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1系統需求分析
1.1實驗教學環境模擬實裝車輛體系分析為了確定實驗教學環境所模擬的實裝車輛體系滿足防空指揮系統運用的實際,從而測算實驗室建設所需要的操作席位數量,對某型指揮系統、某型改進指揮系統兩種型號裝備的車輛編配體系進行分析論證。
(1)某型改進指揮系統裝備車輛體系對于某型改進裝備,在模擬車輛體系中不考慮預備指揮所和后方指揮所。第1種模式是軍基指火力協調部位、旅基指、防空營、高炮連四級體制;第2種模式是師基指火力協調部位、團基指、防空營、高炮連四級體制。在營、連級為了體現指揮關系,同時考慮建設成本和規模,分別編配2個營和3個連。兩種模式的差異主要體現在第1層,弱化軍級的情報處理功能,兩種模式可以合并,即按照第2種模式構建軟件運行局域網環境。第1層為集團軍、師基指防空火力協調部位;第2層為防空旅、團基指,配屬兩個雷達站;第3、4層分別為防空營和高炮連。
(2)某型指揮系統裝備車輛體系對于某型指揮系統裝備,旅團級編配一輛旅站指揮車,配屬兩部雷達站。在營、連級為了體現指揮關系,同時考慮建設成本和規模,分別編配兩個高炮營和3個高炮連指揮車。
1.2實驗教學環境建設規模測算
(1)某型改進防空指揮系統裝備軟件某型改進裝備軟件局域網模擬環境共模擬四級,規模為防空通用指揮車4輛、情報處理車1輛、高炮連指揮車3輛、雷達工作站2部。其中,防空通用指揮車和情報處理車標準軟件作業席位為5個,高炮連指揮車、雷達工作站軟件作業席位為1個。據此推算,共需要席位計算機30臺。②某型指揮系統裝備軟件某型指揮系統裝備軟件局域網模擬環境共模擬3級,規模為旅站1輛、高炮營站2輛、高炮連站3輛、雷達工作站2部。旅、營站標準軟件作業席位為3個,高炮連、雷達工作站軟件作業席位為1個。據此推算,共需要席位計算機14臺。為節省建設成本,增加席位計算機的使用效益。擬在某型改進裝備的團、營、連三級席位計算機選擇12臺通過虛擬機或雙操作系統方式安裝某型指揮系統軟件。兩部雷達工作站計算機同時作為某型改進裝備軟件和某型指揮系統軟件的雷達工作站席位計算機。因此,30臺計算機即可滿足兩種裝備軟件的安裝需求。
2實驗教學環境結構設計與實現
(1)指揮車內席位計算機通過網絡交換機構建車內局域網環境,網絡交換機連接路由器;雷達工作站、高炮連站直接連接路由器;通過路由器構建不同網段的3層交換網絡。因此,共需要1臺路由器、5臺交換機。所有席位計算機連接混合矩陣,混合矩陣連接視頻控制器,由教師機控制進行視頻切換,可以靈活調整各種信號的顯示輸出和顯示方式,實現指揮控制、綜合態勢等席位的實時展示,可以根據教學需要進行視頻分割,同時顯示多個畫面,增強教學的直觀性和形象性。
(2)實驗教學軟件分析設計通過前期對實裝軟件的分析、測試,在局域網環境下高炮連指揮站軟件、雷達工作站軟件通信協議和數據格式不能滿足以太網運行環境,需要進行適應性改造。具體可通過兩種方式來完成,一是與軟件的研制單位協作進行軟件底層通信協議改造,二是通過協議分析研制相應的通信協議轉換軟件。通用模擬空情生成軟件為系統提供多源情報信息,屬于新研軟件。而其他裝備軟件直接可以按模擬環境要求進行調試安裝。
(3)局域網實驗教學環境實現特點
①基于局域網環境構建某型指揮系統軟件運行環境以該裝備在部隊的編配使用現狀為基礎,立足實裝軟件,構建覆蓋旅(團)、營、連、雷達工作站的全要素指控軟件運行局域網環境,根據實驗室建設規模和成本,合理規劃指揮操作席位數量。分析現有實裝軟件對運行環境的需求情況,對一體化指揮平臺軟件,旅(團)工作站、高炮營站、導彈營站、高炮連站、雷達工作站軟件在局域網環境下進行安裝調試。根據調試結果,對不適應該環境運行的部分軟件進行改造,建立起完整的某型防空指揮系統軟件局域網運行環境,軟件操作界面、席位設置、指揮情報信息流程與實裝保持一致,能夠實現所有實裝軟件的功能。
②基于局域網環境構建某型改進裝備防空指揮系統軟件運行環境以該裝備在軍(師)、旅(團)、營、連四級部隊的編配使用現狀為基礎,立足實裝軟件,構建符合該裝備編配體系的全要素指控軟件運行局域網環境,根據實驗室建設規模和成本,合理規劃模擬車輛和操作席位數量。分析現有實裝軟件對運行環境的需求情況,對一體化指揮信息系統軟件,防空通用指揮車軟件、防空情報處理車軟件、高炮連指揮車軟件、雷達工作站軟件在局域網環境下進行安裝調試。根據調試結果,對不適應該環境運行的部分軟件進行改造,建立起完整的一體化改進裝備防空指揮系統軟件局域網運行環境,軟件操作界面、席位設置、指揮情報信息流程與實裝保持一致,能夠實現所有實裝軟件的功能。
③建立通用空情生成環境防空指揮系統裝備的信息源為預警空情信息,為了解決局域網環境下軟件運行的情報信息來源問題,需要研制通用空情生成模擬軟件。該軟件應該具備模擬我軍主要防空警戒雷達空情的功能,能產生符合某型指揮系統和某型改進裝備防空指揮系統裝備軟件信息格式、通信協議的空情模擬數據,為系統軟件在局域網環境下開展科目訓練提供多源空情信息支撐。
④建立開放式教學環境以防空作戰指揮體系、防空車輛為單元進行區域劃分,每個區域設置若干席位操作計算機。利用教師教學主機,采用視頻切換技術、視頻分割技術對席位計算機進行集中控制,各個席位機的軟件操作界面能通過投影儀進行一屏或多屏顯示。根據教學需要,按照防空作戰指揮流程,教師可以靈活選擇席位軟件進行集中顯示,使受訓學生進行軟件操作使用的同時加深對系統總體流程的理解和把握,達到較好的軟件教學效果。
⑤建立完善的軟件教學訓練科目主要包括常規訓練科目、綜合訓練科目和研究型訓練科目3類。常規訓練科目包括兩型裝備軟件的安裝、配置、操作使用和常見故障排除;綜合訓練科目是指基于戰術背景,按照防空作戰的指揮流程進行實驗室演練;研究型訓練科目是指教員和學員共同參與,在熟練掌握軟件結構、功能、操作的基礎上,開展軟件保障、數據融合算法、新的訓練方法等課題的研究。
3結論
通過對兩種指揮系統軟件運行環境及結構的分析,利用路由器、交換機、虛擬機等技術手段,可以在局域網環境下完成對兩種指揮系統實裝軟件的如下訓練科目,可有力保障實裝軟件的教學及科研工作。
(1)支持某型指揮系統及某型改進指揮系統兩種型號裝備的軟件教學;
(2)支持防空指揮系統各級指揮體系由上至下逐級或越級的軟件操作訓練;
(3)能夠開展常規教學科目、基于作戰想定的綜合科目教學、研究型科目教學三類多個科目的軟件教學訓練;
(4)構建開發式教學環境,可進行軟件安裝、維護、保障的針對性訓練;
(5)能對席位計算機集中控制,進行單路或多路信號同時顯示。
作者:李曉輝宋震海單位:軍械工程學院北方自動控制技術研究所