于艷麗 魏立柱 王明明 彭益

摘 要：數(shù)據(jù)鏈推演系統(tǒng)是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，對(duì)美軍及北約使用的典型Link-16數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用進(jìn)行模擬和推演驗(yàn)證。根據(jù)推演的數(shù)據(jù)需求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，并對(duì)數(shù)據(jù)庫中的平臺(tái)、裝備和行為等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一封裝，便于推演系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用。結(jié)合數(shù)據(jù)鏈推演給出數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用流程，支撐數(shù)據(jù)鏈推演應(yīng)用以及裝備的驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈 推演 數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）007-057-03

1 引言

信息是信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中的決定因素，而數(shù)據(jù)鏈的根本作用就是解決信息獲取、信息處理和信息傳輸?shù)慕Y(jié)合問題，并從速度上進(jìn)行優(yōu)化，極大地增強(qiáng)部隊(duì)的整體作戰(zhàn)效能。

復(fù)雜電磁環(huán)境是信息化戰(zhàn)場(chǎng)的重要特征，在未來信息化條件作戰(zhàn)中，戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境將對(duì)各類信息化武器裝備將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境千變?nèi)f化，參戰(zhàn)平臺(tái)也是多種多樣，大規(guī)模作戰(zhàn)應(yīng)用條件下的數(shù)據(jù)鏈綜合應(yīng)用，是作戰(zhàn)研究的關(guān)鍵，也是數(shù)據(jù)鏈推演系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容。而能夠支撐大規(guī)模數(shù)據(jù)鏈平臺(tái)接入模擬的數(shù)據(jù)庫是推演的基礎(chǔ)。本文在對(duì)Link-16數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用流程，使之能夠快速高效地支撐推演系統(tǒng)的運(yùn)行。

2 數(shù)據(jù)鏈推演系統(tǒng)

Link-16數(shù)據(jù)鏈，又稱戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈路-J（TADIL-J）是美國和北約部隊(duì)廣泛采用的一種戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。Link-16數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)裝備美國和北約全部的預(yù)警機(jī)和許多地面防空指揮所、戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、驅(qū)逐艦和航母等典型的作戰(zhàn)平臺(tái)。

數(shù)據(jù)鏈推演系統(tǒng)是針對(duì)美軍及北約部隊(duì)廣泛應(yīng)用的Link-16數(shù)據(jù)鏈而建立的仿真推演系統(tǒng)，通過加載想定和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，在統(tǒng)一的推演控制下，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模擬設(shè)備、各參與平臺(tái)和支撐平臺(tái)的參與下，對(duì)任務(wù)規(guī)劃和行動(dòng)需求一致性、Link-16網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃以及網(wǎng)絡(luò)資源的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。

3 推演數(shù)據(jù)庫組成

推演系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組成如圖1所示。

3.1 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是根據(jù)不同的需求對(duì)平臺(tái)庫、裝備庫、行為模型庫以及復(fù)雜電磁環(huán)境庫等進(jìn)行管理、包括添加、刪除和參數(shù)修改等工作，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫整體進(jìn)行備份和存貯。

3.2 平臺(tái)模型數(shù)據(jù)庫

平臺(tái)模型庫主要建立平臺(tái)模型各種參數(shù)信息，包含空中、水面、陸地和水下平臺(tái)，為推演系統(tǒng)提供平臺(tái)數(shù)據(jù)。

3.3 裝備模型數(shù)據(jù)庫

裝備模型數(shù)據(jù)庫主要建立平臺(tái)數(shù)據(jù)鏈裝備模型的各種參數(shù)信息，包含Link16數(shù)據(jù)鏈裝備、雷達(dá)裝備、電子戰(zhàn)裝備等，為推演系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)鏈所需的各種裝備數(shù)據(jù)。

3.4 行為模型數(shù)據(jù)庫

行為模型庫主要建立平臺(tái)所參與的行為模型，包含平臺(tái)的起飛、降落、到達(dá)指定高度、巡航、按照軌跡運(yùn)動(dòng)、按照軌跡前往等行為，為推演系統(tǒng)提供平臺(tái)行動(dòng)數(shù)據(jù)。

3.5 復(fù)雜電磁環(huán)境模型數(shù)據(jù)庫

復(fù)雜電磁環(huán)境模型庫主要建立戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境干擾模型以及根據(jù)不同環(huán)境下的電磁環(huán)境參數(shù)庫，為推演系統(tǒng)提供復(fù)雜電磁環(huán)境態(tài)勢(shì)以及為裝備受干擾狀態(tài)下的干擾計(jì)算提供基礎(chǔ)參數(shù)。

3.6 行動(dòng)腳本數(shù)據(jù)庫

行動(dòng)腳本數(shù)據(jù)庫主要建立推演劇情的各種數(shù)據(jù)信息的綜合，包含推演平臺(tái)組成、裝備情況、推演平臺(tái)行為、網(wǎng)絡(luò)組織情況、數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用情況等，為推演提供全部數(shù)據(jù)以及推演劇情的保存。

4 數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用流程設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

推演系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括：平臺(tái)模型庫，裝備模型庫，行為模型庫，復(fù)雜電磁環(huán)境模型庫，行動(dòng)腳本數(shù)據(jù)庫。模型是以參數(shù)的集合進(jìn)行定義，即每種模型由一系列參數(shù)描述。例如，戰(zhàn)斗機(jī)模型的平臺(tái)類型為空中平臺(tái)，油量為50000L，機(jī)翼為50m，機(jī)長(zhǎng)200m等。Link-16數(shù)據(jù)鏈裝備模型的鏈路類型為L(zhǎng)ink16，波道號(hào)為01，網(wǎng)絡(luò)號(hào)為16等。每種模型庫以樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織管理。根模型擁有模型基本參數(shù)集，子模型在繼承父模型的參數(shù)集的同時(shí)，擁有自己特有的參數(shù)集。如圖2所示，假設(shè)某平臺(tái)模型的樹形結(jié)構(gòu)圖如下：

R表示根節(jié)點(diǎn)的參數(shù)集，A，B，C分別表示子節(jié)點(diǎn)獨(dú)有的參數(shù)集，A1，A2；B1，B2；C1，C2表示葉子節(jié)點(diǎn)獨(dú)有的參數(shù)集。

圖2 參數(shù)繼承圖

最左側(cè)葉子結(jié)點(diǎn)的所有參數(shù)的集合為：

（1）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是對(duì)推演系統(tǒng)的模型庫進(jìn)行管理維護(hù)的系統(tǒng)。主要完成推演系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)，包括模型的查詢，添加，刪除，編輯，保存，備份功能，如圖3所示。推演數(shù)據(jù)庫包括：平臺(tái)模型庫，裝備模型庫，行為模型庫，復(fù)雜電磁環(huán)境模型庫，行動(dòng)腳本庫。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)啟動(dòng)之后，建立與各個(gè)模型庫的連接。每個(gè)時(shí)刻只能由一個(gè)連接是活動(dòng)狀態(tài)，只有在活動(dòng)狀態(tài)下才能完成模型庫的編輯。系統(tǒng)支持一鍵切換各個(gè)模型庫連接的活動(dòng)狀態(tài)。系統(tǒng)以樹形結(jié)構(gòu)展示庫中的各個(gè)模型及其參數(shù)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行了添加，刪除，編輯參數(shù)等操作之后，通過保存將數(shù)據(jù)寫入模型庫。另外，系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的備份。

圖3 數(shù)據(jù)庫管理流程圖

1）模型庫的添加。

執(zhí)行模型添加功能時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)建立該模型的基本參數(shù)集。用戶可以為該模型添加特有參數(shù)，并為其設(shè)置參數(shù)值?；緟?shù)集和特有參數(shù)共同構(gòu)成該新增模型的參數(shù)集。

2）模型庫的刪除。

執(zhí)行模型刪除功能時(shí)，系統(tǒng)刪除該模型庫的參數(shù)集，假如該模型有子模型，系統(tǒng)首先刪除其子模型，繼而刪除該模型。

3）模型庫的編輯。

模型的編輯主要包括模型的參數(shù)集的編輯，包括添加，刪除，修改參數(shù)值等。

4）模型的保存。

保存功能主要完成對(duì)以修改模型的保存，將修改后數(shù)據(jù)存入平臺(tái)模型數(shù)據(jù)庫。

5）模型的備份。

系統(tǒng)將模型數(shù)據(jù)庫按制定的文件類型另存為到制定的物理存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)文件類型包括：.sql，.txt，.xml等。

（2）平臺(tái)模型庫。

平臺(tái)模型庫為推演系統(tǒng)提供平臺(tái)數(shù)據(jù)。平臺(tái)模型庫以樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織管理。一級(jí)模型包括空中平臺(tái)、陸地平臺(tái)、水面平臺(tái)、水下平臺(tái)四種類型。二級(jí)空中平臺(tái)模型包括：戰(zhàn)斗機(jī)、加油機(jī)、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)等。二級(jí)陸地平臺(tái)模型包括：指揮所，裝甲車，雷達(dá)站，坦克等。二級(jí)水面平臺(tái)模型包括：航空母艦，艦船。二級(jí)水下平臺(tái)模型包括：潛艇等。模型以參數(shù)的集合描述。子模型在繼承了父模型的參數(shù)同時(shí)，擁有自己特有的參數(shù)。

下面說明空中平臺(tái)模型，地面模型，以及空中模型的子模型——戰(zhàn)斗機(jī)模型的參數(shù)集。其中戰(zhàn)斗機(jī)模型參數(shù)表中說明了子模型和父模型之間的參數(shù)繼承關(guān)系，見表1和表2所示。

表1 平臺(tái)模型示例

表2 戰(zhàn)斗機(jī)平臺(tái)模型

（3）裝備模型庫。

裝備模型數(shù)據(jù)庫主要建立平臺(tái)數(shù)據(jù)鏈裝備模型的各種參數(shù)信息，包含Link16數(shù)據(jù)鏈裝備、雷達(dá)裝備、電子戰(zhàn)裝備等，為推演系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)鏈所需的各種裝備數(shù)據(jù)。該模型庫只有一級(jí)，模型庫中每個(gè)模型擁有自己的參數(shù)集，示例如表3所示。

表3 裝備模型示例

（4）行為模型庫。

行為模型庫主要建立平臺(tái)所參與的行為模型，包含平臺(tái)的起飛、降落、到達(dá)指定高度、巡航、按照軌跡運(yùn)動(dòng)、按照軌跡前往等行為，為推演系統(tǒng)提供平臺(tái)行動(dòng)數(shù)據(jù)。該模型庫只有一級(jí)，每個(gè)行為模型擁有自己的參數(shù)集，示例如表4所示。

表4 行為模型示例

（5）復(fù)雜電磁環(huán)境模型庫。

復(fù)雜電磁環(huán)境模型庫主要建立戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境干擾模型以及根據(jù)不同環(huán)境下的電磁環(huán)境參數(shù)庫，為推演系統(tǒng)提供復(fù)雜電磁環(huán)境態(tài)勢(shì)以及為裝備受干擾狀態(tài)下的干擾計(jì)算提供基礎(chǔ)參數(shù)，示例如表5所示。

表5 復(fù)雜電磁環(huán)境模型示例

（6）行動(dòng)腳本庫。

行動(dòng)腳本數(shù)據(jù)庫主要建立推演劇情的各種數(shù)據(jù)信息的綜合，包含推演平臺(tái)組成、裝備情況、推演平臺(tái)行為、網(wǎng)絡(luò)組織情況、數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用情況等，為推演提供全部數(shù)據(jù)以及推演劇情的保存。

4.2 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用流程

根據(jù)數(shù)據(jù)鏈推演要求，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用流程設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)按照行動(dòng)文件中描述的數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用場(chǎng)景和行動(dòng)計(jì)劃，分解提煉該次行動(dòng)的平臺(tái)組成、裝備情況、行為狀態(tài)、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況以及復(fù)雜電磁環(huán)境狀態(tài)。根據(jù)上述推演行動(dòng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境模型庫、平臺(tái)模型庫、行動(dòng)模型庫、裝備模型庫中提取相關(guān)模型及數(shù)據(jù)，利用推演標(biāo)繪生成行動(dòng)腳本文件并存入行動(dòng)腳本庫。推演展現(xiàn)可以直接調(diào)用行動(dòng)腳本庫的行動(dòng)預(yù)案進(jìn)行推演，該行動(dòng)腳本包含行動(dòng)單位組織結(jié)構(gòu)，行動(dòng)網(wǎng)，行動(dòng)軌跡等信息。推演系統(tǒng)可直接加載行動(dòng)腳本，并在推演時(shí)展現(xiàn)整個(gè)行動(dòng)腳本的推演態(tài)勢(shì)。

5 結(jié)束語

21世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)是高科技的戰(zhàn)爭(zhēng)，信息權(quán)是戰(zhàn)爭(zhēng)爭(zhēng)奪的制高點(diǎn)，復(fù)雜電磁環(huán)境下的數(shù)據(jù)鏈綜合應(yīng)用關(guān)系到聯(lián)合作戰(zhàn)的整體作戰(zhàn)效能，數(shù)據(jù)鏈推演系統(tǒng)是對(duì)Link-16數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及資源進(jìn)行模擬仿真驗(yàn)證，而數(shù)據(jù)庫是推演的核心和基礎(chǔ)，良好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)能夠提升系統(tǒng)的計(jì)算能力和靈活性，為大規(guī)模數(shù)據(jù)鏈作戰(zhàn)應(yīng)用提供很好地支撐，對(duì)其它類似系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)提供一定的借鑒。

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