HLA自行防空武器模拟训练系统设计研究
符钦泽 李阳 张浩
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符钦泽 李阳 张浩,. HLA自行防空武器模拟训练系统设计研究[J]. 中国航空航天科学,20254. DOI:10.12721/ccn.2025.157282.
摘要: 在我国现代科学技术水平迅速发展的背景下,自行防空武器系统在建设过程当中所呈现出的高造价、长周期且生成数量有限等主体特征,都直接完成了整个系统在操作训练下的严格约束行为。但值得注意的是,自行防空武器模拟训练系统设计的最终目标就在于建设出一个更加逼真且交互性强的方程环境,只需要根据操作任务就能够并发的执行操作行为。所以在实现基于HLA的系统设计上,还应当要利用分布式交互仿真高层体系结构技术,满足仿真环境创建的基础性条件。对此,本文基于现代武器系统作战背景的思想理念上,分析基于HLA的自行防空武器模拟训练系统功能,重点阐述自行防空武器训练系统的HLA设计方式。
关键词: HLA;自行防空武器;模拟训练系统
DOI:10.12721/ccn.2025.157282
基金资助:

前言:众所周知,基于现代信息技术下的高层体系结构HLA,主要就是为仿真开发建模整个设计过程当中应该遵循的设计原则而提出的。所以在实现基于HLA仿真系统的建设当中,就更需要注重其仿真系统联邦成员之间的互操作交互性特征,满足HLA仿真系统运行上所支持的环境。这样一来,也能够直接将所提供的通用独立支撑服务程序按照仿真应用从底层支撑环境进行分开,实现系统的仿真运行管理以及底层通信,满足系统内部的独立开发。由此可见,HLA的设计思想,对于我国未来在自行防空武器模拟训练系统的建设与开发上具有非常明显的启示效应。

1.基于HLA的自行防空武器模拟训练系统功能

  在信息时代的发展背景下,自行防空武器模拟室内系统建设的最终目的就在于构建一个较为真实且互动性较强的战争模拟训练仿真环境,实现操作手根据系统任务并发执行任务操作行为,所以当前在此系统功能的建设上主要可分为以下几点:

第一,能够直接代替实际正常的操作手进行正常训练,且整个系统的正常操作流程以及操作方法都符合操作任务的标准操作需求。

第二,时刻保持参训人员的战场装备状态,实现正常训练场景的清晰度与逼真度,满足参训人员的战场可视性特征,让每一个参训人员都能够体现出身临其境的感觉。

第三,众所周知,系统在建设上是一种利用HLA分布式仿真系统所建设的模拟训练系统,所以每一个操作手上都会设定对应的联邦成员【1】,并利用鼠标、键盘或操纵感等移动交互工具进行系统交互。

第四,能够针对操作手在模拟训练状态下的行为作出正确响应,主要表现特征为操作手操作部件或影响部件在状态上的改变。

第五,允许多个操作手并发执行战场操作行为,保障整个战场操作手在行为上的完整性与统一性。

第六,系统具备非常明显的误操作判别系统功能,但仅允许误操作步骤控制在一步范围之内,既做错纠正功能,否则将不允许操作手进行下一步的系统操作。

第七,系统具备可视化操作流程教学功能,并在此基础上设定了不同操作手个体的训练成绩评定功能以及训练资料查询功能。

2.自行防空武器模拟训练系统HLA设计

2.1系统框架设计

本自行防空武器模拟训练系统在设计上主要以HLA技术为设计基础,主要在针对整个系统实现仿真剧情模拟设计的基础上,设计出整个仿真系统的基础性框架。

2.1.1系统联邦成员设计

本系统在联邦成员的设计上,主要基于RNI的仿真联邦设计思路,其系统逻辑结构如图一所示。从图一中可以看出,基于HLA仿真的系统逻辑结构中有一个RTI组件,这一组件主要用于执行整个系统的全局操作,并负责给本地结构中所存在的RTI组件实现系统工作分配。从整体上来说,其系统内部的联邦成员直接定义了与本地RTI组件之间的接口,所以本地所存在RTI的组件与其所服务的联邦成员都在一台主机上开展系统活动。

图片3.png

图一  系统逻辑结构图

除此之外,为了进一步结合系统逻辑结构的具体功能,还应当根据操作手的设置情况来针对整个系统的逻辑结构设计,中央管理成员以及不同操作类别的联邦成员,如表一所示。

表一  联邦成员组成

图片4.png2.1.2系统框架设计

从上文中可以了解到,本文在自行防空武器模拟训练系统的建设上,主要通过RTI交互的一组训成员接口接入的节点成员所组成,操作手可自行根据系统的开发需求进行添加,并在系统仿真逻辑结构图利用虚线外框进行操作手的描述【2】。从本质上来说,基于HLA下的联邦系统是一个具备开放性特征的分布式仿真系统,具备了非常明显的可拓展性,但联邦作为层次概念,虽然能够在理论上将成员加入上层联邦当中,成为复杂系统下的联邦成员。但在此结构体系中,RTI从某种定义上来说却是一种软总线,同理联邦成员可在联邦运行过程当中随时进行插入。系统HLA仿真的逻辑结构如图二所示。

图片5.png图二  自行防空武器模拟训练系统HLA仿真逻辑结构

  2.2对象模型设计

对象模型设计这一环节作为在基于HLA仿真系统下的自行防空武器模拟训练系统建设过程当中,实现系统互操作性以及可重用性的重要捷径之一,在实际的设计过程当中,主要采用标准的操作流程以及系统内部联邦成员间定向的交互满足对象模型设计方法来进行设计,以此来满足联邦成员间的定向交互目标【3】,其定向交互关系如图三所示。

图片6.png

图三  联邦成员间的定向交互关系图

  2.2.1SOM设计

在SOM设计的发展历程当中,主要根据各联邦成员的SOM时操作步骤信息作为实际对象类设计的基础内容,且必须保障每个独立对象类都具备着相同的数据结构。同理,系统联邦成员之间的交互类不予以优先考虑,只需要利用对象类属性的更新或反射机制来完全实现信息交互。

2.2.2FOM设计

主要将各联邦成员下的SOM对象类合并得到FOM对象类。

结论:

综上所述,本文通过了解自行防空武器模拟训练系统建设的特殊性后,重点阐述了基于下HLA的防空武器模拟训练设计思想以及其系统框架设计过程,并针对HLA在此训练系统当中的实际应用进行了深入分析。可以得出的是,基于HLA的自行防空武器模拟训练系统在实际的应用上具备了非常明显的互操作性以及可重用性特征,能够全面提升系统在仿真实验下的真实度与逼真程度,满足用户的沉浸性体验,为系统的仿真建设另辟蹊径。
参考文献:

[1]周国华. 自行防空武器总体性能参数仿真分析软件设计[D].电子科技大学,2016.
[2]季伟伟. 自行防空系统协同作战建模与仿真方法研究[D].南京理工大学,2012.
[3]朱元昌. 分布式防空武器系统仿真平台及关键技术研究[D].南京理工大学,2004.