CN114299780B - 一种水面舰艇装备用仿真训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面舰艇装备用仿真训练系统，涉及仿真训练技术领域，解决了现有技术中不能够保证仿真训练稳定性和高效性的技术问题，对水面舰艇装备进行仿真训练，通过仿真训练判断水面舰艇装备的运行状态，从而提高了舰艇装备的运行稳定性；对训练对象在实时仿真训练中的战术部署以及对应功能进行分析，判断训练对象在仿真训练中是否合格，提高了仿真训练的高效性，有利于提高了训练对象在战术中的机动性；对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析，判断训练对象的实时运行状态是否合格，从而通过仿真训练对训练对象进行检验，降低了训练对象的故障率以及低效率运行的概率，也侧面提高了仿真训练对训练对象的促进作用。

Description

一种水面舰艇装备用仿真训练系统

技术领域

本发明涉及仿真训练技术领域，具体为一种水面舰艇装备用仿真训练系统。

背景技术

随着信息技术的发展，以计算机技术为核心的现代仿真技术正在引起军事训练、作战理论研究和武器装备研制等领域的一场革命，传统的训练方法如实兵演习对于电子武器装备来说，在训练效果上存在着训练对手不真实、训练组织难度大、训练成本和风险高等缺点，而建立电子战装备训练仿真系统，可以在实验室里模拟作战过程，使部队指战员不必经过大量的实兵实装演习，就可以理解现代战场的概念与流程；

但是在现有技术中，水面舰艇装备在仿真训练过程中，无法保证仿真训练的稳定性和高效性，导致仿真训练的效率降低；同时在训练中无法对人员和设备均进行训练检验，对仿真训练的利端产生局限；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决的问题，而提出一种水面舰艇装备用仿真训练系统，对训练对象在实时仿真训练中的战术部署以及对应功能进行分析，判断训练对象在仿真训练中是否合格，提高了仿真训练的高效性，有利于提高了训练对象在战术中的机动性；对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析，判断训练对象的实时运行状态是否合格，从而通过仿真训练对训练对象进行检验，降低了训练对象的故障率以及低效率运行的概率，也侧面提高了仿真训练对训练对象的促进作用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水面舰艇装备用仿真训练系统，包括仿真训练平台，仿真训练平台内设置有服务器，服务器通讯连接有战术功能分析单元、仿真训练构建单元、安全监测单元以及操作使用分析单元；

仿真训练平台用于对水面舰艇装备进行仿真训练，服务器生成仿真训练构建信号并将仿真训练构建信号发送至仿真训练构建单元，仿真训练构建单元用于对水面舰艇装备进行仿真训练设定，完成仿真训练设定后生成训练分析信号并将训练分析信号发送至服务器；服务器接收到训练分析信号后，生成战术功能分析信号并将战术功能分析信号发送至战术功能分析单元，通过战术功能分析单元对训练对象在仿真训练中战术功能进行分析；服务器生成操作使用分析信号并将操作使用分析信号发送至操作使用分析单元，通过操作使用分析单元对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析；服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，通过安全监测单元对训练对象进行仿真训练过程进行安全监测。

作为本发明的一种优选实施方式，仿真训练构建单元的训练构建过程如下：

将进行训练的水面舰艇装备标记为待训练对象，根据待训练对象的数量设置训练海域，且训练海域面积与待训练对象数量成正比；对各个待训练对象的运行进行分析，若待训练对象为单一运行对象，则将对应待训练对象标记为单一训练对象；若待训练对象为多元运行对象，则将对应待训练对象标记为多元训练对象；根据多元训练对象对应运行设置训练目标，若需要进行训练目标打击则将对应训练目标设置为虚拟目标；若不需要进行训练目标打击则将对应训练目标设置为真实目标；

将训练海域进行封闭，并对训练海域对应边界进行监测，将单一训练对象和多元训练对象设置到达点位，且单一训练对象和多元训练对象在仿真训练前到达点位为保密状态，完成到达点位设置后，仿真训练开始，单一训练对象和多元训练对象通过无线电进行沟通，并在训练海域内进行水面部署；若单一训练对象和多元训练对象能够准确到达设置点位，则训练目标进入训练海域；若单一训练对象和多元训练对象能够准确到达设置点位未准确到达位置点位，则判定待训练对象仿真训练不合格；

训练目标进入训练海域后，对仿真训练过程中单一训练对象和多元训练对象的进行动作统计，动作统计表示为训练对象的移动、停止以及静止等训练相关的动作；同时生成训练分析信号并将训练分析信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，战术功能分析单元的战术功能分析过程如下：

将训练对象设置标号i，i为大于1的自然数，采集到训练对象到达设置点位的总耗时以及实时点位调整次数，并将训练对象到达设置点位的总耗时以及实时点位调整次数分别标记为HSi和CSi；采集到训练对象在仿真训练中完成对应训练动作的平均耗时，并将训练对象在仿真训练中完成对应训练动作的平均耗时标记为PHi；通过分析获取到仿真训练中训练对象的战术功能分析系数Xi；

将仿真训练中训练对象的战术功能分析系数与战术功能分析系数阈值进行比较：若仿真训练中训练对象的战术功能分析系数超过战术功能分析系数阈值，则判定对应训练对象的战术功能分析不合格，生成人员不合格信号并将人员不合格信号与对应训练对象的操作人员编号一同发送至服务器；服务器接收后将对应编号的操作人员进行岗位替换以及操作培训；若仿真训练中训练对象的战术功能分析系数未超过战术功能分析系数阈值，则判定对应训练对象的战术功能分析合格，生成人员合格信号并将人员合格信号与对应训练对象的操作人员编号一同发送至服务器；服务器接收到将对应编号的操作人员标记为操作培训导师。

作为本发明的一种优选实施方式，操作使用分析单元的操作分析过程如下：

采集到仿真训练过程中训练对象接收到操作人员的指令与执行操作人员的指令间隔时长，并将仿真训练过程中训练对象接收到操作人员的指令与执行操作人员的指令间隔时长标记为JGSi；采集到仿真训练过程中训练对象执行操作人员指令的错误率，并将仿真训练过程中训练对象执行操作人员指令的错误率标记为CWLi；通过分析获取到仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数Ci；

将仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数与操作使用分析系数阈值进行比较：若仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数超过操作使用分析系数阈值，则判定对应训练对象的操作使用分析不合格，生成使用分析不合格信号并将使用分析不合格信号和对应训练对象的型号发送至服务器，服务器接收后将对应型号的训练对象暂定使用，并将对应训练对象进行问题排查；若仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数未超过操作使用分析系数阈值，则判定对应训练对象的操作使用分析合格，生成使用分析合格信号并将使用分析合格信号和对应训练对象的型号发送至服务器，服务器接收后将对应型号的训练对象进行运行数据采集，并将采集的运行数据与不合格信号对应的训练对象运行数据进行比对。

作为本发明的一种优选实施方式，安全监测单元的安全监测过程如下：

采集到训练海域对应边界的民船行驶数量以及训练海域内风向改变频率，并将训练海域对应边界的民船行驶数量以及训练海域内风向改变频率分别与行驶数量阈值和风向改变频率阈值进行比较：

若训练海域对应边界的民船行驶数量超过训练海域内风向改变频率，或者训练海域内风向改变频率超过训练海域内风向改变频率时，则生成人为风险信号或者自然风险信号，并将人为风险信号或者自然风险信号发送至服务器，服务器接收到人为风险信号或者自然风险信号后，对实时仿真训练进行中止；若训练海域对应边界的民船行驶数量未超过训练海域内风向改变频率且训练海域内风向改变频率未超过训练海域内风向改变频率时，则生成训练安全信号并将训练安全信号发送至服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，对水面舰艇装备进行仿真训练，通过仿真训练判断水面舰艇装备的运行状态，从而提高了舰艇装备的运行稳定性，同时能够分析水面舰艇装备存在的问题，提高了水面舰艇装备的运行高效性；检验水面舰艇装备的实时运行状态，提高了水面舰艇装备的使用质量，最大程度提高训练的真实性，从而提高了仿真训练的高效性；

2、本发明中，对训练对象在实时仿真训练中的战术部署以及对应功能进行分析，判断训练对象在仿真训练中是否合格，提高了仿真训练的高效性，有利于提高了训练对象在战术中的机动性；对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析，判断训练对象的实时运行状态是否合格，从而通过仿真训练对训练对象进行检验，降低了训练对象的故障率以及低效率运行的概率，也侧面提高了仿真训练对训练对象的促进作用；对训练对象进行仿真训练过程进行安全监测，保证训练对象在仿真训练过程中的安全性，减少训练对象在训练中受到自然灾害的风险，同时防止训练对象对海域内民船造成威胁。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种水面舰艇装备用仿真训练系统，包括仿真训练平台，仿真训练平台内设置有服务器，服务器通讯连接有战术功能分析单元、仿真训练构建单元、安全监测单元以及操作使用分析单元；其中，服务器与战术功能分析单元、仿真训练构建单元、安全监测单元以及操作使用分析单元均为双向通讯连接；

仿真训练平台用于对水面舰艇装备进行仿真训练，通过仿真训练判断水面舰艇装备的运行状态，从而提高了舰艇装备的运行稳定性，同时能够分析水面舰艇装备存在的问题，提高了水面舰艇装备的运行高效性；服务器生成仿真训练构建信号并将仿真训练构建信号发送至仿真训练构建单元，仿真训练构建单元用于对水面舰艇装备进行仿真训练设定，检验水面舰艇装备的实时运行状态，提高了水面舰艇装备的使用质量，最大程度提高训练的真实性，从而提高了仿真训练的高效性，水面舰艇装备表示为是驱逐舰、战列舰以及修理舰船等军用船只；具体训练构建过程如下：

将进行训练的水面舰艇装备标记为待训练对象，根据待训练对象的数量设置训练海域，且训练海域面积与待训练对象数量成正比，确保训练的舒展性以及减少训练场地的浪费；对各个待训练对象的运行进行分析，若待训练对象为单一运行对象，即仅需待训练对象本身即可完成训练，如运输船，则将对应待训练对象标记为单一训练对象；若待训练对象为多元运行对象，即需待训练对象本身以外的装备才可完成训练，如驱逐舰，需进行舰艇驱逐或者舰艇打击；则将对应待训练对象标记为多元训练对象；根据多元训练对象对应运行设置训练目标，若需要进行训练目标打击则将对应训练目标设置为虚拟目标；若不需要进行训练目标打击则将对应训练目标设置为真实目标；

将训练海域进行封闭，并对训练海域对应边界进行监测，将单一训练对象和多元训练对象设置到达点位，且单一训练对象和多元训练对象在仿真训练前到达点位为保密状态，完成到达点位设置后，仿真训练开始，单一训练对象和多元训练对象通过无线电进行沟通，并在训练海域内进行水面部署；若单一训练对象和多元训练对象能够准确到达设置点位，则训练目标进入训练海域；若单一训练对象和多元训练对象能够准确到达设置点位未准确到达位置点位，则判定待训练对象仿真训练不合格；

训练目标进入训练海域后，对仿真训练过程中单一训练对象和多元训练对象的进行动作统计，动作统计表示为训练对象的移动、停止以及静止等训练相关的动作；同时生成训练分析信号并将训练分析信号发送至服务器；

服务器接收到训练分析信号后，生成战术功能分析信号并将战术功能分析信号发送至战术功能分析单元，战术功能分析单元用于对训练对象在仿真训练中战术功能进行分析，即对训练对象在实时仿真训练中的战术部署以及对应功能进行分析，判断训练对象在仿真训练中是否合格，提高了仿真训练的高效性，有利于提高了训练对象在战术中的机动性，具体战术功能分析过程如下：

将训练对象设置标号i，i为大于1的自然数，采集到训练对象到达设置点位的总耗时以及实时点位调整次数，并将训练对象到达设置点位的总耗时以及实时点位调整次数分别标记为HSi和CSi；采集到训练对象在仿真训练中完成对应训练动作的平均耗时，并将训练对象在仿真训练中完成对应训练动作的平均耗时标记为PHi；

通过公式

获取到仿真训练中训练对象的战术功能分析系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为1.35；仿真训练中训练对象的战术功能分析系数是将仿真训练中训练对象的训练参数进行归一化处理得到一个用于判定仿真训练中训练对象对应操作人员训练合格的数值；通过公式可得训练对象到达设置点位的总耗时、实时点位调整次数以及完成对应训练动作的平均耗时越大，则仿真训练中训练对象的战术功能分析系数越大，表示训练对象对应操作人员训练合格概率越低；

将仿真训练中训练对象的战术功能分析系数与战术功能分析系数阈值进行比较：

若仿真训练中训练对象的战术功能分析系数超过战术功能分析系数阈值，则判定对应训练对象的战术功能分析不合格，生成人员不合格信号并将人员不合格信号与对应训练对象的操作人员编号一同发送至服务器；服务器接收后将对应编号的操作人员进行岗位替换以及操作培训；

若仿真训练中训练对象的战术功能分析系数未超过战术功能分析系数阈值，则判定对应训练对象的战术功能分析合格，生成人员合格信号并将人员合格信号与对应训练对象的操作人员编号一同发送至服务器；服务器接收到将对应编号的操作人员标记为操作培训导师；

服务器生成操作使用分析信号并将操作使用分析信号发送至操作使用分析单元，操作使用分析单元用于对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析，判断训练对象的实时运行状态是否合格，从而通过仿真训练对训练对象进行检验，降低了训练对象的故障率以及低效率运行的概率，也侧面提高了仿真训练对训练对象的促进作用，具体操作分析过程如下：

采集到仿真训练过程中训练对象接收到操作人员的指令与执行操作人员的指令间隔时长，并将仿真训练过程中训练对象接收到操作人员的指令与执行操作人员的指令间隔时长标记为JGSi；采集到仿真训练过程中训练对象执行操作人员指令的错误率，并将仿真训练过程中训练对象执行操作人员指令的错误率标记为CWLi；通过公式Ci＝α(JGSi×b1+CWLi×b2)获取到仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数Ci，其中，b1和b2均为预设比例系数，且b1＞b2＞0，α为误差修正因子，取值为1.06；仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数是将仿真训练中训练对象的运行参数进行归一化处理得到一个用于判定仿真训练中训练对象运行合格的数值；通过公式可得指令执行间隔时长以及指令执行错误率越大，则训练对象的操作使用分析系数越大，表示训练对象本身运行合格概率越低；

将仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数与操作使用分析系数阈值进行比较：

若仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数超过操作使用分析系数阈值，则判定对应训练对象的操作使用分析不合格，生成使用分析不合格信号并将使用分析不合格信号和对应训练对象的型号发送至服务器，服务器接收后将对应型号的训练对象暂定使用，并将对应训练对象进行问题排查；

若仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数未超过操作使用分析系数阈值，则判定对应训练对象的操作使用分析合格，生成使用分析合格信号并将使用分析合格信号和对应训练对象的型号发送至服务器，服务器接收后将对应型号的训练对象进行运行数据采集，并将采集的运行数据与不合格信号对应的训练对象运行数据进行比对；

服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，安全监测单元用于对训练对象进行仿真训练过程进行安全监测，保证训练对象在仿真训练过程中的安全性，减少训练对象在训练中受到自然灾害的风险，同时防止训练对象对海域内民船造成威胁，具体安全监测过程如下：

采集到训练海域对应边界的民船行驶数量以及训练海域内风向改变频率，并将训练海域对应边界的民船行驶数量以及训练海域内风向改变频率分别与行驶数量阈值和风向改变频率阈值进行比较：

若训练海域对应边界的民船行驶数量超过训练海域内风向改变频率，或者训练海域内风向改变频率超过训练海域内风向改变频率时，则生成人为风险信号或者自然风险信号，并将人为风险信号或者自然风险信号发送至服务器，服务器接收到人为风险信号或者自然风险信号后，对实时仿真训练进行中止；若训练海域对应边界的民船行驶数量未超过训练海域内风向改变频率且训练海域内风向改变频率未超过训练海域内风向改变频率时，则生成训练安全信号并将训练安全信号发送至服务器。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，通过仿真训练平台对水面舰艇装备进行仿真训练，通过仿真训练构建单元对水面舰艇装备进行仿真训练设定，完成仿真训练设定后生成训练分析信号并将训练分析信号发送至服务器；服务器接收到训练分析信号后，生成战术功能分析信号并将战术功能分析信号发送至战术功能分析单元，通过战术功能分析单元对训练对象在仿真训练中战术功能进行分析；服务器生成操作使用分析信号并将操作使用分析信号发送至操作使用分析单元，通过操作使用分析单元对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析；服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，通过安全监测单元对训练对象进行仿真训练过程进行安全监测。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种水面舰艇装备用仿真训练系统，其特征在于，包括仿真训练平台，仿真训练平台内设置有服务器，服务器通讯连接有战术功能分析单元、仿真训练构建单元、安全监测单元以及操作使用分析单元；

仿真训练平台用于对水面舰艇装备进行仿真训练，服务器生成仿真训练构建信号并将仿真训练构建信号发送至仿真训练构建单元，仿真训练构建单元用于对水面舰艇装备进行仿真训练设定，完成仿真训练设定后生成训练分析信号并将训练分析信号发送至服务器；服务器接收到训练分析信号后，生成战术功能分析信号并将战术功能分析信号发送至战术功能分析单元，通过战术功能分析单元对训练对象在仿真训练中战术功能进行分析；服务器生成操作使用分析信号并将操作使用分析信号发送至操作使用分析单元，通过操作使用分析单元对仿真训练中的训练对象进行操作使用分析；服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，通过安全监测单元对训练对象进行仿真训练过程进行安全监测；

仿真训练构建单元的训练构建过程如下：

将进行训练的水面舰艇装备标记为待训练对象，根据待训练对象的数量设置训练海域，且训练海域面积与待训练对象数量成正比；对各个待训练对象的运行进行分析，若待训练对象为单一运行对象，则将对应待训练对象标记为单一训练对象；若待训练对象为多元运行对象，则将对应待训练对象标记为多元训练对象；根据多元训练对象对应运行设置训练目标，若需要进行训练目标打击则将对应训练目标设置为虚拟目标；若不需要进行训练目标打击则将对应训练目标设置为真实目标；

将训练海域进行封闭，并对训练海域对应边界进行监测，将单一训练对象和多元训练对象设置到达点位，且单一训练对象和多元训练对象在仿真训练前到达点位为保密状态，完成到达点位设置后，仿真训练开始，单一训练对象和多元训练对象通过无线电进行沟通，并在训练海域内进行水面部署；若单一训练对象和多元训练对象能够准确到达设置点位，则训练目标进入训练海域；若单一训练对象和多元训练对象能够准确到达设置点位未准确到达位置点位，则判定待训练对象仿真训练不合格；

训练目标进入训练海域后，对仿真训练过程中单一训练对象和多元训练对象的进行动作统计；同时生成训练分析信号并将训练分析信号发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的一种水面舰艇装备用仿真训练系统，其特征在于，战术功能分析单元的战术功能分析过程如下：

将训练对象设置标号i，i为大于1的自然数，采集到训练对象到达设置点位的总耗时以及实时点位调整次数，并将训练对象到达设置点位的总耗时以及实时点位调整次数分别标记为HSi和CSi；采集到训练对象在仿真训练中完成对应训练动作的平均耗时，并将训练对象在仿真训练中完成对应训练动作的平均耗时标记为PHi；通过分析获取到仿真训练中训练对象的战术功能分析系数Xi；

将仿真训练中训练对象的战术功能分析系数与战术功能分析系数阈值进行比较：若仿真训练中训练对象的战术功能分析系数超过战术功能分析系数阈值，则判定对应训练对象的战术功能分析不合格，生成人员不合格信号并将人员不合格信号与对应训练对象的操作人员编号一同发送至服务器；服务器接收后将对应编号的操作人员进行岗位替换以及操作培训；若仿真训练中训练对象的战术功能分析系数未超过战术功能分析系数阈值，则判定对应训练对象的战术功能分析合格，生成人员合格信号并将人员合格信号与对应训练对象的操作人员编号一同发送至服务器；服务器接收到将对应编号的操作人员标记为操作培训导师。

3.根据权利要求1所述的一种水面舰艇装备用仿真训练系统，其特征在于，操作使用分析单元的操作分析过程如下：

采集到仿真训练过程中训练对象接收到操作人员的指令与执行操作人员的指令间隔时长，并将仿真训练过程中训练对象接收到操作人员的指令与执行操作人员的指令间隔时长标记为JGSi；采集到仿真训练过程中训练对象执行操作人员指令的错误率，并将仿真训练过程中训练对象执行操作人员指令的错误率标记为CWLi；通过分析获取到仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数Ci；

将仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数与操作使用分析系数阈值进行比较：若仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数超过操作使用分析系数阈值，则判定对应训练对象的操作使用分析不合格，生成使用分析不合格信号并将使用分析不合格信号和对应训练对象的型号发送至服务器，服务器接收后将对应型号的训练对象暂定使用，并将对应训练对象进行问题排查；若仿真训练过程中训练对象的操作使用分析系数未超过操作使用分析系数阈值，则判定对应训练对象的操作使用分析合格，生成使用分析合格信号并将使用分析合格信号和对应训练对象的型号发送至服务器，服务器接收后将对应型号的训练对象进行运行数据采集，并将采集的运行数据与不合格信号对应的训练对象运行数据进行比对。

4.根据权利要求1所述的一种水面舰艇装备用仿真训练系统，其特征在于，安全监测单元的安全监测过程如下：

采集到训练海域对应边界的民船行驶数量以及训练海域内风向改变频率，并将训练海域对应边界的民船行驶数量以及训练海域内风向改变频率分别与行驶数量阈值和风向改变频率阈值进行比较：

若训练海域对应边界的民船行驶数量超过训练海域内风向改变频率，或者训练海域内风向改变频率超过训练海域内风向改变频率时，则生成人为风险信号或者自然风险信号，并将人为风险信号或者自然风险信号发送至服务器，服务器接收到人为风险信号或者自然风险信号后，对实时仿真训练进行中止；若训练海域对应边界的民船行驶数量未超过训练海域内风向改变频率且训练海域内风向改变频率未超过训练海域内风向改变频率时，则生成训练安全信号并将训练安全信号发送至服务器。

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