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军用联合试验训练的联合仿真支撑系统构建 　　 　　关键词：　试验训练; 逻辑靶场; LVC仿真; 支撑平台; 异构系统; 　　Abstract：　The simulation support platform which can effectively support the interoperation of the range test and training resources is a key technical issue to promote the rapid construction of the joint test and training system. Based on the analysis of the support requirements of joint test&training simulation and the current status of LVC simulation technology, the technical framework of JoSim, a joint test and training simulation support platform, is established. A standardized object modeling and automatic transformation method is proposed. A common middleware which is used in the fields of modeling simulation and test training is designed. The fast access of heterogeneous systems is realized by gateway and adapter. The practical application of JoSim in the logic range of surface warship air defense capability test and training shows that JoSim can support the rapid construction of logic range for different test and training purposes, and effectively promote the interoperability, reusability and composability of various simulation resources. 　　Keyword：　test and training; logical range; LVC simulation; supporting platform; heterogeneous system; 　　信息化作战的基本表现是联合作战，打赢联合战役，一方面要实战实训、联战联训，通过战区联合训练和军兵种合同训练，培养高素质的军事人才；另一方面要加强实战化条件下的武器装备体系作战能力试验[1]。

联接多个靶场，组合、重用不同地域的LVC(Live Virtual and Constructive，真实-虚拟-构造)仿真资源，开展基于逻辑靶场的联合试验训练，是生成基于网络信息体系的联合作战能力的有效手段[2]本文研究构建了可支持一体化联合试验训练的联合仿真支撑平台，主要为逻辑靶场的构建提供公共支撑，并以信息化条件下联合作战试验与跨地域分布式训练为背景对联合仿真支撑平台在靶场的应用进行了实践探索 　　1 联合试验训练的支撑需求 　　根据具体的联合试验训练任务需要，通过靶场资源的互操作、重用和灵活组合，由所需的归属不同靶场的LVC试验训练资源"无缝";集成而建立起的特定试验训练系统，称为"逻辑靶场";或"合成靶场";[3,4,5]逻辑靶场需要在平时建立不同靶场和设施的互联，用时根据具体目标实现各靶场资源的按需集成[6]支持LVC试验训练资源的互操作、重用和可组合是逻辑靶场对仿真支撑平台最根本最重要的需求 　　1) 互操作支持方面为了能让独立开发的系统有意义的一起工作，支撑平台需要具备如下特征： 　　一是具备一个公共的体系结构体系结构是一套用于指导如何构建逻辑靶场的指南，描述逻辑靶场的必要组成部分和各组成部分间的相互作用方式[5,7]。

　　二是可支持系统间进行有意义的通信一方面，需要具备一种公共的语言，通常是使用一种公共对象模型实现[8]另一方面，需要具备一个公共的通信机制，通常一种通用的遵循公共框架的软件基础设施是实现信息交换的合适方法 　　三是能够为各系统提供一种公共的上下文使得各系统对环境和时间有一致的理解，并为各系统提供一个公共的技术过程，如：协调一致的初始化方式、信息收发方式、同步方式、仿真控制方式等 　　2) 重用支持方面重用要求某个系统能够依据给定的上下文而裁剪使用[9]，重用的实现需要在支撑平台的支持下使得系统能够在非起初设计的应用环境的逻辑靶场中与其它系统进行正常的有意义的交互系统需要建立在一个统一定义的体系结构上，或者对现有的系统进行封装，使得与公共体系结构一致[10]，通常使用网关技术进行封装通过网关集成使用现有的系统而不加以改变，是逻辑靶场资源重用的一种重要技术 　　3) 可组合支持方面可以在多种粒度层次进行组合，如组件之间可以组合，系统之间可以组合，组件和系统之间也可以组合，逻辑靶场更关注系统之间的组合单个系统良好的互操作性和可重用性是可组合的基础，并且要求支撑平台提供用于支持组合过程的相关工具和资源库[10]，以提高组合过程的自动化程度。

　　2LVC仿真技术现状 　　联合试验训练一般要求逻辑靶场同时具有真实仿真、虚拟仿真、构造仿真三种类型的仿真[11]，即需支持LVC仿真高层体系结构HLA(high level architecture)、基本对象模型BOM(base object model)、试验与训练使能体系结构TENA(test and training enabling architecture)、模型驱动架构MDA(model driven architecture)、面向服务的体系结构SOA(service oriented architecture)等主流仿真技术虽然具有不同的技术特点和应用领域，但是都可以促进靶场LVC仿真资源之间的互操作性，提高各类靶场资源的可重用性和可组合性其中，HLA是建模与仿真领域的主要仿真技术，TENA是试验与训练领域的主要仿真技术 　　2.1LVC仿真存在的问题 　　逻辑靶场要求在可组合、共享不同靶场的真实试训资源能力基础上，还可组合共享来自仿真世界的各种仿真资源，从而将真实世界融入到仿真的世界中，这样就要求建模与仿真、试验与训练资源之间能够进行无缝互操作但由于HLA与TENA各自固有的一些特性，两者之间的互操作能力和可组合性受到了限制，主要体现在对象模型不兼容、中间件不兼容和系统工程过程不同三个方面[12]。

　　对象模型不兼容主要体现在HLA仅规定了对象模型的格式，内容则由开发者自己定义，而TENA在规定对象模型格式的基础上，还定义了一系列常用的标准对象模型，且两者在对象模型实现方式上不统一；中间件不兼容主要体现在HLA的RTI和TENA中间件的底层实现方式不同和关注点不同，如RTI面向建模与仿真领域的独特需求，提供了复杂的时间管理等服务，TENA中间件则提供了远程方法调用等满足试验训练特定需求的服务；系统工程过程不同主要体现在系统开发规范与流程的不一致上，影响了HLA与TENA之间的互操作能力 　　2.2LVC仿真问题解决方法 　　研究建立一个LVC仿真通用体系结构是解决HLA、TENA以及其它体系结构间互操作能力和可组合性问题的有效方法，该体系结构的主要策略包括： 　　1) 统一对象建模方法通过建立BOM集合的方式实现不同体系结构之间对象建模方法的统一，建立一个在建模与仿真领域、试验与训练领域通用的基本对象模型集并采用UML建立BOM，在对象建模完成后，采用MDA方法将BOM概念模型转换为平台相关模型 　　2) 提供通用中间件合并RTI、TENA中间件等中间件软件的功能，开发一个可在建模与仿真领域、试验与训练领域共用的通用中间件，并提供特定仓库和实用程序以形成运行基础设施，满足信息交互、时间管理、远程调用、位置外推等不同应用需求。

　　3) 构建综合集成环境规定一种统一规范的系统工程过程，并为逻辑靶场的构建提供开发与集成系列工具，涵盖对象模型设计与转换、资源存储与管理、异构系统封装、仿真导调与控制、分析评估等功能 　　上述三项工作内容构成相互关联的有机整体，图1描述了各部分之间的相互支撑关系图中白底方框描述了所需开展的工作，灰底图形体现了各工作阶段的成果，其中综合集成环境在基本对象模型库的支持下，能够快速生成逻辑靶场应用资源，这些应用资源通过LVC仿真运行基础设施进行互操作 　　图1 LVC仿真通用体系结构研究内容之间的关系 　　3联合仿真支撑平台 　　近年来，国防科技大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学、部队试验训练靶场等多家单位在逻辑靶场体系结构、中间件、集成开发环境等方面均开展了分析研究，也形成了自主研发的软件产品，但尚不能够完整解决当前LVC仿真存在的诸多问题[8]本文充分借鉴各单位研究成果，针对联合试验训练的实际支撑需求，在前文论述的LVC仿真问题解决方法指导下，以高层体系结构HLA和试验与训练使能体系结构TENA为技术基础，综合利用各类先进仿真技术(SOA、BOM、MDA等)，研究构建了可支持一体化联合试验训练的联合仿真支撑平台(Joint Simulation Supporting Platform，简称JoSim)。

下面重点对JoSim的体系结构和关键技术环节进行介绍 　　3.1体系结构 　　JoSim确立了逻辑靶场仿真支撑环境的技术架构，明确了靶场LVC仿真资源的接入方式，研制了通用性较强的中间件和资源库，确定了支撑工具集的组成与功能，提出了逻辑靶场综合集成与联合仿真的系列化标准、规范、协议体系，给出了一个单一的系统工程方法，统一了HLA联邦开发与执行过程与TENA系统工程过程JoSim总体上采用SOA的技术方法，实现逻辑靶场的信息集成、过程集成与功能集成，为用户提供统一的应用门户，支持逻辑靶场从建立、运行到分析评估的全过程JoSim体系结构如图2所示 　　图2 联合仿真支撑平台JoSim体系结构 　　JoSim体系结构的主要组成部分如下： 　　1) JoSim应用包括资源应用、逻辑靶场工具集和异构系统资源应用是按照JoSim规范构建的标准化的逻辑靶场资源，均采用统一的BOM对象模型，其中时空对象模型用于封装硬件设备，将TSPI(Time Space Position Information，时间、空间、位置、信息)集成到靶场硬件设备中；逻辑靶场工具集用于完成对逻辑靶场事件全生命周期的管理，是重用性最高的JoSim应用，包括支撑逻辑靶场运行前、运行时和运行后的各类实用工具；异构系统是通过网关接入的非JoSim架构的靶场资源。

　　2) JoSim中间件是JoSim应用之间互操作的基础，它通过统一服务调用，屏蔽LVC仿真资源信息交互机制的差异，使得逻辑靶场应用能够透明地使用各类LVC仿真资源 　　3) J。