海军通信指挥训练仿真系统的研制对于提高我海军通信指挥能力和作战能力具有重大意义。院校中对通信指挥人才的培训常常通过一些专用的模拟器材进行相应的操作训练，由于没有相应的战术环境和综合训练功能，其真实性差，往往达不到所需要的训练效果。而且其装备费用高，后期维护复杂，培训效率较低，所以构建海军通信指挥训练仿真系统成为一种前期投入较少、后期效益较高的选择。

1 高层体系结构简介

高层体系结构（HLA）是一个可重用的、用于建立基于分布式仿真部件的软件构架。它支持由不同仿真部件组成的复杂仿真。HLA采用面向对象的方法来分析系统，建立不同层次和粒度的对象模型，从而促进了仿真系统和仿真部件的重用。在HLA中，不考虑如何由对象构建成员，而是在假设已有成员的情况下，考虑如何构建联邦。联邦也可以作为一个成员加入到一个更大的联邦中。HLA结构规范定义由三部分组成[1]，分别为规则（Rules）、对象模型模板（OMT:Object Model Template）和接口规范说明（Inter-faces Specification）。

其中，RTI是HLA框架的核心，它实现接口规范中定义的联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时钟管理、数据分发管理等六类服务，目的是将仿真应用与底层通信及基本功能相分离，提供底层的通信和基本功能支持。

2 HLA框架下海军通信指挥训练仿真系统

软件集成的总体设计

海军通信指挥训练仿真系统基于HLA设计可实现应用系统的即插即用、易于系统的集成和管理，并且可根据不同的需求和目的实现联邦的快速组合和重新配置，保证了联邦范围内的互操作和重用。

21系统的功能描述

海军通信指挥训练仿真系统围绕海军一级指挥机关的作战使命，以不同战术模式和电磁环境为背景，紧密结合通信指挥系统功能，全程模拟通信指挥的流程。系统具备以下三重功能：

1）通过网络构成分布式交互系统，提供基于通信指挥系统的人机交互式教学训练；

）围绕某一战术想定，从组织计划到仿真实施，实现通信指挥的全过程推演；模拟通信指挥系统的作业和信息处理流程，提供通信指挥的理论教学、方案设计、指挥训练的功能平台；

3）按HLA协议将平台的接口类抽象出来并进行对象类和交互类的设计，便于平台的可重用和可扩充。

22系统组成结构

根据软件的应用目的和研究需要，以及将来的应用扩展，设计仿真系统的硬件结构随之改动。

23仿真模型的构建

在仿真试验台的基础之上，根据HLA和海军通信指挥训练仿真系统的体系结构特点来设计基于HLA的海军通信指挥训练仿真模型[2]。该仿真模型与仿真试验台就构成了海军通信指挥训练仿真系统。基于HLA的海军通信指挥训练仿真系统逻辑结构如图2所示。

24仿真系统的联邦成员及其功能

仿真试验台的联邦成员包含有系统管理与维护台、想定设计台、数据库支持台、态势显示台、效能评估台[3]。

通信指挥仿真模型的联邦成员有：通信值班台、军图标绘台、频率管理台、网络仿真与管理台、通信业务仿真台、通信对抗与方案设计台、通信组织作业台。它们的功能如下：

系统管理与维护台系统管理程序负责仿真数据的初始化、仿真台位管理、通信部队编制数据管理、通信装备管理、数据库备份与恢复、查看系统事件等功能；想定设计台演习前导调程序完成演习想定，包括导调文件、演习角色设置、通信部队编成、通信装备编成、选定作战地图并设置基本战术背景等；数据库支持台提供想定模版、各种通信资源的查询，对仿真产生的数据、报告进行存储；态势显示台实时显示当前战场的战术环境和电磁情况，主要有地图显示、军标显示、电磁环境概况显示、通信网及链路开通及使用显示；效能评估台根据仿真过程中产生的数据和事件，运用各种效能评估模型评估参训人员的方案设计能力及对指挥流程的熟悉程度；通信值班台对上级的命令进行解析，分发到各仿真台位，并对各仿真台位的请示要求进行响应；军标标绘台

1）地图显示，采用军内标准格式矢量地图，具备矢量图、立体图两种显示方式；

2）联合标图，编辑军标属性、外观，增加、删除军标，调整军标种类，保存军标数据文件，可进行规则军标、不规则军标、队号军标、象形军标的标绘，设置其颜色、线宽、填充等属性；频率管理台根据想定的不同电磁环境，在数据库的辅助下进行可用频率的划分并制定可用频率表；网络仿真与管理台：根据设备工作参数、干扰环境和链路连接情况构造通信网路拓扑结构，生成通信网络组织图或单工电台通信链路图；通信业务仿真台仿真正常情况和受扰情况下语音通信、手键报、电子键报、数据终端收发通信效果；

通信对抗仿真及方案设计台：按照演习想定在指定地域开设无线电侦察站、无线电测向站和无线电干扰台，完成通信对抗计划。在演习仿真阶段，可以根据情况随时调整对抗计划；信组织作业台根据想定设计的要求以及各仿真台位的技术支持，制定贴近实际的组织方案。

3 仿真系统软件集成的实现

31仿真系统想定

导演人员启动仿真系统进行兵力、战术环境、演练基本信息等的设置，各参训人员操作各自的仿真台以联邦形式加入仿真系统，完成上级下达的各种指令，并将各自的方案报告提交给需要的联邦进行交互，直到训练结束。

32仿真系统接口类设计

接口类描述了各仿真模型与外界进行交互的数据以及自身需要进行的操作[4]。根据训练仿真系统的功能特点，仿真系统的主要接口类如图3所示。

33仿真系统对象类/交互类设计

对象类和交互类确定了各个联邦成员之间的数据流和控制流，实现联邦成员之间的信息交换和互操作。根据仿真试验平台的交互特点，仿真系统中的主要对象类和交互类如下。

331对象类

1）System类具有属性：ID:系统台位号；Name:台位名；strTime:指令时间；strOrder:指令内容；OrderID:指令下达台位或台位请示指令。

2）Table类具有属性：strTask:接收的任务；strRefer:请示内容；strReport:提交报告。

3）Manage类具有其它对象类的所有属性，用于记录数据，以便进行仿真的回溯和重演等操作以及事后分析。可由System类和Table类分别派生出系统的各台位和参训人员的台位进行数据的交互。便于数据格式的统一，增强了系统的可扩充性。

332交互类

1）Output类参训平台输出类，规范了各平台的交互数据，便于其它平台的使用。具有参数：FromID:输出台位号；ToID:输入台位号；Time:时戳；strData:交互数据。

2）Instruction类交互指令类，列出用于交互的标准指令格式。具有参数：SystemID:系统发送命令台；TableID:接受命令台；strInstru:指令内容；HasFlag:是否回执。

34系统实现

整个仿真基于Visual C++设计实现，采用LabWorks进行对象类和交互类的设计，RTI采PitchAB公司的pRTI[5]。仿真的概略工作流程如图4。首先，启动仿真试验台，仿真试验台的各联邦成员和通信指挥成员分别动态地加入联邦并准备就绪；然后，仿真试验台初始化战术环境并进行态势显示，各模块之间进行实时交互，及时更新属性，仿真管理器推进仿真时间，仿真随着数据信息流的不断交互逐步演进，直至训练终止；最后，进行效能评估，显示分析结果，仿真终止。在系统仿真过程中，可以通过仿真管理实现仿真的暂停和回溯等功能。

4 结论

通过对通信指挥部门的模拟和通信指挥流程的仿真，系统可实现了对每次演练的评估和标定，而且演练进程可以回演，并能给出各参训人员的鉴定结果，所以该仿真系统可作为理论性辅助设备用于人员训练、通信组织指挥的研究和装备的仿真测试。HLA技术的应用，使通信指挥仿真系统的构建有效利用了先前的仿真成果。仿真的结构和框架更加明晰，便于理解。这种框架具有较好的灵活性和适应性，它实现了各类仿真系统和部件的重组和互操作，避免了同种工作的反复劳动，缩短了科研时间，有效协调和利用现有资源，节省了科研经费。