CN115187224A - 一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置 - Google Patents

一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置，包括平台服务端和多个学员端；平台服务端接收各学员端发送的登录请求，生成仿真线程与学员端进行关联；接收各学员端发送的场景选择请求，获取目标应用场景及其关联的算法和模型，拷贝到学员端在平台服务端中的唯一路径上，将仿真线程与唯一路径绑定后执行仿真线程，并向学员端发送场景演示信息；获取各学员端发送的待检测算法或模型，拷贝替换到唯一路径后执行仿真线程，并向学员端发送仿真运行数据；根据评分模型和仿真运行数据获取初步评分值。本发明针对不同的军事应用场景，将各学员采用不同语言编写的算法和模型自动融合到场景中进行仿真推演，实现了算法和模型的分布式教学和实验。

Description

一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置
技术领域
本发明涉及教学实验技术领域，尤其涉及一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置。
背景技术
军事院校教学需要以为军服务为目的，突出军事理论与在线教学相结合，但是由于缺乏军事基础课和军事专业课教学涉及的实际军事应用场景和实验手段，学员对军事应用场景使用的算法和模型难以有直观的认识和理解，从而导致利用军事基础课和军事专业课教学对学员解决实际问题能力的训练还存在较大不足。
目前使用的算法教学实验装置大多数以验证演示为主，部分可能会基于算法教学实验装置唯一的固定场景设置一些参数设置接口，以供学员通过参数设置接口修改参数，得到固定场景对应的不同结果，但是不同的学员使用同样的参数都会得到相同的结果，导致学员只能理解参数对军事应用算法和军事应用模型的影响，无法完整地理解军事应用算法和军事应用模型的运行逻辑。这种以验证演示为目标的算法教学实验平台，其本质只是将单机软件算法验证替换成在线网络平台进行验证，便于教师对学员进行管理，但并没有提高学员对算法和模型在实际的军事应用场景中使用的理解。
基于此，如何提高学员对算法和模型在实际的军事应用场景中使用的理解，依然是现有的算法教学实验装置所要解决的问题。
发明内容
基于此，本发明提供一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置，以解决现有的教学实验装置无法提高学员对军事应用算法和模型在实际军事应用场景中使用的理解。
基于上述目的，本发明提供一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置，包括平台服务端和多个学员端；
所述平台服务端包含存储层和业务层；所述存储层用于存储学员信息、评分模型、军事应用场景、军事应用算法、军事应用模型和仿真运行数据；所述业务层包含用户管理模块、场景管理模块、仿真管理模块和报告管理模块；所述用户管理模块，用于接收并响应各所述学员端发送的登录请求，生成与各所述学员端关联的仿真线程；所述场景管理模块，用于接收并响应各所述学员端发送的场景选择请求，获取目标应用场景及其关联的军事应用算法和军事应用模型，拷贝到各所述学员端在平台服务端中的唯一路径上，将所述仿真线程与所述唯一路径绑定后运行所述仿真线程，并向各所述学员端发送场景演示信息；所述仿真管理模块，用于获取各所述学员端上传的待检测算法或待检测模型，拷贝替换到唯一路径后运行所述仿真线程，并向各所述学员端发送实验仿真运行数据；所述报告管理模块，用于根据所述评分模型和所述仿真运行数据获取初始评分值；
每个所述学员端，包含登录模块、场景选择模块、仿真控制模块、报告上传模块；所述登录模块，用于向所述平台服务端发送登录请求，并接收所述平台服务端返回的登录确认信息；所述场景选择模块，用于在获取到所述登录确认信息后，向所述平台服务端发送场景选择请求，并接收所述平台服务端返回的场景演示信息，通过场景演示界面进行展示；所述仿真控制模块，用于通过算法接口或模型接口向所述平台服务端上传学员编写的所述待检测算法或所述待检测模型，实时获取所述仿真线程运行过程中的所述实验仿真运行数据；所述报告上传模块，用于从所述平台服务端下载实验报告模板，并向所述平台服务端上传实验报告。
本发明提供的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，平台服务端预先存储有多种军事应用场景、各种军事应用场景关联的多个军事应用算法和不同类型的军事应用模型，在接收到不同的学员端发送的登录请求时，生成每个学员端的仿真线程，并接收到每个学员端发送场景选择请求时，将选择的军事应用场景与仿真线程进行关联，通过运行仿真线程向学员端发送仿真演示信息，以供学员学习军事应用场景下的军事应用算法和军事应用模型，编写自己的算法或模型；然后在获取到每个学员端发送的待检测算法或待检测模型时，运行对应的仿真线程，以将待检测算法或待检测模型导入选择的军事应用场景进行仿真推演，并实时向学员端发送每个仿真步的仿真运行数据，以供学员在仿真推演过程中观察自己编写的算法和模型的效果以及修改自己编写的算法和模型。本发明提供的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，针对不同的军事应用场景，可以将各学员采用不同语言编写的算法和模型自动融合到军事应用场景中进行仿真推演，实现了军事应用算法和军事应用模型的分布式的在线教学实验，提高了学员对军事应用算法和军事应用模型在实际的军事应用场景中使用的理解。此外，平台服务端可以根据预先存储的评分模型和仿真运行数据进行自动评分，可以解决人工评分工作量大且容易出现纰漏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中面向军事应用算法和模型的教学实验装置的结构示意图一；
图2为本发明一实施例中面向军事应用算法和模型的教学实验装置的平台服务端的结构示意图；
图3为本发明一实施例中面向军事应用算法和模型的教学实验装置的学员端的结构示意图；
图4为本发明一实施例中面向军事应用算法和模型的教学实验装置的结构示意图二。
具体实施方式
为使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更为清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
如图1所示，本发明一实施例提供的一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置，包括平台服务端100和多个学员端200。
如图2所示的平台服务端的结构示意图，所述平台服务端100包含存储层和业务层；所述存储层用于存储学员信息、评分模型、军事应用场景、军事应用算法、军事应用模型和仿真运行数据；所述业务层包含用户管理模块、场景管理模块、仿真管理模块和报告管理模块；所述用户管理模块，用于接收并响应各学员端200发送的登录请求，生成与各学员端200关联的仿真线程；所述场景管理模块，用于接收并响应各学员端200发送的场景选择请求，获取目标应用场景及其关联的军事应用算法和军事应用模型，拷贝到各学员端200在平台服务端100中的唯一路径上，将仿真线程与唯一路径绑定后运行仿真线程，并向各学员端200发送场景演示信息；所述仿真管理模块，用于获取各学员端200上传的待检测算法或待检测模型，拷贝替换到唯一路径后运行仿真线程，并向各学员端200发送实验仿真运行数据；所述报告管理模块，用于根据评分模型和仿真运行数据获取初始评分值。
在本实施例中，平台服务端100的存储层可以存储学员信息、多种军事应用场景、与各种军事应用场景对应的评分模型、与各种军事应用场景关联的多个军事应用算法和不同类型的军事应用模型、军事应用算法和军事应用模型的仿真运行数据等。其中，学员信息包含学员登录信息和学员操作信息等。军事应用场景是指针对军事基础课和军事专业课设置的应用场景，例如，针对雷达专业设置的电子干扰对抗场景、雷达探测场景和导弹攻防场景等。评分模型由评分项和评分项对应的评分函数组成，用于对学员编写的算法和模型进行评分。军事应用算法是指为完成军事应用场景中的目标任务设计的算法，如目标识别算法、概率统计算法和导航定位算法等，军事应用模型是指为军事应用场景中的各类装备实体设计的仿真模型，如导弹模型、飞机模型和雷达模型等。
平台服务端100的用户管理模块可以接收每个学员通过学员端200发送的登录请求，解析登录请求获取包含学员端编码和用户登录信息（包含用户编号和用户登录密码等），并检测用户登录信息是否与存储的学员登录信息一致，若一致，则生成登录确认信息发送至学员端200，同时生成具有唯一标识的仿真线程，并将具有唯一标识的仿真线程与学员端编码进行关联；若不一致，则生成重新登录信息发送至学员端200。
场景管理模块可以接收每个学员通过学员端200发送的场景选择请求，解析场景选择请求获取场景信息（包含场景名称和场景编号等），并根据场景信息从存储层中获取匹配的场景，标记为目标应用场景，接下来，解析目标应用场景中包含的目标任务和装备实体，从存储层中获取目标任务使用的军事应用算法和装备实体使用的军事应用模型，将军事应用算法和军事应用模型与选择的场景进行关联后拷贝到学员端200在平台服务端100中的唯一路径上，将仿真线程自动与唯一路径进行绑定后，运行仿真线程，以通过仿真线程调用唯一路径上的军事应用算法、军事应用模型和军事应用场景，并将军事应用算法和军事应用模型导入目标应用场景进行仿真推演，进一步地，获取仿真推演过程中的数据，标记为标准仿真运行数据进行存储，同时根据目标应用场景及其关联的军事应用算法和军事应用模型生成场景演示信息发送至学员端200，以供学员通过学员端200学习平台服务端100提供的应用场景算法和应用场景模型，编写自己的算法和模型。可理解的，本实施例的平台服务端100与学员端200采用了分布式的结构，相较于普通的B/S结构，其数据交互模式是请求-回馈，即服务端针对学员端的每次请求返回固定逻辑解算下的数据， 此时，所有学员端的同一请求理论上返回的是同样的数据，而本实施例的平台服务端100接收每个学员端200发送的场景选择请求，并针对每个学员端200的请求调用每个学员端200的仿真线程，而不是线程池，可以避免平台服务端100针对每个学员端200的仿真线程返回的仿真运行数据相同，从而避免学员抄袭，此外，平台服务端100可以独立地运行每个仿真线程，通过每个仿真线程调用唯一路径上的算法、模型和选择的场景，将算法和模型导入到选择的场景进行仿真推演，可以提高算法和模型调用效率以及仿真推演效率。
仿真管理模块可以获取每个学员通过学员端200上传待检测算法或待检测模型（即学员编写的应用场景算法和应用场景模型），将待检测算法或待检测模型拷贝到学员端200在平台服务端100中的唯一路径上，以替换原有的军事应用算法和军事应用算法模型，接下来，运行仿真线程，以通过仿真线程调用唯一路径上的待检测算法、待检测模型和原有的军事应用场景，将待检测算法或待检测模型导入军事应用场景进行仿真推演，进一步地，获取仿真推演过程中的数据，标记为实验仿真运行数据进行存储，同时将每个仿真步的实验仿真运行数据主动发送到学员端200，以供学员根据实验仿真运行数据修改算法和模型后，重新通过学员端200上传至平台服务端100进行实验验证。可理解的，本实施例平台服务端100可以主动向学员端200发送数据，相较于现有的服务端根据学员端发送的请求被动发送数据，减少了平台服务端100的网络开销，并且无需处理接收到的请求，减少了平台服务端100的逻辑处理开销。
报告管理模块可以实时检测是否接收到学员通过学员端200上传的实验报告，若接收到实验报告，则从存储层中获取标准仿真运行数据、实验仿真运行数据以及评分模型，计算学员的初始评分值。
进一步地，所述平台服务端100的仿真管理模块包括参数设置子模块、算法模型获取子模块、仿真控制子模块和数据管理子模块。
其中，参数设置子模块，用于获取学员端200发送的仿真参数设置请求，将仿真参数设置请求中解析得到的仿真参数设置到仿真线程；其中，仿真参数包含仿真步长、仿真倍速和仿真视点等；
算法模型获取子模块，用于获取学员端200上传的待检测算法或待检测模型，将待检测算法或待检测模型拷贝到学员端200在平台服务端100中的唯一路径，以替换军事应用算法或军事应用模型；
仿真控制子模块，用于获取学员端200上传的仿真控制指令，根据仿真控制指令解析得到的控制信息对仿真线程执行仿真控制操作，包含运行操作、暂停操作和停止操作；
数据管理子模块，用于获取仿真线程运行过程中每个仿真步的实验仿真运行数据，同时发送至学员端200。
进一步地，所述平台服务端100的存储层包含用户库、报告库、数据库和配置文件库；所述用户库用于存储学员信息和教师信息，学员信息包含学员登录信息和学员操作信息等，教师信息包含教师登录信息和教师操作信息等；报告库用于存储实验报告模板、学员的实验报告、初始评分值和最终得分；所述数据库用于存储评分模型、军事应用场景、军事应用算法、军事应用模型和仿真运行数据等，仿真运行数据包含标准仿真运行数据和实验仿真运行数据；配置文件库用于存储平台服务端100运行相关的配置信息，包含访问端口和依赖软件路径等。
可理解的，本实施例的平台服务端100可以提供不同的军事应用场景，针对不同的学员端200生成对应每个学员端200的仿真线程，在接收到每个学员端200发送的场景选择请求时，将选择的军事应用场景与仿真线程进行关联，并在接收到学员端200发送的待检测算法或待检测模型时，基于仿真线程将待检测算法或待检测模型导入选择的军事应用场景进行仿真推演，从而可以实现在不同的事应用场景下对不同的学员端200上传的待检测算法和待检测模型进行仿真推演的目的，同时可以有效避免学员之间进行抄袭以及有效提高学员对军事应用算法和模型在军事应用场景中使用的理解，其次，平台服务端100根据仿真线程运行过程中的仿真运行数据和评分模型得到初始评分值，可以解决人工评分工作量大且容易出现纰漏的问题。
如图3所示的学员端的结构示意图，每个所述学员端200，包含登录模块、场景选择模块、仿真控制模块、报告上传模块；所述登录模块，用于向平台服务端100发送登录请求，并接收平台服务端100返回的登录确认信息；所述场景选择模块，用于在获取到登录确认信息后，向平台服务端100发送场景选择请求，并接收平台服务端100返回的场景演示信息，通过场景演示界面进行展示；所述仿真控制模块，用于通过算法接口或模型接口向平台服务端100上传学员编写的待检测算法或待检测模型，实时获取执行仿真线程过程中的实验仿真运行数据；所述报告上传模块，用于从平台服务端100下载实验报告模板，并向平台服务端100上传实验报告。
在本实施例中，学员端200的登录模块可以向平台服务端100发送包含用户登录信息的登录请求，此时，平台服务端100根据登录请求中的用户登录信息进行登录验证，并在登录验证通过后，向学员端200发送登录确认信息。
场景选择模块可以在接收到登录确认信息之后，向平台服务端100发送包含场景信息的场景选择请求，此时，平台服务端100根据场景选择请求中的场景信息进行场景匹配，并根据匹配到的场景（即目标应用场景）及其关联的算法和模型来运行学员端200关联的仿真线程，并向学员端200发送场景演示信息，其中，场景演示信息中包含根据仿真运行数据生成的数据曲线以及根据军事应用场景中所有装备实体生成的二三维态势等。进一步地，本实施例的学员端200获取到场景演示信息之后，将通过预设的场景演示界面进行展示，以供学员结合数据曲线和二三维态势学习军事应用场景关联的算法和模型之后，编写自己的算法和模型。
仿真控制模块可以在获取到学员编写的待检测算法或待检测模型之后，通过算法接口或模型接口将待检测算法或待检测模型发送至平台服务端100进行仿真推演验证，并接收平台服务端100发送的实验仿真运行数据，其中，实验仿真运行数据包含但不限于待检测算法运行的单步数据和待检测模型运行的单步数据等，如待检测模型对应的装备实体的位置、速度、姿态、状态和事件等。作为优选，本实施例的学员端200设置有基于XML的算法接口和模型接口，并以插件化方式将算法接口或模型接口转换为不同语言的调用过程，从而支持C++、MATLAB、Python、Java等不同的编程语言，此时，当面向不同院系不同专业开展算法和模型实验时，不同院系不同专业的学员可以使用多种编程语言编写算法或模型。
报告上传模块可以向平台服务端100发送包含场景名称或报告模板名称的报告模板下载请求，并接收平台服务端100响应报告模板下载请求返回的实验报告模板，此时，报告上传模块可以将待检测算法、待检测模型、仿真运行数据和学员输入信息等添加至实验报告模板，并在检测到提交确认按钮触发后，自动生成实验报告，将实验报告和学员信息关联后上传至平台服务端100。
进一步地，仿真控制模块还可以向平台服务端100发送包含仿真参数（如仿真步长、仿真倍速和仿真视点等）的仿真参数设置请求、包含控制信息的仿真控制指令以及根据实验仿真运行数据修改后的待检测算法或待检测模型。可理解的，本实施例的学员端200是将单个待检测算法或单个待检测模型发送至平台服务端100进行仿真推演验证，相较于将待检测算法和待检测模型组合成一个待检测包发送至平台服务端100进行仿真推演验证，便于学员及时修改算法和模型。
由上述可知，本实施例的学员端200通过预设的算法接口或模型接口向平台服务端100上传待检测算法或待检测模型，并实时接收平台服务端100运行仿真线程返回的实验仿真运行数据，可以达到算法和模型的在线教学实验的目的，同时可以支持多种编写语言的算法和模型，从而可以解决不同学院不同专业的学员解决实际问题能力受到限制的问题。
在一可选实施例中，如图4所示，所述面向军事应用算法和模型的教学实验装置还包括教师端300，所述教师端300包含学员管理模块、教学管理模块和报告评估模块；所述学员管理模块用于对学员进行管理；所述教学管理模块用于对评分模型、军事应用场景、军事应用算法和军事应用模型进行管理；所述报告评估模块用于从平台服务端100获取实验报告和初始评分值，对学员进行评分。
在本实施例中，教师端300的学员管理模块可以创建、修改和删除学员信息，以对学员进行管理。其中，创建学员信息是指根据学员的姓名、所属院系和专业等基本信息生成学员信息，包含学员编号和学员初始密码等。
教学管理模块包括场景设置子模块、算法模型设置子模块和评分模型设置子模块；场景设置子模块用于设置军事应用场景，并对军事应用场景中的场景信息进行管理；算法模型设置子模块用于设置军事应用算法和军事应用模型，并对军事应用算法、军事应用模型与军事应用场景之间的关联关系进行管理；评分模型设置子模块，用于根据至少一项评分项和评分项对应的评分函数构建评分模型，并对评分模型与军事应用场景之间的关联关系进行管理。也即，教学管理模块通过场景设置子模块、算法模型设置子模块和评分模型设置子模块可以实现对不同教学案例对应的军事应用场景、不同军事应用场景对应的算法、模型和评分模型进行管理。
更具体的，场景设置子模块可以设置军事应用场景，具体为在一个军事应用场景中指定多个军事应用算法对应的第一实例集以及多种类型军事应用模型对应的第二实例集，如某一军事应用场景中可以包含的第二实例集为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 454109DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 745413DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
分别对应不同类型的军事应用模型，
Figure 746867DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 132718DEST_PATH_IMAGE008
分别对应不同类型的军事应用模型的实例数量。场景设置子模块还可以对军事应用场景中的各类装备实体的名称、类型、位置和阵营数据等进行创建、修改、和删除等管理操作。
算法模型设置子模块可以设置军事应用算法，具体为通过算法配置文件标注军事应用算法开放的输入输出接口，用于实验军事应用算法在具体的军事应用场景如何解决问题，从而完成目标任务，相应地，平台服务端100可以通过读取算法配置文件调用对应的输入输出接口。算法模型设置子模块还可以设置军事应用模型，具体为通过模型配置文件标注军事应用模型开放的输入输出接口，用于对军事应用模型的各类装备实体进行仿真模拟，相应地，平台服务端100可以通过读取配置文件调用对应的输入输出接口。算法模型设置子模块还可以对军事应用算法、军事应用模型与军事应用场景之间的关联关系进行创建、修改、和删除等管理操作。
评分模型设置子模块可以设置用于从仿真运行数据抽取数据的评分项以及评分项的评估函数，构建评分模型，并对评分模型与军事应用场景之间的关联关系进行创建、修改、和删除等管理操作。作为优选，所述评分模型可以表示为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 473700DEST_PATH_IMAGE010
为初始评分值；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
为仿真结果分值；
Figure 24986DEST_PATH_IMAGE012
为仿真过程分值；
仿真结果分值
Figure 513737DEST_PATH_IMAGE011
可以表示为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
，
其中，
Figure 437699DEST_PATH_IMAGE014
为关注的第
Figure 429926DEST_PATH_IMAGE016
项结果的分值；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
为第
Figure 797453DEST_PATH_IMAGE016
项结果的权重；
Figure 960450DEST_PATH_IMAGE018
为结果的项数；
仿真过程分值
Figure DEST_PATH_IMAGE019
可以表示为：
Figure 438836DEST_PATH_IMAGE020
，
其中，
Figure 3679DEST_PATH_IMAGE022
为仿真过程基础分值；
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为绝对值函数；
Figure 73266DEST_PATH_IMAGE024
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE025
时刻待检测算法或待检测模型得到的实验仿真运行数据；
Figure 271029DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 67952DEST_PATH_IMAGE025
时刻军事应用算法或军事应用模型得到的标准仿真运行数据；
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 238034DEST_PATH_IMAGE025
时刻的仿真过程扣分；
Figure 275260DEST_PATH_IMAGE028
为仿真时长。
教师端300的报告评估模块包含模板管理子模块和检查评估子模块；模板管理子模块用于创建和修改实验报告模板，并将实验报告模板与军事应用场景进行关联；检查评估子模块用于从平台服务端100获取实验报告和初始评分值，根据实验报告和初始评分值对学员进行评分，并将获得的最终得分发送至平台服务端100。
进一步地，在教师端300还包含教师登录模块时，所述平台服务端100的存储层还用于存储教师信息，所述平台服务端100的用户管理模块还用于接收来自教师端300的登录请求，并向教师端300返回登录确认信息。其中，教师信息包含教师登录信息和教师操作信息。
综上所述，本实施例的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，平台服务端100预先存储有多种军事应用场景、各种军事应用场景关联的多个军事应用算法和不同类型的军事应用模型，在接收到不同的学员端200发送的登录请求时，生成每个学员端200的仿真线程，并接收到每个学员端200发送场景选择请求时，将选择的军事应用场景与仿真线程进行关联，通过运行仿真线程向学员端200发送仿真演示信息，以供学员学习军事应用场景下的军事应用算法和军事应用模型，编写自己的算法或模型；然后在获取到每个学员端200发送的待检测算法或待检测模型时，运行对应的仿真线程，以将待检测算法或待检测模型导入选择的军事应用场景进行仿真推演，并实时向学员端200发送每个仿真步的仿真运行数据，以供学员在仿真推演过程中观察自己编写的算法和模型的效果以及修改自己编写的算法和模型。本实施例的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，针对不同的军事应用场景，可以将各学员采用不同语言编写的算法和模型自动融合到军事应用场景中进行仿真推演，实现了军事应用算法和军事应用模型的分布式的在线教学实验，提高了学员对军事应用算法和军事应用模型在实际的军事应用场景中使用的理解。此外，平台服务端100可以根据预先存储的评分模型和仿真运行数据进行自动评分，可以解决人工评分工作量大且容易出现纰漏的问题。
实例1：以数学专业学员通过概率统计相关算法，识别带多诱饵弹的真实弹头为例说明面向军事应用算法和模型的教学实验装置的教学效果。
（1）教师通过教师端设置一个导弹预警场景，导弹预警场景中包含3个雷达和1个带多诱饵弹的导弹。
（2）教师通过教师端设置用于教学与演示的概率统计算法，设置评分模型，评分模型中主要包含的评分项有：目标类型、目标个数、目标发射点和目标弹着点；实验仿真运行数据包括：目标RCS、目标位置（包含目标在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的坐标值）和目标速度（包含目标在X方向、Y轴方向和Z轴方向上的速度）。
（3）学员通过学员端选择导弹预警场景，学习教师提供的概率统计算法识别原理，通过学员端界面显示的二三维态势和数据曲线，理解导弹的弹道及RCS特征。
（4）学员参考教师提供的概率统计算法编写自己的算法，并通过学员端上传算法。
（5）平台服务端运行接收到的算法，并重新运行导弹预警场景，响应学员端发送的仿真运行暂停指令分析数据，并响应学员端发送的仿真运行执行指令继续运行。
（6）根据二三维态势和数据曲线判断算法是否需要修改。
（7）如修改模型则重新提交运行，如此反复直到模型不需修改。
（8）下载实验报告模板，填写需要提交的内容。
（9）上传实验报告。
（10）教师通过设置在学员端的实验报告管理接口查看已经初步评分的报告，并根据学员端提交的内容修正评分。
实例2：以雷达专业学员通过学习电子干扰对抗场景，理解雷达RCS目标为例来说明面向军事应用算法和模型的教学实验装置的教学效果。
（1）教师通过教师端设置一个电子干扰对抗场景，场景中设置一个预警雷达，一个跟踪雷达，一架带角反器的战斗机，一架带箔条的预警机和一架带电子吊仓的电子战飞机。
（2）教师通过教师端提供预警雷达和跟踪雷达模型，设置雷达RCS目标识别的评分模型，评分模型中主要包含的评分项有：RCS值、正确目标个数和目标跟踪时长；实验仿真运行数据包括：目标R（距离）A（方位角）E（高低角），目标RCS值、目标速度（包含目标在X方向、Y轴方向和Z轴方向上的速度）。
（3）学员通过学员端选择电子干扰对抗场景下的案例《电子干扰对抗场景下的目标识别和追踪》，学习教师提供的雷达模型，运行案例，观察雷达通过RCS进行目标识别处理逻辑。
（4）学员参考教师的雷达模型，根据自身习惯或者擅长的语言类型，在学员端使用Matlab或者C++编写自己的预警雷达模型和追踪雷达模型并提交至平台服务端仿真运行。
（5）根据仿真运行过程中的目标识别准确率，位置解算的误差，最终识别结果等信息，选择是否修改模型。
（6）如修改模型则重新提交运行，如此反复直到模型不需修改。
（7）下载实验报告模板，填写需要提交的内容。
（8）上传实验报告。
（9）教师通过设置在学员端的实验报告管理接口查看已经初步评分的报告，并根据学员端提交的内容修正评分。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明实施例的，不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明实施例旨在涵盖落入本发明的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，包括平台服务端和多个学员端；
所述平台服务端包含存储层和业务层；所述存储层用于存储学员信息、评分模型、军事应用场景、军事应用算法、军事应用模型和仿真运行数据；所述业务层包含用户管理模块、场景管理模块、仿真管理模块和报告管理模块；所述用户管理模块，用于接收并响应各所述学员端发送的登录请求，生成与各所述学员端关联的仿真线程；所述场景管理模块，用于接收并响应各所述学员端发送的场景选择请求，获取目标应用场景及其关联的军事应用算法和军事应用模型，拷贝到各所述学员端在平台服务端中的唯一路径上，将所述仿真线程与所述唯一路径绑定后运行所述仿真线程，并向各所述学员端发送场景演示信息；所述仿真管理模块，用于获取各所述学员端上传的待检测算法或待检测模型，拷贝替换到唯一路径后运行所述仿真线程，并向各所述学员端发送实验仿真运行数据；所述报告管理模块，用于根据所述评分模型和所述仿真运行数据获取初始评分值；
每个所述学员端，包含登录模块、场景选择模块、仿真控制模块、报告上传模块；所述登录模块，用于向所述平台服务端发送登录请求，并接收所述平台服务端返回的登录确认信息；所述场景选择模块，用于在获取到所述登录确认信息后，向所述平台服务端发送场景选择请求，并接收所述平台服务端返回的场景演示信息，通过场景演示界面进行展示；所述仿真控制模块，用于通过算法接口或模型接口向所述平台服务端上传学员编写的所述待检测算法或所述待检测模型，实时获取所述仿真线程运行过程中的所述实验仿真运行数据；所述报告上传模块，用于从所述平台服务端下载实验报告模板，并向所述平台服务端上传实验报告。
2.根据权利要求1所述的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，所述仿真管理模块包括参数设置子模块、算法模型获取子模块、仿真控制子模块和数据管理子模块：
所述参数设置子模块，用于获取所述学员端发送的仿真参数设置请求，将所述仿真参数设置请求中解析得到的仿真参数设置到所述仿真线程；
所述算法模型获取子模块，用于获取所述学员端上传的待检测算法或待检测模型，将所述待检测算法或所述待检测模型拷贝到所述唯一路径，以替换所述军事应用算法或所述军事应用模型；
所述仿真控制子模块，用于获取所述学员端上传的仿真控制指令，根据所述仿真控制指令对所述仿真线程执行仿真控制操作，所述仿真控制操作包含运行操作、暂停操作和停止操作；
所述数据管理子模块，用于获取所述仿真线程运行过程中每个仿真步的实验仿真运行数据，同时发送至所述学员端。
3.根据权利要求1所述的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，还包括教师端，所述教师端包含学员管理模块、教学管理模块和报告评估模块；所述学员管理模块用于对学员进行管理；所述教学管理模块用于对评分模型、军事应用场景、军事应用算法和军事应用模型进行管理；所述报告评估模块用于从所述平台服务端获取实验报告和初始评分值，对学员进行评分。
4.根据权利要求3所述的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，所述教学管理模块包含场景设置子模块、算法模型设置子模块和评分模型设置子模块；所述场景设置子模块用于设置所述军事应用场景，并对所述军事应用场景中的场景信息进行管理；所述算法模型设置子模块用于设置所述军事应用算法和所述军事应用模型，并对所述军事应用算法、所述军事应用模型与所述军事应用场景之间的关联关系进行管理；所述评分模型设置子模块，用于根据至少一项评分项和所述评分项对应的评分函数构建评分模型，并对所述评分模型与所述军事应用场景之间的关联关系进行管理。
5.根据权利要求4所述的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，所述评分模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 421154DEST_PATH_IMAGE002
为初始评分值；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为仿真结果分值；
Figure 438789DEST_PATH_IMAGE004
为仿真过程分值；
所述仿真结果分值为：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，
其中，
Figure 464514DEST_PATH_IMAGE006
为关注的第
Figure DEST_PATH_IMAGE007
项结果的分值；
Figure 200388DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 133709DEST_PATH_IMAGE007
项结果的权重；
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为结果的项数；
所述仿真过程分值为：
Figure 23429DEST_PATH_IMAGE010
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为仿真过程基础分值；
Figure 485634DEST_PATH_IMAGE012
为绝对值函数；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为第
Figure 443226DEST_PATH_IMAGE014
时刻所述待检测算法或所述待检测模型得到的实验仿真运行数据；
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为第
Figure 383500DEST_PATH_IMAGE014
时刻所述应用场景算法或所述应用场景模型得到的标准仿真运行数据；
Figure 641306DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 805571DEST_PATH_IMAGE014
时刻对应的参数的过程扣分；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为仿真时长。
6.根据权利要求4所述的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，所述报告评估模块包含模板管理子模块和检查评估子模块；所述模板管理子模块用于新建、修改和删除实验报告模板，并将所述实验报告模板与所述军事应用场景进行关联；所述检查评估子模块用于从所述平台服务端获取所述实验报告和所述初始评分值，根据所述实验报告和所述初始评分值对学员进行评分，并将获得的最终得分发送至所述平台服务端。
7.根据权利要求1所述的面向军事应用算法和模型的教学实验装置，其特征在于，所述存储层包含用户库、报告库、数据库和配置文件库；所述用户库用于存储学员信息和教师信息，所述学员信息包含学员登录信息和学员操作信息，所述教师信息包含教师登录信息和教师操作信息；所述报告库用于存储实验报告模板、学员的实验报告、初始评分值和最终得分；所述数据库用于存储所述评分模型、所述军事应用场景、所述军事应用算法、所述军事应用模型和仿真运行数据，所述仿真运行数据包含标准仿真运行数据和实验仿真运行数据；所述配置文件库用于存储所述平台服务端运行相关的配置信息。
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