Research on Top Design of Army Weapons Equipment Operational Test Platform
宋敬华① SONG Jing-hua；刘倬立① LIU Zhuo-li；李亮① LI Liang；刘启超② LIU Qi-chao
（①陆军装甲兵学院演训中心，北京 100072；②陆军试验训练基地，白城 137001）
（①Training Center，Army Academy of Armored Force，Beijing 100072，China；
②Army Test Training Base，Baicheng 137001，China）
摘要：针对信息化陆军武器装备体系发展对武器装备作战试验提出的新要求，以及当前陆军武器装备作战试验工作存在的顶层设计不够优化、体系建设不够完善和资源管理模式不够健全等问题，提出了基于陆军的“武器装备体系作战试验平台”概念，分析了陆军武器装备体系作战试验平台的能力需求，构设了陆军武器装备体系作战试验平台体系的框架结构、层次结构和信息网格结构，对提高陆军武器装备作战试验任务质量和试验效率具有较大意义。
Abstract: In view of the new requirements for the development of weaponry and equipment in the information weapon army weapon system, and the problems of the current army weapons and equipment combat test work, such as, not optimized top-level design, not perfect the system construction and not sound enough the resource management mode, this paper proposes the "Weapons Equipment Operational Test Platform" concept based on the army, analyzes the capability requirements of the army weapons equipment operational test platform, and constructs the framework structure, hierarchical structure and information grid structure of the army weapons equipment operational test platform system, which is of great significance to improve the quality and test efficiency of army weapons equipment operational test missions.
关键词：武器装备；体系作战试验；试验平台；顶层设计
Key words: weaponry；operational test；test platform；top-level design
中图分类号：E92 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）27-0252-04
0 引言
以信息技术为核心的高技术迅猛发展及其在武器装备领域的广泛运用，使得武器装备体系愈加趋向信息化、体系化发展。我军作战试验密度也呈逐年上升趋势，已实现由阶段性高密度向常态化高密度转变。从陆军武器装备体系发展规划来看，未来一个时期，新型信息化武器装备也将不断涌现，并在作战试验中逐渐占据较大比重，呈现出鉴定项目多、鉴定技术新等特点，这些都将给作战试验带来前所未有的挑战[3]。在这一背景下如何将各部门相对独立的武器装备、作战系统和模拟训练设备等试验资源科学、合理地联合起来，如何快速构建具有分布、异构、协同、重用性等性能的新型作战试验系统，如何解决作战试验时间分布的连续性、空间分布的广域性、个体影响的全局性、系统构成的复杂性、资源调配的局限性等问题，已成为当前试验领域的核心问题[4-5]。基于此，本文面向陆军提出了“武器装备体系作战试验平台”这一新概念，对作战试验平台的能力需求进行了分析，从基础层、应用层和信息层三个层面对作战试验平台的结构进行了构设，对提高陆军作战试验任务质量和试验效率具有较大意义。
1 陆军武器装备体系作战试验平台的需求分析
1.1 作战试验平台概念分析
陆军武器装备作战试验平台是指服务于陆军装备作战试验鉴定工作，由适应信息化战争装备使命任务需求的试验组织、试验资源以及先进的试验技术手段和运行机制等要素，经过综合集成所构成的有机整体环境，能够针对作战试验需求，提供相应的试验条件，能最大限度地提高作战试验效率[6]。
1.2 作战试验平台核心功能分析
构建陆军武器装备作战试验平台，应具备四种功能：
①试验统筹功能。能够集中统一管理作战试验的“软”、“硬”条件，为陆军执行作战试验鉴定任务提供基础环境支撑。具体而言，就是能够将作战试验的资源配置和资源建设规划统筹起来，能够将作战试验的需求与试验任务的规划统筹起来，能够为陆军的作战试验鉴定工作的高效集成提供基础保障。
②试验构设功能。能够辅助作战试验想定、试验科目、环境构设和数据采集等试验方案设计。能够适应不同试验任务的多样化需求，实现异地、异构系统试验资源的共享，能够综合集成多种真实、虚拟、构造（Live，Virtual，Constructive，LVC）资源等。
③试验指挥功能。能够联通陆军各级的试验管理部门、陆军试验训练基地和承试部队间的试验指挥，能够提供试验流程管理、试验指挥监控、数据实时采集及试验故障管理等功能，能够有效支持作战试验的组织指挥。
④试验评估功能。具备数据分析报告、作战试验部队报告、仿真报告和阶段性报告能力，能够辅助各承试单位进行阶段性试验工作总结；具备数据收集、评估准备和评估实施能力，能够对试验获取的有效数据进行深入分析，对装备的“一能三性”等进行综合评价。
1.3 作战试验平台特征分析
装备作战试验平台的运行模式较以往作战试验鉴定体系有许多新的特征，在平台体系构建过程中必须要突出数据中心、人机结合和综合集成等建设亮点，充分发挥平台自身优势。
①数据中心。数据是作战试验评估结果真实性、可靠性的基础保证，数据中心是科学构建装备作战试验平台的核心，在平台的后期运行中发挥着至关重要的作用。平台数据中心的实现，能够促进装备作战试验过程的模型化和装备作战试验知识的资源化，并积累丰富的装备作战试验实例，为快速进行装备作战试验研究提供有效借鉴，并能够推动装备作战试验质量的提升。
②人机结合。由人主导、工具支撑、人机融合，是装备作战试验平台区别传统装备作战试验模式的显著特点，它以激发装备作战试验人员的创新思维和战略思维为目标，科学构建软硬件系统于一体的装备作战试验综合集成研讨系统，实现装备作战试验软硬件系统与专家的深度融合，确保专家能够专注于领域问题创新。
③综合集成。以计算机网络系统为支撑实现各类作战试验要素的综合集成，是装备作战试验平台最显著的特征，主要体现在以下三个方面：一是按照装备作战试验的领域属性，综合各个装备作战试验机构的人才配置，实现装备作战试验智力资源的有效集成；二是按照装备作战试验的内容与目标，科学选用相应的装备作战试验软硬件资源，实现装备作战试验手段的多样化，满足装备作战试验要求；三是科学分析各种装备作战试验任务的共性要求和特殊要求，搭建能够满足各类装备作战试验任务的通用化工作平台，实现多种装备作战试验任务的有机集成。
2 陆军武器装备体系作战试验平台框架结构设计
基于平台的功能需求分析结果，本文提出了一种基于多智能体（Agent）的作战试验平台（Operational Test Platform，OTP）基本框架结构，它是构成各层级作战试验平台的基础如图1所示。
如图1所示，基于智能体的武器装备作战试验平台由情报与决策支持、指挥控制、资源管理、试验行动和试验评估与信息反馈等五个智能体，以及作战试验信息网格等构成。各个智能体运行关系及功能描述如下：
①情报与决策支持智能体。负责获取武器装备、设施设备、试验人员和试验环境等与试验任务需求相关的信息；能够辅助试验人员制定试验计划和资源重组计划。
②资源管理智能体。调用与作战试验信息网格相连的作战试验信息网格数据库，检索和查找所需试验资源的各种状态信息；同时，对试验资源隶属试验组织机构OTP平台的资源管理智能体提出资源应用申请，并辅助试验用户编制试验资源重组计划。
③指挥控制智能体。根据资源管理智能体发出的试验资源重组计划、试验单位编组方案和试验资源信息等，定下试验规划计划和各类试验过程保障方案决心，并向试验行动智能体发出相应试验实施行动指令。
④试验行动智能体。在各级试验组织机构的配合和协助下，按照标准试验流程和规范，高效执行试验任务。
⑤试验评估与信息反馈智能体。对试验行动智能体和试验对象进行全程实时跟踪，将试验实施过程中的实时试验情况和各阶段试验评估结果反馈到情报与决策支持智能体。
陆军武器装备作战试验平台中的每一个智能体，都是具有自主性、交互性、协作性、持续性、适应性和智能性的高度自治的实体，都可以独立完成各自的目标工作，并能围绕全局目标高度主动的运行，这些都是构建具有分布、开放、智能等特性的武器装备作战试验平台的关键和前提。OTP平台智能体内部工作基本原理如图2所示。
3 陆军武器装备体系作战试验平台层次结构设计
3.1 OTP层次结构
为了改善当前装备作战试验信息交互难、资源重用难、横向协调难等现状，武器装备作战试验平台必须要具备鲜明的层次性。为此，本文构设了包含陆军装备部（高级）和部队、军队科研院所及试验训练基地（初级）的OTP平台层次结构，如图3所示。
3.2 OTP层次结构的特点
装备作战试验平台的层次结构具备分形递阶控制[5]结构的相关特点：
①便于作战试验力量的模块化编组[7]。虽然各级OTP平台都具备相似的结构设计和功能，但各级试验机构对所属的OTP平台都具有独立自治权，既能独立完成相应的作战试验任务，又能够根据不同类型和层次规模的装备作战试验需求对试验力量进行模块化编组。
②便于作战试验资源的网格化集成。基于分形递阶控制结构的OTP平台，能够实现任务和计划从上至下分解，试验资源由下而上集结，同级的各个试验组织机构之间可以突破体制编制限制，机动灵活地调用配置试验资源，实现全域试验资源重组，并且可将本级OTP平台不能解决的问题反馈至上级OTP平台协助解决，从而能够有效避免资源重建问题，提高试验资源利用率。
③便于作战试验组织的集中化协调[8]。该结构模式能够在保证上下级试验机构指挥关系权威性的前提下，促进装备作试机构间横向协调更加便捷化，各个试验组织机构在职权允许的范围内，最大限度地实现交互，进行试验信息、试验资源和试验力量的共享，从而共同完成试验任务。
3.3 各层OTP的职责
①陆军装备部OTP平台。对作战试验需求进行精准分析，根据需求预测制定陆军装备作战试验规划计划，加强OTP平台的试验能力建设，对各级OTP平台进行任务分配，做好指导和协调工作，及时处理号各级OTP平台反馈的试验信息和需求，并组织陆军装备部OTP平台试验行动智能体对各级OTP平台进行支援。
②战区陆军部队OTP平台。根据陆军装备部OTP平台下达的任务和本级作战试验需求编制本级作战试验年度计划，加强本级OTP平台的试验能力建设，对所属集团军OTP平台、师旅团OTP平台下达任务，向陆军装备部OTP平台反馈本级试验任务需求、试验任务执行和平台系统运行情况。
③军队科研院所及试验训练基地和集团军以下OTP平台。根据上级OTP平台下达的任务和本级需求，编制本级作战试验年度计划，分配本级作战试验任务和试验资源，执行上级赋予的作战试验任务，并及时向各自上级OTP平台反馈试验任务需求、试验任务执行和平台系统运行情况。
各级OTP在平时建设和运行中，要保持情报信息的共享和资源的协调有序发展；同时，要根据最上级OTP的统筹进行情报信息、决策支持和资源管理意义上的优化重组和动态编组，以达成局部自治和整体优化的和谐与统一。
4 陆军武器装备体系作战试验平台信息网格结构设计
陆军作战试验信息网格是为能为陆军提供各种一体化信息网格服务的基础设施。它依托全军信息基础设施，充分利用信息网格，继承基础信息平台，对所有作战试验软、硬资源进行有机融合，实现对各种情报信息、指挥信息、协同信息和试验信息的高度共享和全面协作，它是作战试验平台正常运行的信息基础。
4.1 作战试验信息网格设计思想
作战试验信息网格设计中运用了开放性网格服务体系结构（OGSA）中的Globus Toolkit支撑技术，该技术是一种能够支撑各种平台和大型网络系统运行的网格工具包软件。基于Globus Toolkit支撑技术的作战试验信息网格具备“网格服务”的思想理念，能够通过构建规范化、标准化的信息样式，将陆军现有的作战试验信息资源融合成一个整体[9-10]。作战试验信息网格设计思想主要有以下几点：
①通用服务的思想。顾名思义，通用服务要突出“通用”和“服务”的思想。一是通用思想，作战试验信息网格必须要能够支持各种作战试验试验类型和模式；二是服务思想，作战试验信息网格的试验应用和信息交互均要采用服务机制，各类试验系统应用、软件和工具都要采用“服务”的单一抽象接口。
②互联互通的思想。一是在逻辑设计上，所有作战试验信息资源对试验网格用户来说都是互相联通的，具有可读、可使用和互操作的特性；二是单一系统映像思想，即将作战试验网格系统虚拟为一台“计算机”，能够针对不同级别的试验用户需求提供不同的系统映像。
③自主可控的思想。在确保试验信息网格服务功能不被更改的前提下，授予试验信息网格用户自主选择网格服务类型和服务方式的权限。
4.2 作战试验信息网格结构设计
作战试验信息网格结构设计充分借鉴了开放网格服务体系结构，自下而上分别为系统核心层、系统服务层、专用服务层、集成开发层、应用功能构建层和应用支撑层，如图4所示。
5 结论
文章提出了陆军武器装备体系作战试验平台概念能力需求，并分析了平台的基本框架结构、层次结构和信息网格结构，为后期武器装备作战试验平台的实现奠定了一定的理论基础。目前，陆军武器装备体系作战试验平台的研究仍处于初级阶段，下一步要重点深化对陆军武器装备体系作战试验平台相关理论和建模方法的研究。
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