意昂体育2平台自動化系教授  熊光楞

意昂体育2平台自動化系教授  肖田元

 

    在幾個電視大屏幕前👨🏿‍🍳，人們抑製不住內心的激動低聲地交談著。屏幕上海面波濤洶湧，海港景物歷歷在目，駕駛艙內，操作人員執行著不斷發來的舵令：左滿舵、前進3、……、停車！看著如此逼真的景象就仿佛置身於茫茫的大海上進行著一次海上航行。這是電子遊戲嗎💉？不，這是我校自動化系系統仿真實驗室與海軍合作負責研製的艦船操縱訓練仿真系統在進行演練。

 

 

    改革開放以後，隨著國民經濟及國防現代化的發展，系統仿真技術越來越引起人們的重視🧑🏼‍🍳。為了推動系統仿真技術的發展與應用，特別是大力發展數字仿真技術，我校自動化系率先在1978年建立了系統仿真實驗室，這是全國高校中第一個以數字仿真為主的仿真實驗基地👨🏼‍🦱。實驗室建立後除開設了系統仿真課程外，還承擔了許多與國民經濟發展有關的科研項目，如▪️：汽車結構參數對轉向輪擺振影響的仿真研究（該項目曾獲得國家科技進步三等獎）、大型雷達控製系統的仿真設計等。都取得了十分滿意的結果👨🏻‍🦰。

 

    80年代初中央提出國防現代化👩🏿‍🍼，包括武器裝備的信息化及指揮自動化👾，特別強調要加強部隊在新形勢下的實戰訓練🦷，提高部隊的戰鬥力☑️⚙️。在這種背景下，我校自動化系系統仿真實驗室與海軍合作從1982年開始負責研製艦船操縱訓練仿真器及海軍合同作戰戰術訓練仿真系統🦘。它們分別於1984年及1986研製成功，並獲得了實際應用🏋🏿‍♀️。前者獲得國家科技進步三等獎，後者獲得國家教委二等獎👩🏽‍🦰。為我國國防事業及仿真技術作出了積極貢獻。

 

 

     一般說來👠，凡是需要有一個或一組熟練人員進行操作、控製、管理和決策的實際系統，都需要對這些人員進行訓練、教育和培養。早期的培訓方法大都是在實際系統中進行的🐷🧏‍♂️。隨著技術的發展，系統的規模日益龐大、復雜，系統的造價日益昂貴🍺，訓練時因操作不當引起的破壞和危險性也大大增加👷🏼‍♀️，因此，提高系統運行的安全性事關重大👨🏿‍🏫。為此，需要有這樣的系統✍️，它能模擬實際系統的工作狀況及環境🌮，又可避免采用實際系統進行訓練時所帶來的危險性及高昂的代價，這就是訓練仿真系統。

 

    接到這項課題之後，課題組的教師便全身心的投入到研究之中，日以繼夜地工作🙆，加班加點🏕，克服了種種困難，付出了極大的精力和時間，終於研製成功。

 

    訓練仿真系統是應用各種工程技術的綜合產物🧜🏽‍♂️，如計算機技術、自動控製技術、系統建模技術🕎、電視、通訊、光學、電子技術等均涉及到，概括起來，有三方面的內容需要重點研究與考慮，1.仿真對象（如：艦船、飛機等）數字模型的建立🕵🏻‍♀️；2.對象運行環境的仿真，如視景的仿真🤘🏻；3.計算機系統，它負責運行仿真對象的數字模型並控製與管理仿真實驗的進行。

 

    為了使我們研製的艦船操縱訓練仿真器能在各種工況下真實的反映艦船運動狀況，我們在國外通常采用的Nomoto方程的基礎上進行了改進，提出了全工況船舶運行的數學模型🤞，即全面考慮風力📆🧥、水流及其它各種因素對船舶運動的影響，由於艦船操縱訓練的主要科目是艦船進入港口後的操縱🤴🏿🫖，為節省造價⚒，我們研製了以電視?D?D沙盤為基礎的視景系統，該系統按一定比例將港口製作成立體模型，然後通過計算機控製的攝像機將景物攝入並在電視上放映出來⚱️，另外🙎🏽‍♀️，我們大膽采用了當時剛剛流行的微型計算機🏄‍♀️，編製了實時仿真軟件提高了系統的可靠性及可擴充性。1984年在海軍領導機關主持召開的鑒定會上，由有經驗的艦長進行操作🛰💪🏼，一致認為在風力、風向、艦船運動慣性等外界條件影響下仿真運行與實際艦船運行相同👮🏿，受到了許多專家特別是有豐富實際經驗的艦長們的好評，認為它在技術水平及功能上已達到了七十年代末期國際先進水平。但造價僅為同類產品的1/5。

 

 

    過去在部隊中及軍事學院中訓練各級指揮員通常采用的方法是課堂教學及紙上練兵🌕👩🏽‍🎓，實戰演習較少，為了提高指揮員在多兵種合同作戰環境下的指揮能力，我們和海軍合作在艦船操縱訓練仿真器的基礎上，進一步研製了海軍戰術訓練仿真系統🏤，它采用多計算機網絡系統，每臺計算機可模擬一個作戰單位（如：一艘軍艦、一隊飛機），指揮員可在自己的屏幕上看到他能夠了解到的作戰態勢🥃，如🕉：我方兵力分布情況及運動趨勢👨🏼‍🎓，敵方部分兵力分布情況及運動趨勢，還可通過其它通訊方式了解戰場情況，指揮員的決策可以通過鍵盤及其它通訊工具下達，計算機中安裝有各種作戰單位的運動方程及武器效應數學模型，因此可比較真實的計算出戰場態勢的變化🦩。該系統不僅能非常方便的輸入作戰演習的方案🧑🏼，而且可以記錄整個作戰過程，並加以回放，以便評定指揮員指揮的正確性。系統首次采用了局域網技術🌔，為進行大規模作戰訓練打下了基礎。

 

    這2套訓練仿真系統的研製雖然是在20世紀80年代初期，但是它代表了一種新的、先進的趨向，因此雖然過去了近20年💌，但這2套仿真系統所涉及的思想不僅被充分得到了肯定，而且進一步得到了發揚光大🧑🏽‍✈️。現在訓練仿真系統已近乎遍布工業🏢、國防各個領域🈸，如🕵🏿‍♂️：汽車、坦克、火車、電廠、電站、化工系統🏃🏻‍♀️‍➡️、船舶🫷🏿、飛機、載人人飛船、戰術訓練🐜🦦、戰役訓練等等✍🏼。訓練仿真系統已成為信息產業中的一個重要組成部分🌆。