1、训练云平台总体设计

遵循“按纲施训、虚实融合、学研兼顾、资源共享”建设原则,基于“通用硬件平台+软件定义功能+智能分析+云平台管理”的思想,充分利用局域网或校园网,采用开放式、模块化、可裁减、可扩展的技术架构实现模拟训练系统,开展信息对抗技术原理与设计应用实验,在可重构的训练场景下开展设备认知、操作使用、维修检测与综合运用方面的训练与考核。

如下图所示,模拟训练系统基于局域网建云平台进行训练,一体化总体设计,根据用户需求分步建设,功能上为用户量身定制,实现训练资源更大程度共享。


图1 模拟训练系统网络拓扑图


如下图所示,模拟训练系统通过构建一个私有云平台,训练资源更大程度共享。系统具有训练预案想定、训练目标仿真、训练环境构建、训练科目编辑、训练进程导调与动态控制和训练效能在线评估功能,采用建模仿真技术生成贴近实战的电磁环境,整个训练数据全程自动记录,训练效果实时评估,训练过程随时回放,实现了信息系统技术原理和设计应用训练活动教、学、管、评闭环系统,为综合训练提供了很好的信息化、个性化、精准化教学手段。



图2 基于私有云平台的实验区闭环训练框架


如下图所示,模拟训练系统突出智慧特点,通过训练环境和运用场景智能模拟,训练态势智能感知,训练目标智能生成,训练效果智能评估,训练决策智能生成,为智能化信息系统实验提供完整的解决方案。



图3 SMART智慧训练解决方案

信息对抗内场训练体系主要包括以下主要功能:

· 专业基础理论学习与考核

· 专业原理教学实验与考核

· 软件模拟训练与考核

· 半实物训练与考核

· 虚拟现实训练与考核

· 增强现实训练与考核

2、专业基础理论学习

专业基础理论学习软件由训练管理席位软件和训练席位软件两大部分组成,共同完成基础理论、专业技能和联机组训。其中训练管理席位软件包括训练模式设置、人员管理、训练管理、题库管理、试卷管理和考核评估等模块组成;训练席位软件由基础理论学习、基础理论考核、考核结果查询和历史错题回顾等模块组成。



图4 专业基础理论训练与考核系统


3、专业原理教学实验

基于成熟软件无线电平台,采用开源操作系统和图形化开发工具,针对信息对抗专业人才培养方案,开发针对性原理验证实验和实用应用系统。平台已经内置10多个实验的实验指导书和源代码例程,同时也支持教员和学员利用平台软硬件,开发新的更适合专业教学、科技创新和学科竞赛的实验科目和应用系统。



图5 信息对抗专业原理教学实验平台

4、软件模拟训练

设备软件模拟训练主要由电磁环境构建与训练导调控制软件和设备模拟训练软件组成。

电磁环境构建与训练导调控制软件包括训练想定管理、训练方案编辑、导调控制、训练科目发布、训练效果评估等功能。



图6 电磁环境构建与训练导调控制软件


设备模拟训练软件主要实现 1:1模拟实现实装操作软件训练功能。


图7 设备模拟训练软件

5、半实物模拟训练

半实物模拟训练系统主要具备以下功能:

· 1:1仿真实现实装主要业务设备。

· 逼真虚拟各设备的外形结构和电气特征。

· 逼真模拟各操作席位的操作。

· 实现数据内部交换和交互操作。

· 完成训练任务的设定、设备操作训练、席位间协同操作、训练过程自动记录、训练效果自动评估。


6、虚拟现实(VR)训练

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术具有沉浸-交互-构想的环境构建基本特性,综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术,它在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境,能使用户具有身临其境的沉浸感,具有与环境完善的交互能力,并有助于启发构思。

(1)认知训练与考核:基础理论认知、结构组成认知、工作原理认知等。

(2)操作训练与考核:面板操作、软件操作等。



图8 虚拟现实训练系统


图9 虚拟训练场景示例图


7、增强现实(AR)训练

增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术运用于战场环境显示,主要是通过在真实环境中融合虚拟物体,不仅能向显示真实的战场场景,还能够通过增加虚拟物体强调肉眼无法看见的环境信息,以及敌方或己方的隐藏力量,进而增强真实战场场景的显示,真正实现各种战场信息的可视化。


增强现实(AR)训练系统主要具备以下功能:

· 帮助信息增强现实显示

· 业务工作流程智能诱导

· 设备操作步骤直观引导

· 设备维修流程智能诱导


图10 增强现实训练场景示例图