基于UML的炮兵网上对抗导演系统建模

陈开余，朱皖松

（解放军炮兵学院，安徽 合肥 230031）

随着现代战争向一体化联合作战方向发展，战争的组织形式越来越复杂，组织炮兵对抗训练的难度也越来越大。新一代军事训练与考核大纲明确要求，要把对抗训练作为提高实战化训练水平的基本途径。然而，研制炮兵网上对抗系统的目的就是实现在较低的运行成本下构建复杂的战场环境、搭建实战化的对抗平台，为提高指挥员谋略、指挥水平提供有力支撑。炮兵网上对抗导演系统是炮兵网上对抗系统的子系统，也是炮兵网上对抗系统的骨干成分，其设计水平的高低对于整个网上对抗系统效能的发挥起着至关重要的作用。

统一建模语言 UML是对 Booch，Rumbaugh和Jacobson表示方法的统一而形成的标准建模语言，具有定义良好、易于表达、功能强大等优点。UML融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术，具有很宽的应用领域，其作用领域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发全过程，获得了工业界、科技界和应用界的广泛支持，成为可视化建模语言事实上的工业标准，具有重大的应用价值。

1 系统需求内容陈述

系统建模的第一步就是获取系统需求内容陈述，其目的是将需要解决的问题系统化、规范化，在开发者与用户之间达成共识，建立所要开发系统的用例模型。炮兵网上对抗导演系统要能针对逼真的战场态势、模拟的指挥控制流程、准确的行动效果、匹配的指挥权限，对对抗过程进行实时控制、对对抗结果做出科学合理的裁决，对训练质量做出有效的评估。其需求内容陈述为：1）作战行动所达成的战场效果能通过系统得到体现。2）现实的军事规则要能得到客观体现。3）导演能对对抗过程实施实时控制。4）要能为指挥员提供辅助决策。5）对抗训练能得到客观裁决、作战能力能得到科学评估。6）系统要有较强的可靠性和稳定性。7）人机界面友好。

2 系统静态模型

根据以上需求陈述内容可绘制出系统用例图，它由参与者（Actor）、用例（Use Case），以及它们之间的关系构成。用例图可视化地表达了系统的需求，具有直观、规范等优点，克服了纯文字性说明的不足，易于被用户理解和接受。炮兵网上对抗系统的参与者可以分为：总导演、红、蓝分导演三类，以总导演为例，分析建立系统的用例图，如图1所示。

根据用例图可知系统的领域类主要有用户类、辅助决策类、导控信息类、决心类、对抗信息类、态势类、统计分析类等，其类图（Class Diagram）如图2所示。它主要用于对系统中的各种概念进行建模，并描绘出它们之间的关系。

其中，用户类包括用户角色、用户姓名、用户现实身份等信息，总导演，红、蓝分导演，红、蓝队员继承用户类。辅助决策类实现方案生成、预案分析等功能。导控信息类涵盖导演导控对抗训练进程的全部信息，包括导控内容、导控对象、导控方式等，诱导信息和管理信息继承导控信息类。决心类具有标识、来源、类型、决心内容等要素。对抗信息类记录对抗过程详细信息，包括对抗内容、对抗方式、对抗手段、对抗结果等属性。态势类记录双方决心对战场态势引起的变化，具有态势元素类型、敌我标识、态势元素

图1 炮兵网上对抗系统总导演用例图

图2 系统类图

3 系统动态模型

用例图和类图从整体上描述了系统内部的功能设计，是建立系统动态模型和详细分析系统工作过程的基础，并没有涉及操作的具体流程和细节。为研究对抗系统中各对象之间交互的具体细节，就需要对系统中对象的动态交互过程深入研究，建立系统动态模型。在对系统进行动态建模时，根据用例图和类图，可首先建立序列图(Sequence Diagram)，序列图描述的是用例的实现流程，表示对象之间传送消息的序列。通过时序图可以考察用例的功能是否能实现，以及如何实现。一个单独的序列图只能描述一个控制流，一般来说，一个完整的控制流肯定是复杂的，我们可以构建多个序列图。

下面，以训练质量评估用例为例建立序列图，如图3所示。

图3 训练评估用例序列图

协作图(Collaboration Diagram)和序列图都是用来对系统的行为进行建模的，但是协作图着重于对系统成分如何协同工作进行描述。以训练质量评估用例为状态、范围、数量等属性，并可对态势元素进行加入、删除、修改等操作。统计信息类对采集到的对抗信息进行统计分析，为总导演裁决、讲评提供依据。

例建立协作图，如图4所示。

图4 训练评估用例协作图

活动图(Activity Diagram)表示一个程序或工作流，着重描述用例实例或对象的活动，以及操作实现中所完成的工作。以总导演导控对抗训练为例建立活动图，如图5所示。

图5 总导演导控对抗训练活动图

4 结束语

本文采用UML对炮兵网上对抗系统进行建模，可以将复杂的对抗系统用简单明了的可视化图形表示出来，为整个系统的开发提供灵活、一致、易读的表达，不仅可以解决系统开发中众多领域人员之间难以相互交流理解的难题，从而为系统的分析、设计、维护及扩展提供了有利的条件，还可以提高系统可重用性和可维护性，具有广泛的应用前景。

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