基于动态想定的电子对抗战场抢修指挥训练系统研究

李晓星

(电子工程学院战术系，安徽 合肥 230037)

传统电子对抗战场抢修指挥训练以实装演练为主，以图上作业、沙盘推演等方式为辅进行训练，训练效费比低，装备损耗大，组训保障复杂。随着建模与仿真技术飞速发展，研究者[1-8]普遍采用分布交互仿真技术进行指挥模拟训练，装备保障指挥员可依据想定作业，在虚拟作战环境下进行战场抢修指挥训练，极大地提高了装备保障训练质量和效能，节约了训练资源。基于HLA的维修保障仿真系统，张建荣等[1]在分析固定联邦剧情的条件下，研究了旅级维修保障系统的维修活动；吴秀鹏等[2]分析了红方指挥所、红方装备保障分队与作战阵地之间的指挥流程；彭英武等[3]研究了基于HLA的装备保障仿真系统的组成结构；柏彦奇[4]阐述了联邦式作战仿真的构想；刘彬等[5]阐述了装备保障仿真军事概念模型的主要内容；舒华等[8]基于马尔科夫理论，分析了装备战场抢修的评价方法。基于以上研究成果，本文阐述了动态想定的生成机制，研究了电子对抗装备战场抢修指挥训练的基本形式，描述了基于动态想定开展电子对抗装备战场抢修训练的一般过程。

1 电子对抗战场抢修保障指挥

1.1 电子对抗战场抢修保障指挥要素

电子对抗战场抢修是战时电子对抗装备充分发挥作战效能、电子对抗部队顺利完成作战任务的重要保证，是战时装备保障的重要组成部分。相应地，电子对抗战场抢修保障指挥是电子对抗装备保障指挥的重要组成部分。在红蓝集团军战役对抗的情况下，电子对抗装备保障力量依据电子对抗作战力量的部署情况，经常采用群队式部署方式。通常电子对抗装备保障指挥机构以后方指挥所为指挥核心，把本级所属的保障资源分为前进保障群、基本保障群和机动保障群。前进保障群负责对前方战斗群的伴随保障，采用战场抢修手段排除故障；机动保障群负责支援维修和执行临时任务；基本保障群负责接取前进保障群没有能力维修的待修装备。各保障群由维修保障分队、器材保障分队、运输分队、防卫分队和弹药保障分队构成。为了便于研究，将分散的运输分队抽取出来作为一个独立的执行运输任务的单位处理。在作战过程中，所有保障行动由后方指挥所负责指挥，集团军电子对抗部队、后方指挥所与保障群之间的关系如图1所示。

图1 指挥关系

后方指挥所、电子对抗各保障群、运输分队分别设置保障指挥员，保障指挥员是整个战场抢修过程中的核心决策人员，其综合素质的高低直接影响战场抢修的效果和作战的成败。

1.2 电子对抗战场抢修保障指挥流程

在设计电子对抗战场抢修指挥训练系统时，除了应分析清楚战场抢修的指挥要素之外，还必须理清战场抢修的运行机制和指挥流程。在文献[2]的基础上，本文分析了电子对抗战场抢修保障指挥的一般过程。

1) 前进保障群指挥员收到电子对抗部队提出的修理请求，判断战损(故障)等级，如果是轻度或中度损伤，则前进保障群进行现场修理；如果是重度损伤，则前进保障群没有能力修理，转4)；如果装备报废，则进行拆并修理；如果前进保障群各修理分队都处于“忙”状态，或需要补充物资器材，达到申请维修支援的条件，转2)。

2) 前进保障群指挥员向后方指挥所提出维修支援申请，后方指挥所指挥员判断机动保障群能否支援，转3)。

3) 后方指挥所指挥员向机动保障群指挥员下达维修支援指示，机动保障群对前进保障群实施维修支援，支援结束后返回。

4) 前进保障群指挥员向后方指挥所提出战损装备后送修理申请，后方指挥所指挥员判断基本保障群能否修理，转5)。

5) 后方指挥所指挥员通知运输分队运输故障装备，同时通知基本保障群准备接收故障装备。

6) 运输分队从前进保障群接取故障装备后，运输故障装备到基本保障群，基本保障群修理故障装备，修复后将修理情况上报到后方指挥所。

7) 后方指挥所通知运输分队运输修竣装备，运输分队从基本保障群接取修竣装备，将修俊装备送回到作战部队。

8) 前方保障群器材不足，向后方指挥所提出维修器材申请，后方指挥所判断基本保障群能否满足申请，若能满足，则向基本保障群下达器材补充指示；否则，判断机动保障群的器材能否满足申请，若能满足，则向机动保障群下达器材补充指示。

9) 运输分队从供应单位接取器材，并运送到前进保障群。

1.3 保障群伤员救护流程

各保障群、运输分队的人员是最基本、最重要的保障要素，若保障人员伤亡，将直接造成保障群保障力量减弱，战场抢修能力下降，因此保障人员伤亡是训练系统必须考虑的要素之一。由于战时伤病员救护属于后勤保障的范畴，经综合衡量，系统考虑了伤病员救护的因素，但对救护过程进行了如下简化处理：

1) 各保障群、运输分队接到保障人员伤亡报告后，立即向后方指挥所报告；

2) 后方指挥所指示运输分队首先接收各保障群伤员，然后将伤员集中运送至后方指挥所附近的战地医院进行救治；

3) 运输分队返回。

2 电子对抗战场抢修指挥训练系统的组织结构

通过对电子对抗战场抢修保障指挥要素和流程的分析，电子对抗战场抢修指挥训练系统中应包括战场抢修保障指挥过程中的各要素，即基本保障群指挥席位、前进保障群指挥席位、机动保障群指挥席位、运输分队指挥席位、后方指挥所指挥席位。初步构建电子对抗战场抢修指挥训练系统的结构如图2所示。

图2 电子对抗战场抢修指挥训练系统结构

其中，主控席是整个指挥训练过程的管理控制核心，主要负责控制训练的开始、结束，下达训练干预命令和进行训练效果的评估。运行支撑软件HLA/RTI，在继承和借鉴前人理论研究成果[3-6]的基础上，在HLA框架下，建立组织、实施电子对抗装备保障活动的近实战的虚拟战场环境，RTI是训练系统核心通信部件，训练系统所有席位都通过它实现互联、互通和互操作。数据服务器主要由数据库模块、模型库模块、想定库模块组成，如图3所示。

图3 数据服务器系统构成

数据库模块包括训练所需的基础数据、训练过程数据和训练评估结果数据。其中：基础库主要存储电子对抗部队编成信息、维修人员信息、装备信息、部件信息以及携、运行备件信息等基础数据；过程库主要存储训练过程中依据想定作业保障群各级指挥员的指挥决策过程以及相应的保障效果;结果库用于存储指挥训练最终的评估报告。

模型库模块是训练系统的算法核心部件，包括电子对抗战场抢修全过程的装备故障、装备损伤、人员伤亡、维修任务、维修能力的计算方法[6]。其中：故障模型是电子对抗部队在特定的作战环境下，装备的故障率、故障量、故障程度等重要参数的计算方法；损伤模型是电子对抗部队在特定的作战环境下，装备的战损率、战损量、战损程度等重要参数的计算方法；人员伤亡模型是在特定的作战环境下，人员的伤亡率、伤亡量等参数的计算方法；维修任务量模型是在特定的作战环境下，依据故障、战损装备的故障程度和数量，计算保障群维修任务量的方法；维修能力模型是在特定的作战环境下，电子对抗保障群具备的战场抢修能力的计算方法；训练评估模型是将各席位指挥员的指挥决策、保障效果与任务处理标准进行综合分析、比较、运算，得出最终的评估结果。

想定库模块包括若干作战想定作业，想定作业是开展保障指挥训练的基本依据。电子对抗战场抢修指挥训练系统的每个想定作业包含静态数据和动态数据2部分，基本构成如图4所示。

图4 想定作业组成

静态数据包括作战环境、作战任务、作战双方集团军的兵力编成、电子对抗部队的基本编成部署、电子对抗装备的基本性能、电子对抗保障群的编成部署等想定基础数据。

动态数据包括根据想定基础数据，利用模型库的相关算法，得到的特定作战环境下电子对抗装备的战损(故障)率、战损(故障)程度、战损(故障)量等保障基础数据，以及系统依据保障基础数据动态生成的任务链表和任务处理标准。其中,任务链表是整个指挥训练系统的“推进器”，任务链表的节点包括3种数据类型，即装备故障、装备损伤、人员伤亡，以时间域为基准，依次排列。任务链表的基本数据结构如图5所示，其中:ti(i=1, 2, 3)为时间, 且t1

图5 任务链表的数据结构

3 电子对抗战场抢修指挥训练系统的功能结构

电子对抗战场抢修指挥训练系统的基本功能包括想定生成、人工干预、态势显示、参谋业务训练、抢修指挥训练和训练评估。

3.1 想定生成

如上文所述，想定作业包括静态数据和动态数据2部分，其中静态数据由系统管理员预先设定，而动态数据是在系统运行过程中，依据想定基础数据和数据库基础数据，利用模型库的相关模型动态生成的，其生成过程如图6所示。

图6 想定作业动态数据的生成

在训练系统初始化阶段，以想定作业基础数据和数据库基础数据为原始数据，利用模型库的相关模型，动态生成想定作业的装备战损(故障)率、装备战损(故障)量、装备战损(故障)等级、人员伤亡率、人员伤亡量等动态保障基础数据。以想定作业基础数据、数据库基础数据和保障基础数据为原始数据，利用打随机数的方法[7]，动态生成具体型号装备的损伤(故障)情况，包括损伤(故障)时间、损伤(故障)装备编号、损伤(故障)等级、损伤(故障)部件等；动态生成人员伤亡情况，包括人员编号、人员伤亡时间；动态生成各任务的处理标准，并把每一个任务作为一个节点类，按时间先后，依次生成任务链表和任务处理标准。任务链表将作为指挥训练系统的推进器，而任务处理标准将作为训练效果评估的依据。

3.2 人工干预

在系统初始化阶段，指挥训练系统可以动态生成想定作业中的任务链表，也可以在训练过程中对任务链表中的任务或任务信息进行人为的修改、添加、删除，从而大大增加了指挥训练系统的针对性、灵活性和真实性。

3.3 态势显示

依据想定作业、各级保障指挥员的请示、命令、指示，各席位实时地显示作战态势，具体包括红蓝双方的兵力部署、装备部署、装备损伤、保障分队机动、战场抢修、战损(故障)装备后撤等作战、保障态势，给受训者身临其境的直观感受，增加训练的真实性、趣味性。

3.4 参谋业务训练

指挥训练系统可以训练保障指挥员和参谋人员会写、会画、会传、会记、会算、会读等参谋业务技能，提高保障指挥员根据不同的作战态势，运用缜密的分析判断进行组织、协调、谋划保障行动的能力。

3.5 战场抢修指挥训练

指挥训练系统仿真模拟战场环境，以想定作业为剧情脚本，按照电子对抗战场抢修指挥的一般程序开展训练，各保障群指挥席各司其职、协同配合，通过训练培养和提高各级保障指挥员分析判断、指挥决策的能力，同时训练各级保障指挥员间的指挥协同能力。

3.6 训练评估

依据任务处理标准，利用评估模型[6]对各级指挥员在战场抢修过程中的分析、判断、决策以及最终的保障效能进行综合评估，进而得出对各级保障指挥员及保障指挥体系的训练效果的评估结论。训练评估过程如图7所示。

图7 训练评估过程

4 训练流程

电子对抗战场抢修指挥训练系统的运行分为3个阶段：系统初始化阶段、训练阶段和训练评估阶段。

在系统初始化阶段，由主控席位完成训练系统的初始化，内容主要包括：选定想定作业、设置训练参数(作战持续时间、作战样式)、系统自动生成想定作业动态数据(任务链表、任务处理标准)等。除主控席位外，其他所有席位均处于待机状态。系统初始化阶段各席位的执行流程如图8所示。

图8 系统初始化阶段各席位的执行流程

在训练阶段，主控席位从任务链表中依次读取任务节点信息，作为当前战场抢修的具体任务，各保障指挥席按照战场抢修的程序依次执行。任务节点分为装备故障、装备战损、人员伤亡3种类型，装备故障和装备战损抢修任务的处置大体相同，各保障指挥席的运行流程如图9所示。

对于人员伤亡情况的处置，各席位的执行流程如图10所示。

在训练评估阶段，由主控席位完成训练的评估，各席位的执行流程如图11所示。

5 结论

本文以战役条件下电子对抗部队执行作战任务为背景，分析了电子对抗战场抢修分队的基本编成和实施战场抢修的一般过程，以HLA/RTI分布式仿真为技术基础，提出了建立基于动态想定作业的电子对抗战场抢修指挥训练系统的设计思路和构建方法。在实战条件下，影响和制约电子对抗战场抢修的因素很多，如作战部队、保障群部署地域的环境特点、受敌袭扰程度、保障力量的分配方案等，都将直接影响保障指挥员的指挥决策，进而影响最终的保障效能，在以后的工作中，将进一步加强电子对抗战场抢修模型、训练评估模型研究，不断完善系统设计。

图9 装备故障(战损)抢修指挥训练流程

图10 伤员救护指挥流程

图11 训练评估流程

参考文献：

[1] 张建荣,于永利,张柳,等.基于HLA的维修保障仿真系统设计研究[J].军械工程学院学报,2010,22(4):13-17.

[2] 吴秀鹏,张春润,张乾,等.基于HLA的装备保障仿真系统设计与实现[J].军事交通学院学报,2010,12(3):42-46.

[3] 彭英武,李庆祝,任海东.基于Extend与HLA的装备保障仿真集成研究[J].系统仿真学报，2010,22(10):2352-2357.

[4] 柏彦奇.联邦式作战仿真[M].北京:国防大学出版社,2001:1-2，52-227.

[5] 刘彬,米东,杜晓明,等.装备保障仿真军事概念模型研究[J].装备指挥技术学院学报,2011,22(4):27-41.

[6] 李晓星,洪金珠,杨瑛. 电子对抗装备战场抢修相关模型研究[C]∥孙宏.第四届全军军事装备理论学术研究会论文集.北京：解放军出版社，2012: 221-225.

[7] 戴玉展,李晓星,刁俊良.战场装备系统可使用程度的仿真评估研究[J].电子工程学院学报,2005,24(2):46-49.

[8] 舒华,程旭东,赵劲松,等.装备战场抢修能力动态评价研究[J].军事交通学院学报,2011,2013(11):24-27.