CN110694256A - 一种新型应急计算机兵棋推演系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于兵棋推演技术领域，公开了一种新型应急计算机兵棋推演系统及方法，数据服务层用于为模型支撑层提供各种持久化数据和访问支持服务；模型支撑层为推演引擎模拟数据；推演引擎用于封装系统的核心逻辑，为推演进程提供推演服务；应用层为用户端提供服务信息；用户端，对应用层提供的信息进交互。本发明针对具体的棋子模型，可以由基础模型组合而成，为兵棋系统提供数据与扩展性的基础，系统采用元数据描述基础模型简化模型构建和扩展；数据服务可用于提供对系统各种持久化数据的访问支持；本发明为武警部队开展新型作战训练手段研究提供支撑手段；提供了一种开放的武警兵棋推演平台。

Description

一种新型应急计算机兵棋推演系统及方法

技术领域

本发明属于兵棋推演技术领域，尤其涉及一种新型应急计算机兵棋推演系统及方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

武警部队改革后，面临着任务转型和职能变更。随着非作战警种如消防、黄金、森林和水电等脱离武警编制，保留了内卫、机动两大警种，新加入了海警部队，武警部队所担负的主要任务也发生了变化，改革后的武警部队主要担负维护国家政治和社会稳定、海上维权执法和防卫作战三大职能，虽然现役人员有较大幅度的减少，但作战力量反而有所增加，能够依托武装部队的组织优势和专业优势，在维护政治安全特别是政治安全、制度安全中更好的发挥作用，同时武警部队归中央军委集中统一领导，更利于其融入国家武装力量建设大体系。改革也对武警部队的装备建设、训练模式和与解放军协同作战等提出了新的要求。

现有技术中建设武警兵棋推演系统的必要性，主要体现在以下三个方面：

急需提高体系对抗环境下的作战研究支撑能力，适应基于改革后的新任务、新装备、新使命的迫切要求

随着世界新军事变革持续推进，信息技术快速发展，航空、航天与信息领域交叉融合，强劲带动着武器装备发展模式与战斗力生成模式的革命性变化，基于信息系统的体系作战能力成为未来战争关键博弈点，客观要求武警部队在体系对抗条件下的作战研究支撑能力必须与之相适应。

受前期武警部队使命任务、作战装备发展客观条件制约，目前武警部队的作战样式与解放军体现有较大差距。纳入军委统管后，势必领受新的作战任务，引进新的作战装备，并要求与解放军协同作战，从而要求武警部队要在体现对抗环境下去研究作战问题，急需采用新的作战研究支撑手段。

急需提高新形势下的训练支撑能力，适应快速战斗力生成的迫切要求：

“战训一体”是军委提出的部队训练的新要求。采用先进的模拟仿真技术和兵棋推演平台开展作战训练，结合实兵演习训练，是解放军目前采用较多的方式。在新的形势下，武警部队的编制体制、装备体系和指挥体系还在调整中，要快速生成战斗力，必须加强训练手段的建设，将模拟训练手段运用在教学中，急需引进兵棋推演的模拟训练支撑手段。

急需提高作战计划验证能力，满足提高武警部队作战指挥能力提升的迫切需求：

新形势下，武警部队当前的作战指挥体系一定会纳入解放军指挥体系中。如何根据作战使命和目标制定作战计划，作战计划是否满足体系作战、协同作战的要求，都需要作战计划的仿真验证手段。目前武警部队在这方面存在较大空白，采用兵棋推演的手段不但可以进行作战研究和训练，也可以对作战计划进行人在回路的推演验证，这是提升武警部队作战指挥能力的迫切需求。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术中，没有专门针对武警部队围绕维稳处突和防卫作战等使命，构建支持对抗推演、分析论证的武警部队战术级兵棋应用平台及系统，不能为提高武警部队各级指挥员筹划决策与临机处置能力，提高武警部队在新形势、新任务下的实战能力提供理论依据

而且，现有的采用兵棋推演的系统和推演方式，成本较高，效率低。

解决上述技术问题的难度：

兵棋推演系统遵循的是“一战一棋一规则”。武警部队由于所担负的职能任务较广且多样化，在构建符合武警部队任务的兵棋推演系统

解决上述技术问题的意义：

提高体系对抗环境下的作战研究支撑能力，适应基于改革后的新任务、新装备、新使命的要求。

随着世界新军事变革持续推进，信息技术快速发展，航空、航天与信息领域交叉融合，强劲带动着武器装备发展模式与战斗力生成模式的革命性变化，基于信息系统的体系作战能力成为未来战争关键博弈点，客观要求武警部队在体系对抗条件下的作战研究支撑能力与之相适应。

受前期武警部队使命任务、作战装备发展客观条件制约，目前武警部队的作战样式与解放军体现有较大差距。纳入军委统一领导后，势必领受新的作战任务，引进新的作战装备，并要求与解放军协同作战，从而要求武警部队在体现对抗环境下研究作战，需采用新的作战研究支撑手段。

提高新形势下的训练支撑能力，适应快速战斗力生成的要求。

“战训一体”是军委提出的部队训练的新要求。采用先进的模拟技术和兵棋推演平台开展作战训练，结合实兵演习训练，是解放军目前采用较多的方式。在新的形势下，武警部队的编制体制、装备体系和指挥体系还在调整中，需快速生成战斗力，加强训练手段的建设，将模拟训练手段运用在教学中，引进兵棋推演的模拟训练支撑手段。

提高作战计划验证能力，满足提高武警部队作战指挥能力提升的需求。

新形势下，武警部队当前的作战指挥体系将纳入解放军指挥体系中。如何根据作战使命和目标制定作战计划，作战计划是否满足体系作战、协同作战的要求，需要作战计划的仿真验证手段。目前武警部队在这方面存在较大空白，采用兵棋推演的手段不但可以进行作战研究和训练，也可以对作战计划进行人在回路的推演验证，提升武警部队作战指挥能力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型应急计算机兵棋推演系统及仿真方法。

本发明是这样实现的，一种新型应急计算机兵棋推演系统，所述新型应急计算机兵棋推演系统包括：数据服务层、模型支撑层、推演引擎、应用层和用户端；

所述数据服务层，用于为模型支撑层提供各种持久化数据和访问支持服务；

进一步，所述数据服务层包括推演想定库、推演过程库、推演结果库、作战基础数据库、地图库、棋子模板库、裁决规则库、系统数据；

推演想定库分为企图立案、基本情况和作战环境等，存储与具体想定有关的数据，如各推演作战编成、各目标数据、战场环境数据、单位部署数据、想定文书等；

推演过程库存储的为任一从推演开始到推演结束之间所完成的输入数据和输出数据的总和，按时间轴将这些数据与用户数据、推演想定、推演结果等信息进行关联存储，为复盘提供接口；

推演结果库将所有的推演结果进行存储，可为分析各类数据提供支撑；

作战基础数据库提供各类兵力、武器装备的作战参数及性能等；

地图库包含各类推演所使用的地图区域；

棋子模板库提供各类棋子的样式，为不同作战力量单元的设计提供基础；

裁决规则库包含各类武器装备的攻击、防护及因子对攻击效能的影响等，以通过概率的方式描述各种攻击以及防护的效能；

系统数据包含各类基础数据；

所述模型支撑层通过提供为推演引擎模拟数据提供模型运算服务；

进一步模型支撑层包括：机动模型、火力模型、侦查模型、补给模型、环境模型、空中力量模型、武警水面单位模型、武警地面单位模型、信息战模型。

机动模型为各类不同棋子在不同环境下的机动效能，提供相适应的数学模型；

火力模型为各类不同棋子不同武器攻击的效能，提供相适应的数学模型；

侦查模型为各类不同棋子对不同目标单位观察的能力，提供各种情下的数学模型；

补给模型为后勤保障单位对不同作战力量保障的能力，提供与之相匹配的数学模型；

环境模型包含天候、地形、水文等自然环境，提供不同环境对作战影响的数学模型；

空中力量模型包含直升机、无人机等常用的空中力量模型；

武警水面单位模型主要描述武警水面作战力量单元的模型；

武警地面单位模型主要描述武警地面作战力量单元的模型；

信息战模型主要描述的信息战的各种模型；

所述推演引擎，用于封装系统的核心逻辑，为推演进程提供推演服务；并读取各种裁决规则和想定数据，并接收用户指令，按照时间推移和离散事件的触发进行逻辑推理，把裁决结果处理成针对不同对抗方、导演方的战报信息，再发送给应用层；

进一步推演引擎包括：机动规则引擎、交火规则引擎、侦查规则引擎、补给规则引擎、时钟管理引擎、裁决分析引擎、裁决流程管理引擎、战报处理引擎。

机动规则引擎为各类不同棋子如何进行机动，并对机动效果进行交互；

交火规则引擎为各类不同棋子如何进行攻击，并对攻击后的效果进行交互；

侦查规则引擎为各类不同棋子如何进行观察，并将侦查结果进行交互；

补给规则引擎为各类不同后勤保障棋子如何进行补给，补给过后的新状态进行交互；

时钟管理引擎为推演不同方进行态势调整、监控、对时控制等；

裁决分析引擎主要是对各类规则的具体过程和结果进行分析，主要用于查询失败指令、无效指令等；

裁决流程管理引擎主要完成从指令输入到系统，按照各类规则裁判出行动结果，并将结果和态势进行推送和更新；

战报处理引擎主要包括战报生成、形成战报队列、战报推送、战报查询以及战报统计等；

所述应用层通过想定管理、推演管理、推演结果分析、基础数据管理为用户端提供服务信息；并提供应用逻辑的封装，通过前台模块与用户端进行交互；

用户端，对应用层提供的信息进交互。

进一步，所述应用层包括：想定综合管理模块、推演过程管理模块、推演结果分析模块、基础数据管理模块、系统管理模块；

想定综合管理模块用于建立不同作战样式、作战层级的推演想定，实现对想定的创建、编辑、查询、删除、导入、导出各种操作；想定内容包括：想定方案、作战实体、环境条件、初始态势、推演设定；

推演过程管理模块用于对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计，采用智能化的裁决模型，对交战双方的结果进行量化评判，对所有对抗推演组进行综合管理；

推演结果分析模块用于对推演过程进行回放，对推演过程进行重新讨论、推敲指挥与决策得失，对推演结果统计分析、开发查改推演规则；

基础数据管理模块用于对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存，对兵棋系统数据库进维护和操作；

系统管理模块为用户端提供身份认证和使用权限，在各种推演方式下，为各种用户端之间信息传递提供支撑服务。

进一步，所述推演过程管理模块包括：推演管理控制模块、推演综合操作模块、作战行动裁决模块、导调控制支持模块、综合态势显示模块、推演筹划辅助模块；

推演管理控制模块对所有对抗推演组进行综合管理；用于推演方式的确立、想定调用、推演进程控制、战场态势干预、战报修改；

推演综合操作模块，基于图形界面的人机交互、多点触控人机交互，进行棋奕式指令输入或表单式指令输入，对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计；

作战行动裁决模块用于采用裁决模型对交战双方的结果进行量化评判；

导调控制支持模块，用于辅助组训完成导调工作，包括：态势推送、推演数据采集、对推演情况的监控、导调文书设计、推演干预、数据分析、复盘讲评；

综合态势显示模块用于为推演系统提供作战环境、作战力量、作战决心、作战过程、指挥关系、隶属关系、通信连接、目标体系、作战体系、侦察区域、作战环境、地面目标的显示；

推演筹划辅助模块，用于作战筹划辅助，用于为作战准备和作战实施过程中相关作战筹划提供表单式计划拟制、想定信息查询、概略标图和文图传输支持。

进一步，推演综合操作模块的棋奕式指令输入方式为：回合制推演时，每次对一个棋子下达一次命令；实时制推演时，采用触摸式操作方式，连续下达指令。

进一步，推演综合操作模块中表单式指令输入方式为：推演前对所有回合指令下达、每回合前修改及下达；

综合态势显示模块综合态势显示中，通过分层显示、分屏显示、分色显示、分内容显示根据评估对象的需要更改显示色彩、深浅、透明度。

进一步，所述推演结果分析模块包括：复盘推演讲评模块、推演结果统计模块；

复盘推演讲评模块用于对推演过程进行回放，对推演过程重新讨论、推敲指挥与决策得失；并提供全过程回放、单回合回放，以及从任一回合开始回放；

推演结果统计模块用于对推演结果的统计分析、推演规则的开发查改。

进一步，所述基础数据管理模块包括：地图综合编辑模块、数据综合管理模块；

地图综合编辑模块用于对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存；

数据综合管理模块用于对兵棋系统数据库的专业性维护和综合性操作；包括数据的录入、查询、修改、删除各种操作。

本发明的另一目的在于一种所述新型应急计算机兵棋推演系统的新型应急计算机兵棋推演方法，所述新型应急计算机兵棋推演方法包括：

建立相关作战行动的兵力模型、作战规则以及环境模型；

过构建的武警部队战术级兵棋推演规则体系和武警兵棋算子属性，结合武警处突维稳作战信息需要，对武警部队战术级兵棋推演规则进行量化，设计赋值规则、裁决规则、评估规则和推演组织规则，形成手工兵棋体系，并在实际推演的过程中数据进行训练和修正；

根据组训过程中对信息的处理，构建教学训练、指挥对抗的计算机兵棋推演系统，进行推演用户与计算机兵棋推演系统之间的人员交互性、数据的记录。

进一步，建立计算机兵棋推演系统中，结合量化赋值算法、作战单元战斗力量化赋值算法、作战行为裁决算法、地理信息综合量化算法、海上维权执法效能算法、智能行为筹划算法和推演效能复盘评估算法进行推演、训练和装备体系评估。

本发明的另一目的在于一种实施所述新型应急计算机兵棋推演方法的新型应急计算机兵棋推演仿真平台。

本发明的另一目的在于一种实现所述新型应急计算机兵棋推演方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的新型应急计算机兵棋推演方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明系统为战术级计算机兵棋系统，该兵棋推演成体系，遵行目标牵引、军事主导、指技融合、适度简化、规则核心、试推测试的原则。以武警部队任务转型后的任务需求为牵引，以信息技术为支撑，面向武警部队战法研究、作战训练、计划方案验证等应用领域，围绕维稳作战和防卫作战等使命，研究构建支持对抗推演、分析论证的武警部队战术级兵棋应用平台，提高武警部队各级指挥员筹划决策与临机处置能力，提高武警部队在新形势、新任务下的实战能力。

本发明兵棋推演技术基于体系对抗仿真技术框架，以砺练作战指挥谋略和指挥艺术为目的，运用可扩展兵棋建模方法建立棋子模型和规则模型，构建不同作战领域、不同层级的兵棋推演系统，支持用户自行设计棋子与规则，开展新作战概念和探索创新，满足各级武警部队机关、各总(支)队开展战法研究、战术训练、作战方案验证的需要。

本发明为武警部队开展新形势下的作战战法研究提供支撑手段。本发明针对武警部队改革后的新形势，采用兵棋推演的方式对武警部队的防卫作战、机动作战两种主要作战样式进行战法研究。主要研究内容包括作战编成研究、作战概念推演、装备使用研究、作战规则研究等。采用兵棋推演的方式，可以以较低的成本和较高效率，支撑该研究工作。

本发明为武警部队开展新型作战训练手段研究提供支撑手段。为作战人员、指挥人员的作战行动和指挥方式进行训练模式、考核模式、作战规则等方面的研究提供了一种开放的武警兵棋推演平台。

本发明为武警部队开展作战计划验证研究提供支撑手段。利用兵棋推演平台对作战计划进行推演和分析，可验证和优化作战计划。

本发明通过兵棋推演的手段，以对抗的形式围绕武警部队使命任务等复杂特殊环境下的作战运用问题，探索具体使用难题，研究解决方法。在完成具体作战任务需求的分析评估后，参考部分军队相关经验、外军经验，结合武警部队实际情况，建立符合武警部队真实需要的兵棋推演体系，并将装备体系统量化赋值算法、作战单元战斗力量化赋值算法、作战行为裁决算法、地理信息综合量化算法、海上维权执法效能算法、智能行为筹划算法和推演效能复盘评估算法等因素完成的基础上，实现针对武警部队战术级作战任务推演的兵棋体系，最终形成一套完整的兵棋推演系统，供武警部队有针对性的进行推演、训练和装备体系评估。

兵棋推演系统支持网络环境下B/S应用模式的自由对抗推演和部队按要素展开的作战任务能力分析。系统应该满足三个方面的功能需求：一是面向组训者的导调控制功能需求，包括推演综合管理、导调控制支持、想定综合管理、数据综合管理等；二是面向推演者的推演分析功能需求，包括推演综合显示、裁决结果分析、作战筹划辅助、兵棋推演指令等；三是面向系统管理的服务功能需求，包括裁决计算和通信服务等。

本发明构建了武警部队战术级兵棋推演规则体系：

武警部队使命调整后，需要针对防卫作战、机动作战两种主要作战任务进行相关的训练，在模拟训练领域，相关作战行动的兵力模型、作战规则以及环境模型都需要建设，武警和解放军在防卫作战领域有共通性，但更多体现的是差异性，必须针对武警主要作战行动(主要涵盖执勤安保、反恐处突、海上维权、抢险救援)，对武警战术级兵棋及行动规则体系进行梳理，形成“一战一棋一规则”相应的规则体系，以满足后续系统开发的需要。

围绕“处突维稳”此类典型任务，建设手工兵棋：

通过预期构建的规则体系和武警兵棋算子属性，结合武警处突维稳作战的实际需要，有针对性的对兵棋规则进行量化，设计赋值规则、裁决规则、评估规则和推演组织规则等细节，形成手工兵棋工具，并在实际推演的过程中逐步展开训练工作的同时，对后续的规则扩展、问题修正等工作也需同步进行，并为下一步实际的计算机兵棋推演系统提供设计原型。

结合“处突维稳”手工兵棋设计开发符合实际的“处突维稳”计算机兵棋推演系统：

为满足快速推演、异地同步推演等实际训练需要，根据“处突维稳”手工兵棋所获取的系统原型及组训过程中发现的问题，建设一款以教学训练、指挥对抗为主要目的的计算机兵棋推演系统。通过计算机兵棋推演系统加快指挥训练任务的响应速度、提高推演效率以及实现异地同步大规模联组联训的推演方式。在计算机兵棋推演系统中，需更注重推演人员与系统之间的人员交互性、数据的记录性和多人高并发状态下的系统稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的新型应急计算机兵棋推演系统总体架构图。

图2是本发明实施例提供的新型应急计算机兵棋推演系统功能架构图。

图3是本发明实施例提供的想定管理流程示意图。

图4是本发明实施例提供的数据管理业务流程示意图。

图5是本发明实施例提供的用户管理业务流程示意图。

图6是本发明实施例提供的系统模块信息交互关系图。

图7是本发明实施例提供的兵棋推演系统总业务流程示意图。

图8是本发明实施例提供的推演启动业务流程图。

图9是本发明实施例提供的兵棋推演系统技术架构图。

图10是本发明实施例提供的兵棋推演系统通信模型图。

图11是本发明实施例提供的系统数据结构图。

图12是本发明实施例提供的集团式推演场景部署图。

图13是本发明实施例提供的推演系统单服务器部署图。

图14是本发明实施例提供的推演系统双机热备部署图。

图15是本发明实施例提供的兵棋系统“多想定”技术解决方案流程示意图。

图16是本发明实施例提供的进程池处理算法流程图。

图17是本发明实施例提供的基于离散事件多线程并行推演引擎原理图。

图18是本发明实施例提供的规则开放查改技术原理图。

图19是本发明实施例提供的基于情报模型的态势更新技术流程图。

图20是本发明实施例提供的基于甘特图技术的表单式命令输入。

图21是本发明实施例提供的目标打击方案辅助决策流程图。

图22是本发明实施例提供的数据挖掘应用流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中，没有遵行目标牵引、军事主导、指技融合、适度简化、规则核心、试推测试的原则。没有围绕维稳作战和防卫作战等使命，构建支持对抗推演、分析论证的武警部队战术级兵棋应用平台及仿真系统，不能为提高武警部队各级指挥员筹划决策与临机处置能力，提高武警部队在新形势、新任务下的实战能力提供理论依据。

为解决上述问题，下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的新型应急计算机兵棋推演系统，包括：数据服务层、模型支撑层、推演引擎、应用层和用户端；

所述数据服务层，用于为模型支撑层提供各种持久化数据和访问支持服务；

所述模型支撑层通过机动模型、火力模型、侦查模型、补给模型、环境模型提供为推演引擎模拟数据；

所述推演引擎，用于封装系统的核心逻辑，为推演进程提供推演服务；并读取各种裁决规则和想定数据，并接收用户指令，按照时间推移和离散事件的触发进行逻辑推理，把裁决结果处理成针对不同对抗方、导演方的战报信息，再发送给应用层；

所述应用层通过想定管理、推演管理、推演结果分析、基础数据管理为用户端提供服务信息；并提供应用逻辑的封装，通过前台模块与用户端进行交互；

用户端，对应用层提供的信息进交互。

在本发明实施例中，所述应用层包括：想定综合管理模块、推演过程管理模块、推演结果分析模块、基础数据管理模块、系统管理模块；

想定综合管理模块用于建立不同作战样式、作战层级的推演想定，实现对想定的创建、编辑、查询、删除、导入、导出各种操作；想定内容包括：想定方案、作战实体、环境条件、初始态势、推演设定；

推演过程管理模块用于对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计，采用智能化的裁决模型，对交战双方的结果进行量化评判，对所有对抗推演组进行综合管理；

推演结果分析模块用于对推演过程进行回放，对推演过程进行重新讨论、推敲指挥与决策得失，对推演结果统计分析、开发查改推演规则；

基础数据管理模块用于对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存，对兵棋系统数据库进维护和操作；

系统管理模块为用户端提供身份认证和使用权限，在各种推演方式下，为各种用户端之间信息传递提供支撑服务。

在本发明实施例中，所述推演过程管理模块包括：推演管理控制模块、推演综合操作模块、作战行动裁决模块、导调控制支持模块、综合态势显示模块、推演筹划辅助模块；

推演管理控制模块对所有对抗推演组进行综合管理；用于推演方式的确立、想定调用、推演进程控制、战场态势干预、战报修改；

推演综合操作模块，基于图形界面的人机交互、多点触控人机交互，进行棋奕式指令输入或表单式指令输入，对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计；

作战行动裁决模块用于采用裁决模型对交战双方的结果进行量化评判；

导调控制支持模块，用于辅助组训完成导调工作，包括：态势推送、推演数据采集、对推演情况的监控、导调文书设计、推演干预、数据分析、复盘讲评；

综合态势显示模块用于为推演系统提供作战环境、作战力量、作战决心、作战过程、指挥关系、隶属关系、通信连接、目标体系、作战体系、侦察区域、作战环境、地面目标的显示；

推演筹划辅助模块，用于作战筹划辅助，用于为作战准备和作战实施过程中相关作战筹划提供表单式计划拟制、想定信息查询、概略标图和文图传输支持。

在本发明实施例中，推演综合操作模块的棋奕式指令输入方式为：回合制推演时，每次对一个棋子下达一次命令；实时制推演时，采用触摸式操作方式，连续下达指令。

在本发明实施例中，推演综合操作模块中表单式指令输入方式为：推演前对所有回合指令下达、每回合前修改及下达；

作战行动裁决模块中包括概率表模型模块、确定性数学模型模块、时间戳模型模块、规则模型模块；

综合态势显示模块综合态势显示中，通过分层显示、分屏显示、分色显示、分内容显示根据评估对象的需要更改显示色彩、深浅、透明度。

在本发明实施例中，所述推演结果分析模块包括：复盘推演讲评模块、推演结果统计模块；

复盘推演讲评模块用于对推演过程进行回放，对推演过程重新讨论、推敲指挥与决策得失；并提供全过程回放、单回合回放，以及从任一回合开始回放；

推演结果统计模块用于对推演结果的统计分析、推演规则的开发查改。

在本发明实施例中，所述基础数据管理模块包括：地图综合编辑模块、数据综合管理模块；

地图综合编辑模块用于对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存；

数据综合管理模块用于对兵棋系统数据库的专业性维护和综合性操作；包括数据的录入、查询、修改、删除各种操作。

本发明实施例提供的新型应急计算机兵棋推演方法包括：

构建武警部队战术级兵棋推演规则体系：建立相关作战行动的兵力模型、作战规则以及环境模型；

建设手工兵棋体系：过构建的武警部队战术级兵棋推演规则体系和武警兵棋算子属性，结合武警处突维稳作战信息需要，对武警部队战术级兵棋推演规则进行量化，设计赋值规则、裁决规则、评估规则和推演组织规则，形成手工兵棋体系，并在实际推演的过程中数据进行训练和修正；

结合手工兵棋体系构建计算机兵棋推演系统：

根据手工兵棋体系获取的系统原型及组训过程中对信息的处理，构建教学训练、指挥对抗的计算机兵棋推演系统，进行推演用户与计算机兵棋推演系统之间的人员交互性、数据的记录。

建立计算机兵棋推演系统中，结合量化赋值算法、作战单元战斗力量化赋值算法、作战行为裁决算法、地理信息综合量化算法、海上维权执法效能算法、智能行为筹划算法和推演效能复盘评估算法进行推演、训练和装备体系评估。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1：

1.1本发明通过兵棋推演的手段，以对抗的形式围绕武警部队使命任务等复杂特殊环境下的作战运用问题，探索具体使用难题，研究解决方法。在完成具体作战任务需求的分析评估后，参考部分军队相关经验、外军经验，结合武警部队实际情况，建立符合武警部队真实需要的兵棋推演体系，并将装备体系统量化赋值算法、作战单元战斗力量化赋值算法、作战行为裁决算法、地理信息综合量化算法、海上维权执法效能算法、智能行为筹划算法和推演效能复盘评估算法等因素完成的基础上，实现针对武警部队战术级作战任务推演的兵棋体系，最终形成一套完整的兵棋推演系统，供武警部队有针对性的进行推演、训练和装备体系评估。

兵棋推演系统支持网络环境下B/S应用模式的自由对抗推演和部队按要素展开的作战任务能力分析。系统应该满足三个方面的功能需求：一是面向组训者的导调控制功能需求，包括推演综合管理、导调控制支持、想定综合管理、数据综合管理等；二是面向推演者的推演分析功能需求，包括推演综合显示、裁决结果分析、作战筹划辅助、兵棋推演指令等；三是面向系统管理的服务功能需求，包括裁决计算和通信服务等。

1.2兵棋系统总体架构

系统总体架构分为数据服务、模型支撑、推演引擎、应用层等四部分，如图1所示：

应用层的功能可分为四大部分，分别为想定管理、推演管理、推演结果分析、基础数据管理的等，为整个系统提供了应用逻辑的封装，并通过前台模块与用户进行交互。

推演引擎，封装了系统的核心逻辑，为推演进程提供推演服务的核心逻辑。推演引擎读取各种裁决规则和想定数据，并接收用户指令，按照时间推移和离散事件的触发进行逻辑推理，并把裁决结果处理成针对红蓝方、导演方不同的战报，再发送给应用模块。

模型支撑，棋子模型是兵棋系统的数据基础，也是系统具备良好扩展性的基础。系统采用元数据描述基础模型，并分为机动模型、火力模型、侦查模型、补给模型等；同时针对具体的棋子模型，可以由基础模型组合而成，极大的简化了模型构建和扩展。

数据服务，提供了对系统各种持久化数据的访问支持，包括推演想定数据、推演过程数据、推演结果数据，以及相关的各种基础数据。

1.3功能架构设计

系统的总体功能架构如图2所示：

系统在技术上遵循JavaEE规范，采用面向服务的SOA架构构建系统，同时利用软件消息总线来解耦模块间的依赖关系。整个系统的模块可以区分为5大类，想定综合管理、推演过程管理、推演结果分析、基础数据管理、系统管理。

1.3.1想定综合管理功能模块

1).功能描述

组训人员根据兵棋推演目的，建立不同作战样式、作战层级的推演想定，实现对想定的创建、编辑、查询、删除、导入、导出等各种操作。

2).想定内容

想定方案、作战实体、环境条件、初始态势、推演设定。

想定内容

3).流程分析

流程分析示意如图3所示：

1.3.2推演管理控制功能模块

1).功能描述

推演管理功能，主要是依托推演管理大厅，对所有对抗推演组进行综合管理。

2).推演管理内容

推演管理主要实施推演方式的确立、想定调用、推演进程控制、战场态势干预、战报修改等。

1.3.3推演综合操作功能模块

1)功能描述

主要是对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计。

2).界面操作方式

基于图形界面的人机交互。

多点触控人机交互。

3).指令输入设计

棋奕式指令输入。

表单式指令输入。

4).指令输入时机

棋奕式指令输入方式，支持回合制推演时，每次对一个棋子下达一次命令；实时制推演时，采用触摸式操作方式，可连续下达指令。

表单式指令输入方式，支持推演前对所有回合指令下达、每回合前修改及下达。

1.3.4作战行动裁决功能模块

1).功能描述

对交战双方的结果进行量化评判，通常采用智能化的裁决模型。

2).裁决模型分类

针对不同的作战行动，可以采用不同的模型裁决，通常采用的裁决模型有概率表模型、确定性数学模型、时间戳模型、规则模型等。

1.3.5导调控制支持功能模块

1).功能描述

导调控制功能模块主要辅助组训者完成导调工作。

2).主要内容

包括：态势推送、推演数据采集、对推演情况的监控、导调文书设计、推演干预、数据分析、复盘讲评等。

1.3.6综合态势显示功能模块

1).功能描述

为推演系统使用人员提供作战环境、作战力量、作战决心、作战过程、指挥关系、隶属关系、通信连接、目标体系、作战体系、侦察区域、作战环境、地面目标等的显示。

2).显示分类

作战环境类：地形、地貌、天候、电磁环境等；

目标类：政治、军事、民生等；

作战编成类：各类作战编成；

作战力量类：武警地面部队、海警水面部队、直升机单位等；

航迹类：无人机、导弹、卫星轨道、防空区、雷达侦察区等；

加载类：决心图、过程图、态势图等；

3).实现方式

分层显示、分屏显示、分色显示、分内容显示等。推演人员可根据评估对象的需要更改显示色彩、深浅、透明度等。

1.3.7推演筹划辅助功能模块

1).功能描述

作战筹划辅助功能，主要是为受训人员在作战准备和作战实施过程中相关作战筹划提供表单式计划拟制、想定信息查询、概略标图和文图传输等功能支持。

2).辅助分类

表单式计划功能：用于输入计划命令并通过表格式操作窗口，提供推演者查看、记录、修改行动命令。

信息查询功能：主要提供作战过程所需要的战场环境信息，包括气候、道路、装备技战性能、目标、作战编成与编组、作战命令格式等信息，只是查询，不能修改。

1.3.8复盘推演讲评功能模块

1).功能描述

复盘推演讲评功能可对推演过程进行回放，以让推演人员重新讨论、推敲指挥与决策得失。模块能够提供全过程回放、单回合回放，以及从任一回合开始回放等功能。

2).实现方式

系统自动记录推演过程中每一回合的战场态势、棋子状态，同时还实时保存每一次行动裁决的裁决结果和推演方发出的指令。从而在推演时，能够重建当前回合态势，并可查询任意棋子状态，在任意时刻暂停。

1.3.9推演结果统计功能模块

1).功能描述

主要是对推演结果的统计分析、推演规则的开发查改。

2).统计分类

统计内容：参战部队的战损、补给状况、士气状况。

统计对象：按军种类型、按建制(红蓝双方到连)。

统计类别：推演全过程、推演某一回合。

统计形式：表格、柱状图、饼状图、曲线图。

3).评估确定

评估内容：作战行为、任务完成度、任务贡献度、装备贡献度、装备体系效能。

评估对象：按装备型号、装备数量。(单装体系)

原因统计：装备在具体作战中的效能结果、损失来源、战果情况。

表现形式：列表，数据、甘特图。

4)规则查改

依据推演结果和仿真分析，超级用户可以在数据管理模块中进行查改。

1.3.10地图综合编辑功能模块

1).功能描述

主要是对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存等功能；

2).地图分类

按比例尺分：1：5千、1：5万、1：10万、1：25万；

按格式分：JPG、JPEG、BMP、PNG；

按地形分：深海、浅海、岸滩、平原、水网地、丘陵地、山地、居民地/高层建筑、居民地/平房建筑、建筑群/商场、建筑群/工厂、岛礁、暗礁等；

3).图层量化处理

作战地图上的显示均以图层的方式显示。图层分为军事类图层和地貌类图层

(1)军事类：目标层、部队配置层、指挥结构配置层、火力配系层、侦察保障层、机动路线层等；

(2)地貌类：水系层、道路层、建筑物等。

图层显示：可单层显示，也可以多层显示。

坐标量化：采用六角格坐标图，同时支持高斯坐标图或者墨卡托海图。

高程量化：高程量化采用等高线和等深线，取六角格内的平均高度或者深度计算。

地貌量化：地貌量化采用“舍去规则”。用默认的颜色填充。

地物量化：点状物、线状物、面状物采用不同的量化方法。

1.3.11数据综合管理功能模块

1).功能描述

数据管理功能是对兵棋系统数据库的专业性维护和综合性操作的总和。包括数据的录入、查询、修改、删除等各种操作。

2).数据分类

用户数据：用户类型、用户代号、用户名称、用户权限等；

目标数据：目标类型、目标编号、目标性质、目标位置、目标幅员、目标状态(完好性)等；

想定数据：想定代号、名称、备注信息等；

地形数据：地形代号、地形类型、比例尺等；

装备数据：装备代号、装备种类、装备名称、主要技战参数；

编制数据：部队代号、部队种类、部队番号、主要作战力量；

规则数据：交战规则、毁伤规则、遭遇规则、裁决规则等；

推演过程数据：过程代号、过程名称、过程中的对抗方、导调控制数据、推演过程中动态数据、回放数据等；

推演结果数据：结果代号、名称、报表类型、报表内容等。

3).使用方式

超级用户、系统管理员可以对数据进行修改和维护；一般用户只可以查询、阅读、不可以修改。

4).流程分析

流程分析如图4所示。

1.3.12用户和权限管理功能模块

1).功能描述

用户管理为推演用户提供身份认证和使用权限，包括用户注册、用户登录、用户权限管理、用户维护等。

2).管理方式

可以在登录时获得身份认证；也可以在推演中由导调人员赋予身份。

3).用户类型

超级用户可以获得较高级别权限，由导调人员担任，可以浏览推演进程，调看各进程对抗回合情况。普通用户为参训人员，可以浏览个人推演进程，不可修改其他数据。

4).流程分析

流程分析如所图5所示：

1.3.13通信服务支持功能模块

1).功能描述

通信支持功能主要是指系统在各种推演方式下，为各种用户之间信息传递提供支撑服务。

2).通信用户类别

终端用户：组训者(超级用户)、推演者。

内部进程：控制进程、推演进程、服务器进程。

1.4信息交互关系

系统各模块间的信息交互关系如图6所示。

核心模块是推演进程，从其他模块获取想定数据、推演指令、导调控制指令，进行推演，产生推演结果数据，并发布给相应模块。图中的交互关系为逻辑关系，实际系统模块获取数据不直接访问其他模块，主要通过两个途径，一个是直接通过封装好的数据模块从数据库中读取数据；另一个是通过消息总线订阅感兴趣的消息，等待通知。

1.5系统流程设计

系统业务流程分析依据推演过程，分推演准备、推演实施、推演结果分析三个阶段。三阶段在总业务流程上是一个有机整体。

推演准备阶段，组训者对推演所需的基础数据进行操作，包括拟定作战想定，选择参与人员，进行席位分配，制定推演规则等。

推演实施阶段，组训者启动推演进程，同时指定的推演者可以加入推演。组训者可以对推演过程进行监控和干预，任意时刻都可以给双方增加、减少作战单位以平衡推演需要；推演者按组训者要求，进行作战指挥作业，下发推演指令。

推演结束后，进入推演结果分析阶段，系统对推演数据进行统计分析，评估推演效果，研讨推演得失。

兵棋推演系统总业务流程示意如图7所示。

1.6推演启动管理

导演方(组训人员)在选定某个想定后，设置推演条件(推演时间、回合时间长度、时间比率、仿真的最小时间片段)，并确定红蓝双方参训人员后，即可创建一个推演进程。导演方可以在任意时刻更改推演条件，变更红蓝双方参训人员。

导演方可以为红蓝双方分别指定一个或者多个参训人员，如果仅指定一个人员，则为集团式推演；如果指定多个人员，则为编组式推演，同时红蓝双方需要指定每一位参训人员能够指挥的作战单位。每一个作战单位只能由一位指定的参演用户进行操作。

推演启动业务流程如图8所示。

1.7技术框架设计

系统完全采用B/S架构，整体分为客户端、管理服务、推演服务、数据服务四层，其中管理服务、推演服务、数据服务运行在服务器上，可集中部署，也可以分散部署。

兵棋推演系统技术架构如图9所示。

1.7.1客户端

用户使用浏览器访问系统，客户端运行在浏览器上，负责界面渲染和与用户的交互。客户端开发采用JQuery+Html5+Ajax技术，以获取最好的浏览器兼容效果和展示效果。客户端与后台通过http协议传递数据，数据对象格式遵循Json规范。

1.7.2管理服务

管理服务运行在服务器上，采用SOA服务架构，通过web应用服务器对外提供web服务，web应用服务器采用Tomcat(业界主流的基于java的web应用服务器)。管理服务负责除了兵棋推演以外所有的业务逻辑，包括系统管理、数据管理、推演进程管理、推演管理大厅、推演结果统计分析等，并管理、驱动推演进程进行推演，同时为客户端提供指令发布、推演状态呈现等服务。

同时，管理服务负责推演进程的全生命周期管理，包括推演进程的创建、销毁、暂停、恢复等。当用户启动推演时，管理服务创建一个真正的操作系统进程与该推演进程对应，该进程独立运行；当推演结束后，管理服务负责销毁该进程，回收资源；当因为各种原因导致该进程崩溃、没有响应时，管理服务负责销毁老进程，创建新进程接管推演服务，并依靠数据库的过程数据恢复推演状态。

管理中心通过软件消息总线与推演进程通信。软件消息总线采用订阅者模式来消除模块之间的耦合，最大限度地增加了系统可扩展性。每个推演进程启动后都会向消息总线注册，然后接收消息总线转发的消息，同时会把推演产生的各种消息通过消息总线发送出去。消息总线与推演进程的通信采用RMI接口，构筑双向通信通道，双方简单、直接地基于Java对象进行交互。

1.7.3推演服务

推演服务是多个独立的推演进程的松散组合，每一个推演进程都是一个真正的独立的操作系统进程，独立运行，互不干扰。推演进程由管理服务进行管理，可以部署在本机，也可以部署在其他机器上，专门负责某一个想定的推演服务。推演进程基于Java开发，推演过程中产生的推演状态、裁决结果、操作指令等信息通过数据服务进行持久化，而需要通知给用户的消息则通过消息总线转发给红蓝方和导演方。

推演进程创建后会首先加载想定数据、裁决规则，并向消息总线注册，然后等待用户指令；当消息总线转发用户指令后，推演进程会在预订的时刻执行指令，由推演引擎、裁决引擎进行推演、裁决，推演结果通过消息总线转发给客户端进行呈现，同时通过数据服务进行保存。

1.7.4数据服务

后台数据存储采用关系数据库和No-Sql数据库混合存储的方式。其中关系数据库采用MySql，主要存储各种管理数据，如用户、角色、权限、地图属性、裁决规则、推演状态等。而No-Sql数据库采用LevelDb，主要存储各种非结构化数据，如规则定义、地图数据(位图、六角格定义)、想定文件等。

1.8通信框架设计

系统通信模型分为四种角色：用户、管理服务、推演服务、数据服务，而其中用户又可细分为超级管理员、系统维护员、组训方、受训方(红方、蓝方等)。其中用户通过客户端只跟管理服务交互。兵棋推演系统通信模型如图10所示。

1.8.1用户与管理服务接口

客户端与管理服务通过http协议传递数据，数据对象格式遵循Json规范。管理中心作为服务器端，客户端始终都是主动向管理中心发起Ajax请求或者HTTP请求。

用户与管理服务的通信，其中超级管理员、系统维护员与系统的通信比较简单，与业务无关。组训方为推演的管理者，首先会向系统提交系统指令，包括创建、启动、暂停、结束、恢复推演进程等；在推演过程中，还会发出导调控制指令，来干预推演过程；在推演开始前，可以对想定进行增删改查等管理指令，或者对基础数据进行维护，包括棋子模板、地图、作战基础数据等。受训方在登录后，只能根据被分配的角色输入相关的作战指令，参与推演。与此同时，组训方、受训方都可以接收到推演过程信息、战报通知。

1.8.2推演进程与管理服务接口

推演进程与管理中心的交互采用RMI接口，双方互为服务器端，双向通信。管理服务向推演进程转发系统指令、导调控制指令、操作指令，同时推演进程会上报推演过程信息，并分别向红蓝方、导演方发送战报。

1.8.3管理服务与数据服务接口

管理服务与数据服务采用通用的数据库接口进行通信，将需要保存的数据持久化到数据库，或者从数据库中读取相关数据。双方通信的数据主要包括：作战基础数据、地图数据、棋子模板、裁决规则、推演想定、用户/权限数据、系统配置等。

1.8.4推演进程与数据服务接口

推演进程与数据服务采用通用的数据库接口进行通信。在推演进程创建时，需要从数据服务中读取本次推演想定数据、裁决规则进行初始化，而后在推演过程中产生的推演过程数据、裁决结果通过数据服务保存。当推演进程因为某种原因崩溃后需要恢复时，则除了读取推演想定数据、裁决规则后，还需要继续读取崩溃时的推演过程信息，用以重建推演进程。

1.9数据框架设计

系统涉及的数据分为4大类，分别为：系统数据、推演基础数据、推演想定数据和推演过程数据。整个系统数据中，推演过程数据通过数据库实时复制功能进行备份，同时还记录文件日志作为数据校验和即时数据恢复的依据；除此之外的其他数据定期做完整备份。

系统数据结构如图11所示。

1.9.1推演基础数据

兵棋系统顺利推演所需的基础数据，通常是固定不变的，对客观事物的量化数据，分为地图数据、环境数据、棋子模板数据、行动裁决规则、系统推演规则等。

地图数据是对战场环境描述的基础数据，通常包括：

地图基本属性，如名称、经纬度、分辨率、地图图片等；

六角格量化信息，包括高程、水深、地形、地物、坐标等；

地形信息，通常分为：深海、浅海、岸滩、平原地、水网地、丘陵地、山地、居民地、岛礁、暗礁等。

地物信息，通常分为：自然形成的江河、森林、湖泊、水库等；人工建造的道路、桥梁、工厂、建筑物等。

环境信息，记录了天候、气象、水文、电磁等环境基础数据，并可和地图信息关联。

行动裁决规则记录不同军种、不同棋子进行交火、侦查、机动、补给的裁决规则，也记录棋子与环境相互作用的规则。用户可维护规则。系统推演规则记录了系统推演过程中需要遵循的规则。每条规则包括裁决文本、裁决数据、裁决逻辑等属性。

棋子模板数据是对各作战实体、地物等的量化记录，具有不同的属性。

1.9.2推演想定数据

想定数据是系统推演的初始基础。想定模板中记录不同的想定的模板数据，创建想定时，直接从模板中复制数据，快速形成完整的想定。

想定实例包括了为完成推演活动所需要的所有数据，如地图数据、作战编成、初始态势、推演方信息、推演席位分配、推演设定等。

1.9.3推演过程数据

推演过程数据记录每个推演进程每个回合的基本情况，包括时间戳、回合设定、序号等。同时还记录每个回合中推演各方下达的指令，以及导演方下发的导调控制指令。

同时为快速恢复推演进程，系统还记录每一个回合的战场态势，包括每一个棋子的状态信息。为减少空间占用，采取增量式数据存储技术，当棋子状态没有发生改变时，系统做简单的标记，而不是整体复制对象状态进行存储。

裁决结果中记录每一次裁决的结果，涉及的规则、双方状态等。战报记录中是发给各个推演方的战报，以及观察席位、导演席位对战报所做的变更。

1.9.4系统数据

系统运行所必须的数据，包括控制系统登录和权限的用户、权限数据，也包括必要的系统参数，以及为审计、追踪用户操作而形成的操作日志。操作日志记录每一个用户对系统发出的操作指令和操作时间，可用来追溯。

1.10部署框架设计

1.10.1集团式推演场景部署

集团式推演，即推演的各方只有一个推演员或一个推演组，各推演方只登录1个操作终端，每个推演员或推演组指挥本方所有棋子进行对抗推演。导演方的导调控制席可以有一个或者多个。集团式推演场景的典型部署如图12所示。

1.10.2服务器物理部署设计

1).单服务器部署

最简单情况下，系统的所有服务都部署在一台服务器上。服务器硬件可以是一台高性能的PC机，也可以是企业级的应用服务器，根据硬件配置不同，系统能够容纳的推演进程数量也会有所不同。服务器安装的操作系统可以是主流的linux系统，也可以是windows系统。推演系统单服务器部署如图13所示。

单机部署的优点是简单、快捷，缺点是存在单点故障。当因为服务器硬件故障或者其他原因导致系统崩溃时，无法及时恢复服务，必须人工进行恢复。

2).双机热备部署

为保证推演管理大厅不间断工作，需要采取双机热备模式部署。在此情况下，需要采用2台服务器，分别称之为主机、备机。主机和备机安装相同服务程序和双机热备软件，通过热备软件实现主备服务器的故障切换。而数据库单独部署在一台服务器上。推演系统双机热备部署如图14所示。

服务器双机软件负责确定并维护主机和备机的运行状态，根据检测和管理双机运行状态完成双机自动切换功能，实现系统进程的不间断、不死机、无差错。热备技术的难点在于推演进程快速重建和内存的快速恢复。当系统检测到主备切换后，自动从数据库读取必要信息进行推演进程重建，并从磁盘中读取推演日志记录，进行内存的快速恢复和校验。

当主推演服务器崩溃或者发生故障时，双机软件自动进行故障监测与处理、进程恢复、自动切换到备推演服务器，同时恢复各推演进程，不影响用户正常使用。等主推演服务器重新恢复以后，自动变换为备推演服务器。切换时间很短(大约20秒以内)，用户几乎感觉不到故障的发生，保证用户的不间断运行体验。

3).多结点分布式部署

随着管理规模的扩大，可分别对管理服务、推演服务、数据服务等三种角色进行水平扩展。管理服务可以安装在多台服务器上，并通过在前端部署硬件负载均衡器(如F5)进行负载分担。推演服务的每个推演进程是独立的，可通过配置使其分别部署到多个服务器上，实现性能提升。数据服务可以采用MySql数据库集群的解决方案横向扩展以提升系统整体性能。

1.11主要硬件选型原则和硬件配置。

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例

本发明实施例提供的新型应急计算机兵棋推演系统包括：

1兵棋系统“多想定”方案：

“多想定”是指兵棋系统可以支持不同作战样式、不同战略方向、不同力量编成的想定。问题的核心是实现系统与想定数据的松耦合，要求从棋盘、棋子到部队编成和武器装备性能数据的获取是动态的，所有动态数据均存储在想定中，读取不同的想定则可对不同课题进行推演。

定义标准化的想定数据是支持“多想定”的关键，想定数据定义必须与兵棋裁决规则、棋盘、棋子以及态势显示和推演规则等设计相衔接，实现数据与兵棋系统的松耦合，使系统可支持多想定、多课题的演习训练。

想定数据采用多级分类存储技术，将想定数据分为不同层次级别，分别为原型类数据、基础数据、推演数据。原型数据定义最通用的数据结构和内容，类似于C语言中“类”定义；基础数据定义武器装备、作战编成等数据，基础数据在原型数据的基础上生成具体的“对象实体数据”；推演数据则定义具体演习动态相关的数据，如部队配置位置、初始态势，棋子模板、席位设置等相关数据。

采用该技术便于实现想定数据的复用，原型类数据和基础数据通常不发生变化，想定数据的多案性体现在推演数据上，在编辑、存储和管理上将推演数据存储为一系列数据表和文件，使之成为一个独立的应用想定。多个推演想定共用一套基础数据，便于维护，减少数据存储的冗余量。

兵棋推演时，根据不同演习课题加载不同想定，支持不同的演习课题。兵棋系统“多想定”技术解决方案流程如图15所示。

2兵棋系统“多进程”管理方案：

“多进程”是指系统可同时支持多用户针对同一想定或多个想定展开推演、统一管理，且互不影响。系统设计支持12组以上独立进程的兵棋推演。可以对每个推演进行监控、数据采集和讲评对比。

解决技术方案采用“进程池”技术，通过统一的进程池管理器对“进程”管理，进程池处理算法如图16所示。

3兵棋系统“多方式”推演方案：

“多方式”是指系统可根据不同用户、不同推演目的，适应集团式或编组式推演。集团式采用集中式指令输入，编组式采用分布式多席位指令同时输入的模式。

“多方式”推演在技术实现上，核心是对“指令输入”的功能控制，将每一演习方所有指令录入功能配置到一个具体台位，实现集团式推演，若将指令输入和对部队的指挥权限分别配置到不同台位，实现编组式推演。

在技术方案上采用基于“用户-角色”的指挥控制技术，集团式则将所有指挥权限集中到一种角色上，编组式指挥定义若干种类的角色，根据演习需要对用户分配不同角色。

4兵棋推演引擎方案：

推演引擎的目的是结合模型的特点，为仿真模型的执行提供一个公共的运行环境，以简化仿真程序的开发。因此，推演引擎主要包括了数据管理与分发，离散事件调度，仿真时间推进等与具体仿真应用无关的功能。

推演引擎采多线程、离散事件相关技术，在实现过程中采用基于面向对象的方法，提高推演引擎的重用性和拓展性。基于动态时间步长和离散事件技术的推演引擎，可以保证按任意时间比率的仿真实现，离散事件技术可以确保按时间点的行动推演，配合以多线程的实现方式，可以实现推演的动态控制。

推演引擎要求实现推演开始、推演暂停、推演恢复和推演停止的基本推演控制功能；推演过程中，将所获得的数据按照一定的频率和格式存入数据库，实现推演保存；将数据库中的数据取出后，重新驱动推演即可实现推演回放；此外，根据设定的推演步长，实现与现实时间流失成倍数关系的作战过程推演。推演引擎的实现原理如图17所示。

5规则开放查改方案：

规则开放查改的核心其实就是规则引擎，规则引擎的工作原理如下图18所示。开发者使用规则语言或者状态机定义一系列的规则，该规则定义系统中实体应对战场事件变化的反应规律。即一个实体对象当受到外部的作用，内部状态发生了变化，满足一定条件的内部状态又触发对外部的反应，执行一定的裁决规则。

所有规则在规则库里构造为标准结构，便于规则的快速匹配。规则包含状态信息的对象，代表事件对系统作用和系统对外界作用的事件对象，都存储在引擎的内存里。当外部事件产生时，规则引擎对所有定义的规则做匹配，选择出满足条件可以执行的规则策略。在处理过程中，推演进程里的状态对象和事件对象是可以删除的，也可创建新的状态对象和事件对象。除内部所有的对象都被清除，或者外部没有任何新的事件发生，否则程序不结束。

6基于情报模型的态势更新方案：

为推演者提供体现战场情报对抗特点的训练环境也即战场综合态势。传统情报建模对隐蔽、欺骗等情报对抗行为考虑不够，对侦察模型的抽象失之于简单，难以表现对抗效果。拟采用基于感知真实和情报分级机制，和甲方合作建立面向情报对抗的情报侦察模型，适当提高建模分辨率，将侦察过程区分为发现、融合两个阶段，给出基于侦察范围、侦察概率和发现时间的侦察发现算法和基于发现融合的跟踪识算法。

态势更新是根据情报模型计算结果进行的，情报模型可模拟计算将来自多个信息源的数据收集整合的有效性和精确度，最大程度的反映侦察效果和一定的战场盖然性。情报模型计算输出实施的态势感知信息，如图19所示，展示典型基于情报感知模型的态势分发方式。

7“表单式”计划指令输入方案：

表单式计划用于输入计划命令，通过表格式操作窗口，提供命令的查看、修改和输入功能。如图20所示。

拟采用甘特图输入技术实现，按照军事需求设定的格式设计“甘特图”输入控件，支持对命令执行时间、执行地点等参数的快速编辑与查看，支持计划指令的导出等功能。甘特图左侧为部队命令表，右侧区域为命令在时间轴上的分布，如图所示，红色线表示T时刻，用不同形状和颜色代表不同的行动，具体设计以甲方军事需求为准。

8兵棋系统目标打击辅助决策方案：

目标打击辅助决策设计，以未来信息化作战需要为依据，依军事目标打击理论新发展，建立一个集定性分析推理、定量统计计算于一体，具有统一的结构体系、标准的数据接口，支持不同运行方式，面向各兵种，适应各种不同层次的智能化、开放型、通用的战场目标分析辅助作战的决策支持模块。

模块设计以系统工程、军事运筹学、人工智能为基础，以计算机技术、信息技术、专家系统、数据库和仿真数学模型为手段，实现从定性到定量的综合集成，针对作战过程中的半结构化和非结构化决策问题，设计具有一定智能化的人机交互系统，使其具有运用军事领域相关知识的推理，以达到辅助指挥员决策的科学性与合理性的基本要求。定位于适合单独组织的适应武警部队特殊作战景下多级首长机关作业和演习训练的需要，在设计时不仅仅要考虑到对装备运用的分析评估和传统辅助决策的数据处理和任务的执行，更能完成根据复杂环境下作战需求的装备合理化运用和调配，为指挥官提出最佳的作战方案。

模块工作流程，主要依据军事需求，基于军事专家对方案评估时的基本思路和军事目标打击的特点需要进行设计。系统的工作流程主要包括首长意图、目标特点分析、目标威胁程度评估分析、火力分析、兵力分析、拟制作战方案、作战方案评估、得出评价结果和结论等过程。系统工作流程如图21所示。

9B/S架构模式及技术方案：

B/S(Browser/Server)架构是互联网兴起后的一种网络结构模式，该模式基于浏览器和服务器。统一客户端(浏览器)，将系统功能实现的核心部分集中于服务器，简化系统的开发、维护和使用。更新软件时，需更新服务器端程序，所有的客户端将显示更新后内容。比重新下载软件更新并把新软件安装到客户端更加方便实用。

系统采用B/S架构为主的开发模式，服务器端完成推演引擎服务、数据服务、推演大厅服务等核心功能模块，客户端采用基于浏览器技术实现前端推演作业平台、推演管理大厅管理平台、想定管理平台和推演数据查询平台。对于一些专用工具作为独立的执行程序开发，如地图编辑生成工具、棋子制作工具等等。

通过建立B/S架构的网络应用程序可以降低成本，用户访问更方便快捷，可以用不同的方式操作共同的数据库，从而更加有效地保护数据平台和管理访问权限。拟采用SOA技术架构、理念开展信息系统的构建。具体流程是将系统主要业务模块进行服务的适配封装，并统一在服务总线的服务注册中心进行注册，并由服务总线进行服务发布。发布的服务通过流程化的整编，实现具体应用系统的逻辑支撑能力。

10基于数据挖掘推演结果分析：

兵棋推演输出大量的推演结果和过程数据，采用数据挖掘技术对推演结果进行分析，发现作战中深层的知识和规律，启发受训人员。

数据挖掘通过分析每个数据，从大量数据中寻找其规律的技术，主要有数据准备、规律寻找和规律表示三个步骤。数据准备是从相关的数据源中选取需要的数据并整合成用于数据挖掘的数据集；数据寻找是用某种方法将数据集所含的规律找出来；规律表示是尽可能以用户可理解的方式(如可视化)将找出的规律表示出来。目前数据挖掘多是对数据的数理统计，对规律性发现与预测的能力较弱，对数据知识发现的支持不强。结合决策需求分析与数据挖掘算法分析，探求数据挖掘在基地信息系统中的应用方式，增强基地信息系统数据知识的发现能力，提高决策支持的科学性与有效性。

应用数据挖掘流程包括定义数据源、探索数据、准备数据、建立模型、评价模型和模型应用六个环节。定义数据源环节根据挖掘目标针对性的选择数据源和数据集；探索数据环节选择对数据挖掘的目标最有利的数据，包括处理缺失值、边界值和不规则发布的数据等。探索数据的过程包括属性(变量)选择、变量定义/计算、数据预处理等。同时探索数据也是纠正和明确数据挖掘目标的过程；准备数据环节经过探索数据后已经形成了清晰的挖掘目标，针对目标准备数据，确定与目标关联的属性和变量，对数据的属性和变量进行再处理和格式化最终形成样本数据；建立模型环节针对数据挖掘目标和业务需求指导建模过程。针对上述两种分析进行建模，根据数据的连续性的特征选择线性回归或者逻辑回归。在回归分析的结果上进行决策建模形成决策模型；评价模型环节对数据挖掘的结果进行分析和评价，对于有价值的数据挖掘模型形成知识库，方便再次利用；模型应用将数据挖掘的结果使用到实际的作战分析和预测中，数据挖掘流程如图22所示。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型应急计算机兵棋推演系统，其特征在于，所述新型应急计算机兵棋推演系统包括：

数据服务层，用于为模型支撑层提供各种持久化数据和访问支持服务；

模型支撑层通过机动模型、火力模型、侦查模型、补给模型、环境模型提供为推演引擎模拟数据；

推演引擎，用于封装系统的核心逻辑，为推演进程提供推演服务；并读取各种裁决规则和想定数据，并接收用户指令，按照时间推移和离散事件的触发进行逻辑推理，把裁决结果处理成针对不同对抗方、导演方的战报信息，再发送给应用层；

应用层通过想定管理、推演管理、推演结果分析、基础数据管理为用户端提供服务信息；并提供应用逻辑的封装，通过前台模块与用户端进行交互；

用户端，对应用层提供的信息进交互。

2.如权利要求1所述的新型应急计算机兵棋推演系统，其特征在于，所述应用层包括：想定综合管理模块、推演过程管理模块、推演结果分析模块、基础数据管理模块、系统管理模块；

想定综合管理模块用于建立不同作战样式、作战层级的推演想定，实现对想定的创建、编辑、查询、删除、导入、导出各种操作；想定内容包括：想定方案、作战实体、环境条件、初始态势、推演设定；

推演过程管理模块用于对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计，采用智能化的裁决模型，对交战双方的结果进行量化评判，对所有对抗推演组进行综合管理；

推演结果分析模块用于对推演过程进行回放，对推演过程进行重新讨论、推敲指挥与决策得失，对推演结果统计分析、开发查改推演规则；

基础数据管理模块用于对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存，对兵棋系统数据库进维护和操作；

系统管理模块为用户端提供身份认证和使用权限，在各种推演方式下，为各种用户端之间信息传递提供支撑服务。

3.如权利要求2所述新型应急计算机兵棋推演系统，其特征在于，所述推演过程管理模块包括：推演管理控制模块、推演综合操作模块、作战行动裁决模块、导调控制支持模块、综合态势显示模块、推演筹划辅助模块；

推演管理控制模块对所有对抗推演组进行综合管理；用于推演方式的确立、想定调用、推演进程控制、战场态势干预、战报修改；

推演综合操作模块，基于图形界面的人机交互、多点触控人机交互，进行棋奕式指令输入或表单式指令输入，对推演过程中的操作方式、操作内容进行设计；

作战行动裁决模块用于采用裁决模型对交战双方的结果进行量化评判；

导调控制支持模块，用于辅助组训完成导调工作，包括：态势推送、推演数据采集、对推演情况的监控、导调文书设计、推演干预、数据分析、复盘讲评；

综合态势显示模块用于为推演系统提供作战环境、作战力量、作战决心、作战过程、指挥关系、隶属关系、通信连接、目标体系、作战体系、侦察区域、作战环境、地面目标的显示；

推演筹划辅助模块，用于作战筹划辅助，用于为作战准备和作战实施过程中相关作战筹划提供表单式计划拟制、想定信息查询、概略标图和文图传输支持。

4.如权利要求3所述新型应急计算机兵棋推演系统，其特征在于，推演综合操作模块的棋奕式指令输入方式为：回合制推演时，每次对一个棋子下达一次命令；实时制推演时，采用触摸式操作方式，连续下达指令；

推演综合操作模块中表单式指令输入方式为：推演前对所有回合指令下达、每回合前修改及下达；

作战行动裁决模块中包括概率表模型模块、确定性数学模型模块、时间戳模型模块、规则模型模块；

综合态势显示模块综合态势显示中，通过分层显示、分屏显示、分色显示、分内容显示根据评估对象的需要更改显示色彩、深浅、透明度。

5.如权利要求1所述新型应急计算机兵棋推演系统，其特征在于，所述推演结果分析模块包括：复盘推演讲评模块、推演结果统计模块；

复盘推演讲评模块用于对推演过程进行回放，对推演过程重新讨论、推敲指挥与决策得失；并提供全过程回放、单回合回放，以及从任一回合开始回放；

推演结果统计模块用于对推演结果的统计分析、推演规则的开发查改；

所述基础数据管理模块包括：地图综合编辑模块、数据综合管理模块；

地图综合编辑模块用于对作战区域地图的导入、导出、裁剪、缩放、放大、保存；

数据综合管理模块用于对兵棋系统数据库的专业性维护和综合性操作；包括数据的录入、查询、修改、删除各种操作。

6.一种如权利要求1所述新型应急计算机兵棋推演系统的新型应急计算机兵棋推演方法，其特征在于，所述新型应急计算机兵棋推演方法包括：

构建武警部队战术级兵棋推演规则体系：建立相关作战行动的兵力模型、作战规则以及环境模型；

建设手工兵棋体系：过构建的武警部队战术级兵棋推演规则体系和武警兵棋算子属性，结合武警处突维稳作战信息需要，对武警部队战术级兵棋推演规则进行量化，设计赋值规则、裁决规则、评估规则和推演组织规则，形成手工兵棋体系，并在实际推演的过程中数据进行训练和修正；

结合手工兵棋体系构建计算机兵棋推演系统：

根据手工兵棋体系获取的系统原型及组训过程中对信息的处理，构建教学训练、指挥对抗的计算机兵棋推演系统，进行推演用户与计算机兵棋推演系统之间的人员交互性、数据的记录。

7.如权利要求6所述的新型应急计算机兵棋推演方法，其特征在于，

建立计算机兵棋推演系统中，结合量化赋值算法、作战单元战斗力量化赋值算法、作战行为裁决算法、地理信息综合量化算法、海上维权执法效能算法、智能行为筹划算法和推演效能复盘评估算法进行推演、训练和装备体系评估。

8.一种实施权利要求6～7任意一项所述新型应急计算机兵棋推演方法的新型应急计算机兵棋推演仿真平台。

9.一种实现权利要求6～7任意一项所述新型应急计算机兵棋推演方法的信息数据处理终端。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求6～7任意一项所述的新型应急计算机兵棋推演方法。

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