曹裕華，錢(qián)昭勇，陳小衛(wèi)，王志鵬

（1.國(guó)防大學(xué)聯(lián)合勤務(wù)學(xué)院，北京 100858；2.航天工程大學(xué)航天保障系，北京 101416；3.解放軍95806 部隊(duì)，北京 100076）

0 引言

裝備體系試驗(yàn)鑒定是在試驗(yàn)想定的誘導(dǎo)下，綜合運(yùn)用多種方法手段構(gòu)建體系網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和體系對(duì)抗環(huán)境，以作戰(zhàn)行動(dòng)牽引裝備體系運(yùn)用，獲取充分足夠、有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)綜合分析與處理數(shù)據(jù)信息，評(píng)價(jià)武器裝備體系的網(wǎng)絡(luò)化效能、整體性能、作戰(zhàn)效能，以及組分裝備在裝備體系中的適應(yīng)性和對(duì)裝備體系的貢獻(xiàn)率，驗(yàn)證裝備體系的總體設(shè)計(jì)和運(yùn)用思想，發(fā)現(xiàn)各組分裝備在信息聯(lián)通、協(xié)同工作、使用保障等方面潛在問(wèn)題，為體系各組分裝備的研制、生產(chǎn)、編配和調(diào)整提供決策依據(jù)的綜合過(guò)程。裝備體系試驗(yàn)鑒定需要構(gòu)建逼真的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和體系對(duì)抗環(huán)境，設(shè)置適當(dāng)作戰(zhàn)對(duì)手，把裝備體系的檢驗(yàn)考核活動(dòng)嵌入到作戰(zhàn)行動(dòng)中，通過(guò)逼真模擬裝備體系運(yùn)用和對(duì)抗過(guò)程，檢驗(yàn)裝備體系的作戰(zhàn)能力并對(duì)其進(jìn)行客觀真實(shí)評(píng)價(jià)［1］。開(kāi)展裝備體系試驗(yàn)需要大量的裝備、設(shè)備和彈藥構(gòu)建體系工作環(huán)境和體系對(duì)抗環(huán)境，但是，由于對(duì)手裝備難以獲取，試驗(yàn)安全難以保證（火工品消耗、被試品毀損、試驗(yàn)裝備工作條件以及試驗(yàn)信息安全等），完全依靠實(shí)裝實(shí)彈必然面臨試驗(yàn)資源需求難以滿足、作戰(zhàn)剖面難以全覆蓋等問(wèn)題。為此，需要采用其他技術(shù)方法和途徑，模擬構(gòu)建體系運(yùn)用環(huán)境開(kāi)展裝備體系試驗(yàn)鑒定，仿真試驗(yàn)床就是其中的一種方法和技術(shù)。

傳統(tǒng)意義的試驗(yàn)床是由計(jì)算機(jī)仿真與部分實(shí)際系統(tǒng)部件結(jié)合的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，用于系統(tǒng)概念研究和需求分析［2］。為了支持武器裝備體系研究，胡曉峰教授提出了“體系仿真試驗(yàn)床”的概念和多重循環(huán)的實(shí)驗(yàn)框架［3］。面向裝備體系試驗(yàn)鑒定的仿真試驗(yàn)床，簡(jiǎn)稱裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床，是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把分散在各地的模型、軟件、工具、儀器儀表甚至設(shè)施等試驗(yàn)鑒定資源，特別是被試對(duì)象LVC 仿真資源作為床部件連接起來(lái)［4］，采用協(xié)調(diào)一致的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)鑒定資源部件的互操作、可重用和可組合，共同完成裝備體系仿真試驗(yàn)鑒定。

1 裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床功能與特征

裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床是一個(gè)擴(kuò)展的試驗(yàn)床概念，是信息化條件下支持裝備體系試驗(yàn)鑒定的綜合集成環(huán)境或軟件/硬件系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)質(zhì)上是利用先進(jìn)分布式仿真技術(shù)，將配試裝備或仿真模型、測(cè)試測(cè)量?jī)x器設(shè)備、軟件、分析工具和數(shù)據(jù)等相關(guān)的試驗(yàn)鑒定資源作為床部件集成起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)綜合基礎(chǔ)的試驗(yàn)鑒定環(huán)境，把需要試驗(yàn)鑒定的裝備體系或特別關(guān)注裝備的仿真模型加入其中，通過(guò)分別模擬作戰(zhàn)、試驗(yàn)兩種信息流，支持給定裝備體系作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性和特別關(guān)注裝備對(duì)體系貢獻(xiàn)率的預(yù)估，支持裝備體系試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化、試驗(yàn)問(wèn)題故障的輔助分析，從而支持裝備體系和特別關(guān)注裝備的試驗(yàn)鑒定決策［5］。而且，隨著人工智能與大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)的深入發(fā)展，裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床也必將向智能化方向跟進(jìn)。為此，引入智能化仿真引擎的裝備體系鑒定試驗(yàn)床有著新的不同的功能需求和特征。

1.1 基本功能

1）自主行為建模支持。以多元、異構(gòu)、海量、多維數(shù)據(jù)及高精度、多分辨率模型為基礎(chǔ)，提供基于認(rèn)知計(jì)算的智能化自主行為建模工具和方法。既涵蓋了傳統(tǒng)的裝備物理特性、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境效應(yīng)等數(shù)學(xué)建模，各種裝備實(shí)體、環(huán)境場(chǎng)景的可視化建模，作戰(zhàn)任務(wù)剖面軍事概念建模，試驗(yàn)裝備功能性能建模；又注重引入運(yùn)用人工智能領(lǐng)域?qū)W習(xí)方法去解決認(rèn)知域的問(wèn)題，也就是要將傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)中各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的利用和處理方式進(jìn)行“智能升級(jí)”，不再被動(dòng)地調(diào)用執(zhí)行“行為規(guī)則庫(kù)”。也不僅僅是實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)體基于規(guī)劃的自動(dòng)化運(yùn)行，而是主動(dòng)地通過(guò)認(rèn)知框架學(xué)習(xí)到行為規(guī)則，實(shí)現(xiàn)自主的行為建模，并且提供模型調(diào)試、運(yùn)行的集成環(huán)境，在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的支持下，實(shí)現(xiàn)新建模型的驗(yàn)證、校驗(yàn)與確認(rèn)。

2）云計(jì)算并行仿真推演。裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的智能化引擎主要依托云計(jì)算進(jìn)行多分支并行仿真推演，既涵蓋了傳統(tǒng)模擬被試的裝備體系構(gòu)成、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接及其戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)，包括裝備在典型作戰(zhàn)樣式下的使用過(guò)程及其效果，模擬試驗(yàn)測(cè)量、測(cè)試、通信和靶標(biāo)等試驗(yàn)裝備的功能與性能，模擬試驗(yàn)環(huán)境條件及其對(duì)被試對(duì)象和試驗(yàn)裝備的效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)裝備體系試驗(yàn)方案的可視化演示和優(yōu)化［6］；又注重通過(guò)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各類資源（包括模型資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、軟件資源，物理效應(yīng)設(shè)備及仿真器等）按需共享與重用，滿足多用戶按需協(xié)同互操作，實(shí)現(xiàn)超實(shí)時(shí)仿真運(yùn)行控制和記錄，保障系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行與監(jiān)控，支持裝備體系全生命周期仿真推演活動(dòng)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)各種問(wèn)題的準(zhǔn)確定位與處理。

3）大數(shù)據(jù)分析與評(píng)估。裝備體系試驗(yàn)鑒定屬于復(fù)雜系統(tǒng)工程，產(chǎn)生和統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)具有量大面廣，種類繁多，變化增長(zhǎng)快，價(jià)值密度低等典型的大數(shù)據(jù)特點(diǎn)。為此，裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床不僅包括了模型與數(shù)據(jù)的一致性檢查和維護(hù)（存儲(chǔ)、查詢、排序、更新、刪除等操作），實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備體系試驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)資料變換（包括格式和坐標(biāo)等）、分類、組合等初級(jí)處理和統(tǒng)計(jì)分析，更注重運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)方法對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。包括特征提取和模型的可信度評(píng)價(jià)，綜合評(píng)估被試裝備體系的作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性以及重點(diǎn)關(guān)注裝備的體系貢獻(xiàn)率，為體系參試裝備投向投量等提供決策支持和參考；尤其在裝備在役考核過(guò)程中，可以充分挖掘出仿真試驗(yàn)床產(chǎn)生數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的各種武器裝備特點(diǎn)規(guī)律，揭示數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)規(guī)則和相互關(guān)系，發(fā)現(xiàn)體系試驗(yàn)鑒定中問(wèn)題短板，探究體系鑒定的涌現(xiàn)性，甚至立足于歷史和當(dāng)前預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，不斷優(yōu)化裝備資源配置，促進(jìn)戰(zhàn)備演訓(xùn)以及作戰(zhàn)行動(dòng)的技戰(zhàn)術(shù)改進(jìn)升級(jí)。

1.2 主要特征

裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床面向裝備體系試驗(yàn)鑒定領(lǐng)域，更多表現(xiàn)出體系鑒定的“體系”特征。例如仿真對(duì)象的獨(dú)立性與其組成的整體性、床部件之間的關(guān)聯(lián)性、控制運(yùn)行的目標(biāo)一致性等，顯然，在預(yù)期應(yīng)用目的、用途與傳統(tǒng)試驗(yàn)床、普通仿真系統(tǒng)明顯不同，導(dǎo)致其在仿真對(duì)象、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行控制等方面差異很大，具有以下特點(diǎn)：

1）仿真對(duì)象的多元性與整體性。裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的關(guān)鍵在于研究體系試驗(yàn)，這就決定了其仿真對(duì)象重在體系，范圍廣泛、類型多元，而非某一種單獨(dú)的裝備或者某一項(xiàng)試驗(yàn)行動(dòng)方案，而且，構(gòu)成體系的各對(duì)象之間存在一定的相關(guān)性，相互作用、相互聯(lián)系、相互約束，構(gòu)成相對(duì)完整的統(tǒng)一體。為此，仿真對(duì)象既包括由被試裝備和配試裝備構(gòu)成的作戰(zhàn)對(duì)抗系統(tǒng)及其所處的逼真戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境［7］，作戰(zhàn)行動(dòng)、作戰(zhàn)信息流程，又包括試驗(yàn)實(shí)施保障系統(tǒng)及其試驗(yàn)環(huán)境，主要試驗(yàn)行動(dòng)，試驗(yàn)信息獲取、傳輸、處理等完整流程［8］，還包括設(shè)計(jì)裝備體系試驗(yàn)鑒定方案、管控裝備體系試驗(yàn)鑒定風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng)。隨著智能化仿真引擎的運(yùn)用，將使各類新質(zhì)作戰(zhàn)力量或單元納入建模與仿真對(duì)象，如無(wú)人系統(tǒng)（無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛編隊(duì)等）、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)、AI 系統(tǒng)（機(jī)器人）等?？傊?，能對(duì)裝備體系試驗(yàn)有用的因素都可以成為仿真對(duì)象加入，尤其對(duì)于新質(zhì)作戰(zhàn)力量的高精度仿真將對(duì)體系試驗(yàn)效果和戰(zhàn)場(chǎng)模擬態(tài)勢(shì)有著舉足輕重的作用和影響。

2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的伸縮與關(guān)聯(lián)性。構(gòu)成裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床，具有獨(dú)立的仿真、計(jì)算、轉(zhuǎn)換、連接、測(cè)量或其他功能的部分，統(tǒng)稱為床部件，包括被試對(duì)象或配式裝備的實(shí)物/半實(shí)物系統(tǒng)、各類仿真模型（系統(tǒng)），模型構(gòu)建與組合、仿真試驗(yàn)想定編輯與生成、仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析等仿真試驗(yàn)支持系統(tǒng)，以及其他中間件、工具軟件等。顯然，大部分床部件都是獨(dú)立的，封裝的，支持可重用，從而有力地增強(qiáng)了試驗(yàn)床的伸縮性與可擴(kuò)展性。與此同時(shí)，體系內(nèi)各部件單元又存在相互關(guān)聯(lián)相互制約和相互依賴，其中某一部件發(fā)生變化，其他部件都可能受到影響，需要作出相應(yīng)調(diào)整或者更改。在此基礎(chǔ)上，裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床把系統(tǒng)管理、資源管理、時(shí)間推進(jìn)、數(shù)據(jù)分發(fā)與管理、時(shí)空一致性維護(hù)等基礎(chǔ)功能整合成仿真試驗(yàn)床通用框架，各種試驗(yàn)鑒定資源按照通用框架提供集成的規(guī)范和接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適應(yīng)性改造或開(kāi)發(fā)接入代理，作為試驗(yàn)床部件實(shí)現(xiàn)柔性接入。通用框架結(jié)構(gòu)的伸縮性直接牽引試驗(yàn)床各部件的互操作，以及與大系統(tǒng)的接口對(duì)接，有效地提高裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的魯棒性和泛化能力。

3）運(yùn)行控制的復(fù)雜與目標(biāo)性。裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床由地域分布的多個(gè)試驗(yàn)鑒定資源作為床部件，依托局域網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)連接集成構(gòu)建，系統(tǒng)規(guī)模大，床部件類型多，實(shí)體時(shí)空特征變化（例如在軌運(yùn)行的航天器），自治能力各異，協(xié)同運(yùn)行困難，具有明顯的動(dòng)態(tài)復(fù)雜性；仿真試驗(yàn)床運(yùn)行過(guò)程包括初始化、啟動(dòng)、部件并發(fā)工作、數(shù)據(jù)錄取、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、結(jié)果處理分析等，流程長(zhǎng)，實(shí)效性強(qiáng)，仿真對(duì)象間交互信息的形式（文本、聲音、圖像、視頻等）和應(yīng)用方式不同，交互鏈路狀態(tài)（開(kāi)/ 關(guān)）需視任務(wù)過(guò)程的需求而定，從而導(dǎo)致試驗(yàn)床的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，具有動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)［9］。尤其是裝備的智能化無(wú)人化促使OODA 環(huán)迭代加速，使得體系鑒定仿真試驗(yàn)床能夠保障多元信息的實(shí)時(shí)接入及快速推演和實(shí)時(shí)評(píng)估，從而讓體系試驗(yàn)“人不在回路”的復(fù)雜系統(tǒng)自主決策推演更加復(fù)雜。但是，對(duì)于體系運(yùn)行的控制實(shí)質(zhì)是各部件和進(jìn)程邏輯組合的推進(jìn)，朝著某項(xiàng)特定的共同目標(biāo)功能，為使體系內(nèi)對(duì)象具有實(shí)現(xiàn)這種功能的能力組合而成，為此，體系仿真試驗(yàn)床運(yùn)行控制具有明顯的目標(biāo)性。

2 裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床總體結(jié)構(gòu)

裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床是支持裝備體系試驗(yàn)鑒定的硬件、軟件等試驗(yàn)鑒定資源的集合，采用總線式結(jié)構(gòu)，床部件構(gòu)成基本相同，主要包括被試裝備體系、假想敵目標(biāo)或裝備體系和環(huán)境系統(tǒng)、試驗(yàn)控制與分析系統(tǒng)、試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)，及試驗(yàn)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的仿真模型或模型系統(tǒng)、半實(shí)物系統(tǒng)、實(shí)裝系統(tǒng)等試驗(yàn)鑒定資源，試驗(yàn)床通用框架有試驗(yàn)床建模工具、配置管理、想定編輯與管理、試驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集重放、數(shù)據(jù)分析處理、態(tài)勢(shì)顯示、場(chǎng)景可視化，以及裝備體系試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)管理部件等試驗(yàn)鑒定支持部件。根據(jù)仿真試驗(yàn)床的一般特征和功能需求，設(shè)計(jì)部件構(gòu)成如下頁(yè)圖1 所示。

圖1 裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的部件構(gòu)成

試驗(yàn)床通用框架包括運(yùn)行基礎(chǔ)件、智能化仿真引擎、接入代理、試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)等，與建模工具、配置管理、想定編輯與管理、仿真監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集與重放、數(shù)據(jù)分析處理、模型數(shù)據(jù)管理、態(tài)勢(shì)顯示與三維場(chǎng)景可視化，以及背景體系仿真模型等裝備體系試驗(yàn)鑒定支持部件構(gòu)成仿真試驗(yàn)床基本系統(tǒng)（虛框陰影部分）。通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件作為整個(gè)仿真試驗(yàn)床的管理控制中樞，其運(yùn)行節(jié)點(diǎn)是試驗(yàn)管理控制節(jié)點(diǎn)，各種實(shí)物裝備、半實(shí)物模擬器、仿真應(yīng)用系統(tǒng)、仿真模型等試驗(yàn)資源作為床部件連入到仿真試驗(yàn)床中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行信息交換，提供試驗(yàn)鑒定資源對(duì)象管理、時(shí)間推進(jìn)管理、仿真試驗(yàn)控制等；智能仿真引擎由推理平臺(tái)、應(yīng)用模型、訓(xùn)練平臺(tái)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等4 部分（層）組成：推理平臺(tái)層包括對(duì)任務(wù)的分解、AI 模型調(diào)用、鏡像管理、推理運(yùn)行狀態(tài)管理等模塊，如圖2所示。應(yīng)用模型層包括對(duì)模型的生成、發(fā)布、評(píng)估與反饋；訓(xùn)練平臺(tái)層包括預(yù)處理和特征提取模板、機(jī)器學(xué)習(xí)算法庫(kù)、SparkHadoop 引擎、Map-Reduce、以及通用工具鏈或組件庫(kù)等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層提供訓(xùn)練所需數(shù)據(jù)（均來(lái)自于云端外系統(tǒng)），實(shí)質(zhì)提供所需數(shù)據(jù)目錄索引、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)安全和用戶權(quán)限管理等服務(wù)。

接入代理又稱異構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，解決實(shí)物裝備、半實(shí)物模擬器、仿真應(yīng)用系統(tǒng)、仿真模型與仿真試驗(yàn)床互聯(lián)所遇到的一些接口問(wèn)題，為所有試驗(yàn)鑒定資源間的信息傳輸與管理提供服務(wù)，以及為試驗(yàn)資源的遠(yuǎn)程操控提供服務(wù)，目的是為試驗(yàn)的參與者提供一種相互通信的手段。通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件提供想定解析、模型調(diào)度、實(shí)體交互、時(shí)鐘同步、試驗(yàn)管理等多種服務(wù)，并控制整個(gè)仿真試驗(yàn)床的運(yùn)行進(jìn)程，包括啟動(dòng)、暫停、停止仿真等，同時(shí)實(shí)現(xiàn)仿真監(jiān)控的功能。各類模擬器如雷達(dá)模擬器、傳感器模擬器、指揮控制節(jié)點(diǎn)、裝備平臺(tái)模擬器、武器系統(tǒng)模擬器等部件，通過(guò)通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件與仿真試驗(yàn)床其他部件進(jìn)行信息交換；各類模型包括仿真模型、分析模型、蘭切斯特模型、Petri 網(wǎng)模型等，通過(guò)接入代理與仿真試驗(yàn)床互聯(lián)，各種實(shí)物裝備、仿真應(yīng)用系統(tǒng)也需通過(guò)接入代理聯(lián)入仿真試驗(yàn)床。

圖2 智能仿真引擎架構(gòu)

試驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)視器對(duì)整個(gè)試驗(yàn)床的運(yùn)行，包括試驗(yàn)床各功能部件、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)視、顯示和控制，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)仿真試驗(yàn)床運(yùn)行異常情況，保障仿真試驗(yàn)床的正常運(yùn)行和運(yùn)行環(huán)境的可靠；試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)用于存儲(chǔ)所有模型數(shù)據(jù)試驗(yàn)資源基礎(chǔ)信息，包括被試裝備體系、試驗(yàn)設(shè)備設(shè)施、對(duì)象模型、仿真模型、評(píng)估模型、實(shí)用工具，以及裝備數(shù)據(jù)、試驗(yàn)裝備數(shù)據(jù)、試驗(yàn)想定、試驗(yàn)文檔資料、試驗(yàn)算法、實(shí)體特征、地理信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或永久數(shù)據(jù)等；試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)主要針對(duì)具體試驗(yàn)任務(wù)或項(xiàng)目，用于存儲(chǔ)試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理得到的試驗(yàn)結(jié)果，以及具體試驗(yàn)任務(wù)的規(guī)劃計(jì)劃、大綱、想定方案、試驗(yàn)資源配置等文檔資料。

3 裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床部件信息關(guān)系

裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床各部件通過(guò)信息鉸鏈關(guān)系，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，協(xié)同完成裝備體系仿真試驗(yàn)鑒定或裝備體系試驗(yàn)鑒定支持。這里，通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件是特殊的床部件，運(yùn)行在試驗(yàn)管理控制節(jié)點(diǎn)上，仿真模型、實(shí)物/半實(shí)物仿真系統(tǒng)和異構(gòu)仿真系統(tǒng)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與重放、試驗(yàn)態(tài)勢(shì)顯示和三維場(chǎng)景可視化等參與仿真試驗(yàn)的床部件之間的信息交互，必須通過(guò)運(yùn)行基礎(chǔ)件的收發(fā)控制，其他仿真試驗(yàn)支持床部件可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)直接進(jìn)行信息交互，如圖3 所示。

建模支持工具部件主要與試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)交互。如果構(gòu)建新模型，模型信息存入試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)；建模支持工具也可從試驗(yàn)倉(cāng)庫(kù)讀取已有模型信息，對(duì)模型進(jìn)行修改，或者對(duì)兩個(gè)以上模型進(jìn)行組合構(gòu)建新的模型，需再把模型信息存入試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)。由于建模支持工具不參加裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)，因此，它們之間交互不用經(jīng)過(guò)通用框架基礎(chǔ)件。

系統(tǒng)配置管理部件主要與試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)交互。系統(tǒng)配置管理部件從試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)讀取模型數(shù)據(jù)等試驗(yàn)鑒定資源基礎(chǔ)信息，依據(jù)體系鑒定仿真試驗(yàn)床的功能需求，選取仿真模型等資源，形成裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床配置文件，存入試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)。

試驗(yàn)想定編輯與管理部件主要與試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)交互。試驗(yàn)想定編輯與管理部件從試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)讀取有關(guān)部隊(duì)編成、裝備戰(zhàn)技術(shù)性能、試驗(yàn)環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，或現(xiàn)有的裝備體系試驗(yàn)想定，依據(jù)裝備體系試驗(yàn)鑒定任務(wù)目標(biāo)，編輯或修改形成裝備體系試驗(yàn)仿真想定，存入試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)。試驗(yàn)結(jié)束后，可以把仿真想定從試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)，并對(duì)已有試驗(yàn)想定進(jìn)行查詢、修改、刪除和備份等。

試驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)視部件主要從試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)中讀取裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的配置信息，依據(jù)配置信息，讀取并以圖形、表格直觀顯示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、仿真設(shè)備和仿真模型運(yùn)行狀態(tài)信息。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與重放部件主要與試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)交互，從各仿真設(shè)備和仿真模型采集模擬的實(shí)體狀態(tài)信息、行為結(jié)果信息、實(shí)體交互信息和試驗(yàn)事件信息，存入試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)；試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理部件主要與試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)交互，讀取存儲(chǔ)的實(shí)體狀態(tài)信息、行為結(jié)果信息、實(shí)體交互信息和試驗(yàn)事件信息，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、聚合融合、擬合外推等計(jì)算，得到被試裝備體系作戰(zhàn)效能、適用性等結(jié)果，以及對(duì)試驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)結(jié)果，存入試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)。

試驗(yàn)態(tài)勢(shì)顯示部件和三維場(chǎng)景可視化部件主要與仿真模型、實(shí)物/半實(shí)物仿真系統(tǒng)和異構(gòu)仿真系統(tǒng)等部件以及試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)交互，獲取裝備體系試驗(yàn)中實(shí)體狀態(tài)信息、交互信息、結(jié)果信息以及二維軍標(biāo)、實(shí)體三維可視化模型，從通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件接收仿真控制指令，如初始化、啟動(dòng)、顯示時(shí)間推進(jìn)與同步等指令。

圖3 仿真試驗(yàn)床部件之間的信息關(guān)系

智能仿真引擎接收到通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件的體系試驗(yàn)任務(wù)時(shí)，推理模塊首先將任務(wù)解析為一個(gè)個(gè)元事件，按元事件需求自動(dòng)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)，交給訓(xùn)練平臺(tái)做數(shù)據(jù)訓(xùn)練（也支持基于原始試驗(yàn)資源庫(kù)數(shù)據(jù)做訓(xùn)練，包括使用預(yù)處理模板、特征提取模板作匹配），訓(xùn)練結(jié)束即模型生成后應(yīng)用模型層通過(guò)評(píng)估發(fā)布模型，將其推送到推理平臺(tái)，推理平臺(tái)結(jié)合實(shí)時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，調(diào)用業(yè)務(wù)模型進(jìn)行推理分析，并將任務(wù)結(jié)果反饋到通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件平臺(tái)，使試驗(yàn)床各部件執(zhí)行推理結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)“平行”而“智能”地執(zhí)行并控制仿真試驗(yàn)操作。試驗(yàn)操作的結(jié)果數(shù)據(jù)會(huì)再次被收集，用于平臺(tái)訓(xùn)練以及模型優(yōu)化，達(dá)到閉環(huán)控制的效果。

試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)管理部件脫離通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件運(yùn)行，只與試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)交互，負(fù)責(zé)對(duì)各類模型和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢、修改、刪除和轉(zhuǎn)儲(chǔ)等操作，對(duì)模型數(shù)據(jù)的安全性、一致性進(jìn)行維護(hù)和管理，因此，存取試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)中信息。

通用框架運(yùn)行基礎(chǔ)件是裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的管理控制中樞［10］，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)文檔庫(kù)中讀取仿真試驗(yàn)床的配置信息和試驗(yàn)想定數(shù)據(jù)，從試驗(yàn)資源倉(cāng)庫(kù)讀取裝備戰(zhàn)技術(shù)性能數(shù)據(jù)、試驗(yàn)裝備性能數(shù)據(jù)、試驗(yàn)區(qū)域環(huán)境信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)仿真試驗(yàn)床初始化；解析試驗(yàn)想定中試驗(yàn)行動(dòng)、試驗(yàn)事件，形成仿真控制指令，與仿真模型部件，或通過(guò)接入代理，驅(qū)動(dòng)實(shí)物/半實(shí)物仿真系統(tǒng)、異構(gòu)仿真系統(tǒng)運(yùn)行交互，驅(qū)動(dòng)仿真模型部件運(yùn)行；與仿真模型部件交互，接收實(shí)體狀態(tài)、實(shí)體交互、行動(dòng)結(jié)果等信息，轉(zhuǎn)發(fā)至接收部件或數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如態(tài)勢(shì)顯示、三維場(chǎng)景可視化、數(shù)據(jù)采集等部件；根據(jù)用戶干預(yù)指令，控制試驗(yàn)進(jìn)程，如暫停、停止、繼續(xù)、加速、減速，更改試驗(yàn)想定、試驗(yàn)科目等。

4 裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床運(yùn)行流程

裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床作為一個(gè)復(fù)雜的試驗(yàn)信息系統(tǒng)，主要包括如下運(yùn)行流程：

1）試驗(yàn)管理控制節(jié)點(diǎn)讀取試驗(yàn)想定，并向各試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)分發(fā)，作為引導(dǎo)各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行依據(jù)；

2）各試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行初始化，包括仿真引擎初始化、實(shí)體實(shí)例化和行為參數(shù)設(shè)置等，依據(jù)試驗(yàn)想定，設(shè)置試驗(yàn)初始時(shí)間，等待開(kāi)始指令；

3）試驗(yàn)管理控制節(jié)點(diǎn)下達(dá)試驗(yàn)開(kāi)始指令；

4）各試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)從試驗(yàn)想定中讀取試驗(yàn)任務(wù)，交由智能仿真引擎解析，建立試驗(yàn)事件表；

5）各試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)檢查是否有時(shí)間同步要求，如果有，等待試驗(yàn)管理控制節(jié)點(diǎn)發(fā)出同步時(shí)間信息；

6）檢查各試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)的事件表是否都為空，如果為空，則結(jié)束試驗(yàn)，否則繼續(xù)；

7）從事件表取出緊前試驗(yàn)事件，對(duì)事件進(jìn)行解析并調(diào)度模型或驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)運(yùn)行；

8）修改試驗(yàn)實(shí)體和環(huán)境狀態(tài)，錄取各試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息和交互信息；

9）檢查是否產(chǎn)生了新的試驗(yàn)事件，如果產(chǎn)生了，插入試驗(yàn)事件表，并刪除已執(zhí)行的試驗(yàn)事件；

10）試驗(yàn)資源節(jié)點(diǎn)向試驗(yàn)管理控制節(jié)點(diǎn)提出試驗(yàn)時(shí)間推進(jìn)請(qǐng)求，轉(zhuǎn)步驟5）。如圖4 所示。

圖4 裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床運(yùn)行流程

5 結(jié)論

裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床是面向裝備體系試驗(yàn)鑒定領(lǐng)域的復(fù)雜試驗(yàn)信息系統(tǒng)，系統(tǒng)用途和需求復(fù)雜多樣?；谠囼?yàn)任務(wù)開(kāi)發(fā)裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，投資規(guī)模大。為了降低裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，有必要基于裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床的一般特征和基本功能，引入智能仿真引擎，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，描述裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床部件構(gòu)成、床部件之間信息關(guān)系和試驗(yàn)床運(yùn)行流程，為裝備體系鑒定仿真試驗(yàn)床開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。