工程保障機械群作戰運用仿真系統解決方案

2022-06-22 10:16:19

來源:碩博科技

一、方案背景

現代戰爭是高技術條件下的局部戰爭。高新技術廣泛應用于軍事領域、各種新式武器和技術兵器大量投放戰場,使得戰場的突發性與破壞性空前提高,戰場對工程保障的依賴性進一步增強。軍用工程機械是工程兵部隊遂行作戰工程保障、國防工程建設和非戰爭軍事行動等任務的重要物質基礎,是機動保障、偽裝相關分隊戰斗力的重要組成部分。

 

二、總體規劃

圍繞軍用工程機械操作技能和機動保障道路分隊、偽裝分隊開展分隊戰術訓練問題,實現單裝技能訓練、多裝協作訓練、分隊戰術訓練等總體功能要求,總體結構由硬件系統、軟件系統、支撐環境等部分組成。

其中,硬件系統包括單裝操作訓練操縱控制臺、訓練進程監控顯示系統、圖形工作站、任務決策工作臺、數據服務器、音效設備、考勤設備等組成,軟件系統由單裝技能訓練系統、多裝協作訓練系統和訓練導調分系統等部分組成。單裝技能訓練模擬系統又包含GJT112A型推土機、GDW111B型挖掘機、GJZ112A型裝載機、PY180型平地機、JY633-J型挖掘機、TY220型推土機和ZL50G型裝載機7種訓練模擬系統,用于實現單裝、多裝協作和分隊訓練的終端機械作業訓練實施過程。多裝協作訓練系統主要用于建立訓練任務、對任務編組內的單裝技能訓練系統實施控制,以及訓練過程的監控與顯示。訓練導調系統用于指令接收與反饋、情景生成、過程干預和訓練評價。

系統中單裝操作訓練模擬系統采用“通用仿真訓練平臺+多種仿真模擬訓練系統操縱桿件模塊”的模塊化組合設計方案。

通用平臺+系統操縱桿件模塊

多裝協同訓練時,上級系統下達想定訓練科目,任務決策工作臺接收該指令,并通過導調系統進行科目的導演及調控,發送相關指令進行組網,對應的各單裝訓練仿真系統接收組網指令后,相關的單裝訓練仿真系統接入通信網絡,完成握手連接,從而可實現相關科目的操作訓練。

工程保障機械群作戰運用訓練仿真系統可獨自創建和實施的多裝協作訓練,具體實現科目包括平整場地、回填溝渠、填塞彈坑、挖掘裝車、挖掘溝渠、挖掘中型平底坑、裝載作業等多個科目。接入其他配套分隊戰術訓練模擬系統而組成的多裝協作訓練,具體科目包括了構筑急造軍路、構筑野戰指揮所、搶修原有道路、構筑野戰直升機起降場等多個科目。

 

三、方案設計

工程保障機械群作戰運用仿真訓練系統的研制與開發是一個系統性的實現過程,綜合考慮裝備結構、功能需求、平臺通用性、預期效果、推廣應用前景以及可維護性、經濟性等因素。依據系統功能模塊的定義與系統整體功能劃分,在資料準備與需求分析、系統總體框架設計的基礎上,開展各裝備結構分析、操作及駕駛機理分析、人機交互軟件平臺等研究工作。

 

四、系統建設

(一)硬件體系結構  

1.硬件集成

系統硬件包括通用控制平臺的硬件系統和各單裝模擬訓練操作模塊的硬件系統。其中,通用控制平臺的硬件組成有:三自由度運動平臺、仿真計算機、顯示器(大顯示器3塊,可觸摸小顯示器)﹑音響組件、通信模塊硬件、數據采集模塊硬件、電源模塊、內部通信接口、外部通信接口及機體等相關部件;各裝備的模擬操作模塊硬件包括:駕駛模擬操作模塊及相關操作部件、作業模擬操縱模塊及相關部件、通信模塊硬件、信息采集硬件及各模塊的殼體。

裝備的駕駛操控模塊、裝備作業操控模塊相對通用平臺是可以更換的,在通用平臺上安裝不同裝備的駕駛操作模塊和作業操作模塊,即可實現相關裝備的模擬訓練。

工程保障機械群作戰運用訓練仿真系統與其它分隊戰術行動模擬訓練系統一起部署在工程兵模擬訓練中心演訓大廳分隊戰術訓練區,與機動保障分隊戰術訓練系統、偽裝分隊戰術訓練模擬系統通過網絡互聯。所有下屬模擬器及子系統均接入系統,集中布置。

硬件設備布置在統一區域內,單裝技能訓練模擬系統采用帶三自由度運動平臺的半實物仿真模擬訓練系統結構,顯示、運算、操控桿件、開關等均集成為一體。設有專門的多裝協作訓練系統工作臺和任務決策多工位工作臺。

2.組網建設

網絡布設基于獨立組網完成設備互聯,服務端搭載管理系統負責設備的數據收集和管理,通過數據交換機可以完成獨立組網操作,也可以和外部組網進行通訊,服務端作為唯一的通訊媒介進行數據交換。

 

(二)軟件體系結構  

系統的軟件主要由裝備的模擬訓練操作軟件(單裝訓練和多裝協同訓練)、通信軟件、數據采集軟件、模型驅動軟件等構成。

裝備訓練模擬系統軟件主要基于單裝技能訓練、多裝協作訓練兩大硬性需求為根據點研發,將單裝與多裝功能需求分別細化成軟件的功能模塊,集成到一套軟件系統中,最終發布成可搭載國產操作系統的軟件。

1.導調系統功能

“導調控制平臺”,是基于現代計算機仿真和網絡技術,圍繞我軍部隊演習導調的原理、特點、規律,再現一場實兵演習組訓過程的導調訓練系統。利用該系統,受訓者可充當導演部各席位,感受一場完整的實兵演習過程,并根據條件和情況設置進行作業,組訓人員可利用系統控制和管理全過程,達到指揮所演習訓練和培養演習導調骨干訓練目的。

2.單裝作業訓練功能

單裝作業功能能夠利用各單裝操作訓練模擬系統實現操作預習、工作裝置調整、場地駕駛訓練、道路駕駛訓練、單裝課目等單裝訓練功能,參訓人員點擊訓練模式界面中的單裝作業訓練功能鍵,進入訓練科目選擇按鈕。參訓者根據組訓要求選擇訓練科目,進入虛擬仿真場景設置。

3.多裝協同訓練功能

多裝協作功能能夠與導調分系統對接,以DDS實現多臺單裝技能訓練系統之間的數據通信,利用單裝操作訓練模擬系統實現平整場地、回填溝渠、填塞彈坑等小型多裝協作訓練;能夠配套完成構筑急造軍路行動、構筑野戰指揮所行動、搶修原有道路行動、構筑野戰直升機起降場行動等多個科目的分隊戰術訓練。

4.操作考核功能

裝備模擬操作訓練考核以綜合評估方法為中心,建立綜合評估框架,對評估項目和評估指標進行細化,按照操作規則細化分類,由所有考核項目成績加權計算獲得參訓人員考核綜合成績。參訓人員通過副顯示器進行考核模式選取,考核功能模式包含單裝作業訓練、駕駛訓練、作業操作考核三大類。

5.訓練考勤功能

根據系統設計需求,訓練考勤功能主要通過系統基本配置、身份識別與訓練考勤數據的動態管理實現訓練人員的注冊登記和讀卡(IC卡)功能。

 

本文為簡略版,

深度閱讀參見第三期《軍橋》雜志

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