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电子信息装备战术应用的模拟训练和评估方法研究

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：秦晖唐学军

[导读] 摘要：目前电子信息装备的模拟训练主要是实现基本操作训练，战术应用模拟训练的实例很少，训练效果的评估方法更是缺乏研究。

        西南电子设备研究所成都 610036
        摘要：目前电子信息装备的模拟训练主要是实现基本操作训练，战术应用模拟训练的实例很少，训练效果的评估方法更是缺乏研究。本文针对复杂电磁环境下电子信息装备战术应用的模拟训练问题，构建了“5+1”电子信息装备战术应用模拟训练系统架构，提炼了一种可行的训练效果评估方法，检验了电子信息装备战术应用的模拟训练及效果评估方法的可行性和有效性。
        关键词：电子信息装备训练；复杂作战场景；模拟训练及评估；“5+1”架构
        1 引言
        由于现代军事手段紧密地依赖于军事电子信息技术，未来战场上必定充满着电磁频谱的争夺，由此而导致夺取电磁频谱和信息的控制权与利用权为目标的战斗，逐渐成为现代化高技术战争中以网络中心战为核心的一条重要的无形战线[1]。为在实战中获得电子信息控制的优势，需从平时训练入手，建立一支训练有素的能有效执行电子信息控制任务的人员队伍，使各级电子信息装备的使用人员和指挥人员建立正确的认识与观念，精炼电子信息装备的战术技巧，研究和开创电子信息装备应用战法，这样才能立足现代战场，达到“制人而不制于人”的境地，夺取战场主动权[2]。
        与采用其他手段训练相比，模拟训练便于构造未来战场复杂的电磁信号环境、收集电子信息装备和操作员的信息、对训练成绩进行科学评估。而且模拟训练具有可重复、可控、安全、经济、保密、不受时间和场地限制等优点[3]。目前，国内在这方面的研究较少，探究复杂作战场景下的电子信息装备战术应用的模拟训练及效果评估方法成为了重要的研究课题。
        2 电子信息装备战术应用的模拟训练及评估方法
        2.1 产生复杂作战场景
        复杂作战场景和信号环境产生技术要实现对训练场景的灵活配置，包括多种平台类型、平台运动轨迹、辐射源信号类型等。并使不同时刻模拟的威胁信号参数随气象条件和工作状态的变换，呈现出真实情况下威胁信号的特征变化规律。
        2.2 逼真模拟电子战设备
        为保证训练效果，使受训人员在训练模拟器上操作犹如在实装上操作一般，采用设备逼真模拟技术实现对被模拟设备的功能、性能、工作逻辑以及数据输出。
        电子信息装备设备主要由天线、接收机、信号处理机、发射机、显示控制等单元组成，由于组成众多，功能复杂，存在难以单纯的通过理论建模方式实现对以上各单元逼真模拟的问题。针对以上问题，以模拟对象的主要功能和性能指标为依据，对各分系统的天线、接收机、信号处理机、发射机等单元进行理论建模。并通过加载暗室测试所得的天线方向图数据实现对天线逼真模拟；通过外场实测的灵敏度、动态范围等数据对理论模型进行修正，以修正装备装平台后，平台对装备天线的影响；通过预留接口方式提供测频精度、测向精度等性能指标的误差修正手段。
        2.3 评估模拟训练效果
        效果评估是战术应用训练中的重要一环，评估的正确与否影响战术训练水平的提高和训练的积极性。在电子信息装备训练过程中，涉及大量训练数据信息，对训练评估手段要求高。传统训练评估以人工、定性、概略为主的方法手段，难以客观、公正、全面地评估电子信息装备的训练效果和实际能力。电子信息装备训练要素多、一体化程度高，必须实施综合评估。评估准则的确定是核心。
        评估准则包含训练成绩与操控的程序化、完成探测目标数量、上报情报时间、故障判定并完成处置时间等，允许人工修改评估准则。另外，考虑到不同训练模式、不同阶段的训练对训练总成绩的贡献不同，评估准则利用权重分配策略实现权重分配。
        训练成绩采用百分制评分，权重分配采用层次分析法。各评估指标的分数X由该指标在上级指标中所占权重ωi乘以上级指标的分数Xi得到。设指标xi，xj成对比较时，其相对重要程度可用数值aij表示，具体取值方法如表1 所示。
        表1　比较尺度aij的取值方法

        当有n个指标成对比较时，则可得正互反矩阵An×n
                     （1）
        将矩阵An×n的特征向量标准化后，即可求得指标权重（ω1，ω2，⋯，ωn）。评估过程中，根据专家打分，先确定各二级指标的权重ωj，从而求出一级指标的分数：
                 （2）
        再根据各一级指标的权重ωj求得训练的综合成绩：
                 （3）
        3 电子信息装备训练模拟器构建及应用
        3.1 系统架构
        电子信息装备战术应用训练模拟器采用“5+1”系统架构，包括以下方面。
        a）训练任务规划
        训练任务规划确定模拟训练需要完成的训练任务，训练场景的构设，训练的考核准则等。
        b）兵力及态势生成
        兵力及态势生成重点解决模拟训练的兵力生成，以及训练过程的态势生成和状态显示等问题。
        c）作战过程想定及控制
        作战过程想定及控制重点解决在预定的任务和兵力投入下，电子战作战过程的想定以及作战过程的动态控制等问题。
        d）作战过程的电磁威胁生成及控制
        作战过程的电磁威胁生成及控制重点解决作战过程面临的电磁威胁生成及控制问题，既包括复杂电磁环境，也包括主要作战对象电磁威胁。电磁威胁的来源包括多个方面，如演习/演练的实测数据、真实情报数据、作战支持系统的数据以及半实物仿真系统生成的数据等。
        e）设备模拟
        设备模拟重点解决被训设备操控环境模拟，实现与设备相关的建模仿真、数据生成、处理和记录、显示控制模拟等。
        f）多平台协同电子战训练
        一体化模拟系统“5+1”架构的“1”，主要解决协同训练的问题。
        3.2 训练模拟器工作过程
        训练模拟器执行训练任务的全过程包含任务前的准备、执行任务和任务后的数据处理三个阶段。
        a）任务前
        训练模拟器可根据训练计划完成对训练科目、训练级别、战场想定、人员分配以及场景规划（场景设置、辐射源设置等）等内容的拟定和设置，为模拟训练做好准备工作。
        a）任务中
        1）训练模拟器可根据训练计划和想定任务场景，生成任务场景的威胁环境数据；
        1）训练模拟器可模拟对象的接口和逻辑处理，接收威胁环境数据进行仿真处理，生成侦察数据下发至各训练模拟操控台；
        2）受训人员在各训练模拟操控台上进行相应的训练。
        b）任务后
        1）训练模拟器具有数据记录功能，可将训练期间记录的数据卸载到地面数据后处理设备上进行分析；
        2）各训练人员的操控信息可被记录，训练模拟器依据评估准则对训练人员进行综合评估。训练人员可根据评估结果，有针对性地重复进行某些专项训练，逐步提高成绩。
        另外，模拟对象真实记录的任务数据可在训练模拟器上进行回放，以使更多人员熟悉真实的作战电磁环境。
        3.3 训练模拟器使用效果
        训练模拟器在逼真模拟复杂电磁环境基础上，不但能基于任务规划数据开展训练，为装备使用人员在改装、战术应用和战前准备阶段，提供从程序到技术，再到战术的不同层次、不同规模的各种模拟训练，还能在任务结束后，基于记录数据，为战术研究、任务规划评估提供主要手段。
        4 结束语
        通过对战术应用训练模拟及评估中的关键技术的研究，构建了战术应用训练模拟及评估系统，能够较好地满足训练的需求，提高受训人员的训练水平。结合某型号训练模拟器实例，证实了其具有较强的操作性和实用性。对部队改进训练效果和提升战斗力有着积极的作用。
        参考文献：
        [1] 熊群力.综合电子战[M].北京：国防工业出版社，2008.
        [2] 马颖.美军电子战模拟训练系统启示录[J].外军电子战，2002.
        [3] 李琨，任翔宇.外军电子战训练系统发展现状与趋势[J].电子靶场情报参考，2008.