据显示到MGIS电子地图上，并具备简单的战情推演能力，通过运行战情，预览战情初始规划，便于及时修正错误，达到检验想定合理性的目的。战情推演功能可有效避免因为想定数据错误造成仿真系统运行不正确的情况，也为仿真系统运行前介绍敌我态势、兵力部署、装备部署、试验计划等提供了生动的手段[12]；另外，对已有战情进行修改后另存也是快速生成新战情的有效方法。

2.6 战情输出

战情输出方式有2种：一是将想定以统一的格式输出，如XML文件，仿真用户根据需求对XML文件进行转换后导入到仿真试验系统中；二是建立针对某仿真应用的想定输出，如系统将想定结果按照某仿真试验系统初始化要求输出若干数据库表(战场环境描述表、装备部署描述表、装备技术状态设置表)完成初始态势的加载。

3 结束语

本文提出了基于MGIS的电子信息装备试验战情管理软件的设计思路，分析了战情数据的组成、战情库的结构，提出了战情描述规范和存储要求，并设计了软件的功能组成。本文设计的战情管理软件主要适用于对静态战情的管理，战情的数据来源为情报，通过对战情规范化处理后编辑入库，并进行展现和简单推演，最终目的是为仿真试验系统提供战情数据支持。

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