【计算机兵棋】“鸡头思”后,《鸡头思“狗”》推演系统横空出世!(前世篇)

【计算机兵棋】“鸡头思”后,《鸡头思“狗”》推演系统横空出世!(前世篇)

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  1970年代未,美国著名兵棋设计师詹姆斯·邓尼根设计了一款手工兵棋北约师指挥官用以模拟当代欧洲冲突的营级模拟兵棋。尔后邓尼根帮助陆军战争学院基于北约师指挥官手工兵棋研发了麦克柯林迪克战区模拟系统(MTM)模型,这是一种交互式战区模拟系统,主要用于模拟除海战以外的地面战斗和空战。1981年9月,美国战备司令部选型发展战役兵棋推演系统,确定以MTM为原型。1982年,美国战备司令部最初资助了鸡头思项目,以分析联合、合成和联合作战计划。1990年,鸡头思用于训练联军,进行任务排练,为1991年“沙漠风暴”行动做准备…

“鸡头死”概述

  鸡头思的开发始于1983年,是由美国战备司令部、美国陆军战争学院和美国陆军概念分析局共同资助的一个项目。鸡头思由总部位于加利福尼亚州蒙特利的罗兰兹和联合公司(R&A)创建并继续开发和管理。直到1986年,R&A一直在喷气推进实验室的指导下工作。R&A为鸡头思的美国联合参谋部联合部队发展理事会(J7)管理提供了支持,并自该模型成立以来一直在积极改进。鸡头思目前被所有美国作战司令部、美国军种、海军研究生院、北约以及一些非美国国防机构和商业公司使用。规划者使用鸡头思进行训练支持以及任务规划和演练。

  鸡头思模型独立于战区和条令,不需要编程知识即可有效使用。鸡头思支持2000×2000海里的地形区域,也支持该区域以外的作战,如战略空中和舰艇。用户通过图形用户界面与模型交互,该界面使用Internet浏览器与模拟交互。鸡头思可以在单个计算机上操作,也可以在单个位置或多个分布式站点的联网计算机上操作。模型特征包括用于判断地面部队互动的兰彻斯特消耗算法、详细的后勤建模以及明确的空中、地面和海军部队移动,无论是民用还是军用。鸡头思系统还设计用于协助场景数据库的准备和验证、输入模拟指令以及从图形地图显示、消息和状态报告中获取场景信息。

  鸡头思代表了军民战略的作战水平,但也采用了重要的战术水平能力。鸡头思最多可以代表十个独立的部队方面,每个方面都有各自的方面关系和交战规则。每一方都可以被分配不受限制的派系。该模拟支持连接到大多数真实世界的指挥、控制、通信、计算机和情报(C4I)系统。该模型已通过定制接口与其他模型联合,包括劳伦斯·利弗莫尔国家实验室开发的联合冲突与战术模拟(JCATS)

  鸡头思和JCATS已作为核心模型集成在联合多分辨率模型(JMRM)联合体内。鸡头思提供高级聚合表示,而JCATS提供实体级表示。为了支持这种联合,鸡头思包括一个实体级仿真(ELS)组件,该组件为其聚合单元提供实体模板,以进一步增强其功能。这两个模型都符合高层体系结构(HLA)。

  美国联合参谋部联合部队发展局(J7)负责管理鸡头思项目。J7配置控制委员会(CCB)控制软件开发和增强过程。鸡头思的改进反映了客户、美国、北约和商业客户的升级请求。然而,特定的建模和系统能力是CCB决策的结果,这些决策考虑了每次改进的成本和收益。对批准的需求进行优先排序和实施。这种多样的指导提供了一个不断变化的基线,鸡头思的发展速度比类似项目快得多。

JTLS模块

核心组件

  鸡头思系统由多个模块组成,包括应用程序和数据库,它们相互作用以模拟真实的战场环境。基本的鸡头思模块包括:

  • 战斗活动计划 (CEP) 及其支持
  • 鸡头思对象分发机构 (JODA) 数据服务器
  • 支持Web的鸡头思服务:Apache数据服务器、XML消息服务 (XMS)、同步应用程序首选项服务(SYNAPSE)、订单管理机构(OMA)和JTLS XML 串行存储库 (JXSR)
  • Web托管界面程序 (WHIP),一种支持 Web 的图形用户界面

  CEP 是鸡头思的裁决模块和核心组件。该模块确定场景数据库中描述的单元之间的所有动作和交互。这些单位可能完全是军用、民用或混合的,具体取决于正在开发的特定场景。CEP 创建、维护和报告执行场景的当前状态,无论它代表战斗、军民行动还是分析环境。

  传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP) 套接字连接在 CEP 和 JODA 数据库服务器之间建立通信。JODA 从 CEP 接收初始数据下载和定期更新,并且还与 WHIP 和分配给它的其他客户端程序进行通信。

  用户对鸡头思的输入以订单的形式输入到 WHIP 中,并通过鸡头思对象分发机构 (JODA) 传输到 CEP 进行处理。用户以图形更新、消息和信息管理工具 (IMT) 表格数据显示更新的形式从 CEP 和数据库服务器接收信息。

  鸡头思是第一个利用互联网技术的分布式模拟。由于数据压缩技术的进步,对分布式练习的支持不再受到昂贵的专用通信线路的限制。使用任何 Web 浏览器和Java软件的能力使用户社区无需购买专有硬件和软件来使用鸡头思。可以从具有足够互联网连接的单个模拟中心进行全球演习。较小的练习、远程学习和培训可以在可用带宽最少的地方进行。可扩展标记语言 (XML) 输出文件的使用增强了模型将仿真输出链接到现实世界 C4I 设备的能力。鸡头思用户在与模拟交互期间可以查看许多 WHIP 场景数据演示。场景地图可以以各种缩放级别单独显示,或者在这种情况下与多个信息显示组合。

  Web Enabled JTLS (WEJ) 架构和工作站界面的独特功能允许鸡头思 用户:

  • 使用本地 PC 作为客户端工作站。
  • 在服务器上使用 Linux 操作系统。
  • 为本地工作站定制个人用户首选项。
  • 在地图叠加层上使用上下文相关的订单面板来实现态势感知。
  • 使用交互式单位层次结构显示来管理军民冲突和后勤。

  WEJ为用户提供了购买基于PC的CPU平台并使用Linux操作系统的优势,而不是更昂贵的专有CPU和操作系统。将鸡头思移植到Linux以便鸡头思用户工作站允许使用台式机和笔记本电脑而不是Unix CPU(Linux 现在支持服务器)。其他开源技术,包括Web览器、Java、Apache Server和 OpenMap地图工具,也被广泛用于支持WEJ实施。尽管这项技术仍在不断发展,但WEJ为USJS J7、北约和和平伙伴关系带来的扩展能力(PfP) 联盟将使开展联合和跨国培训变得更加可行和更具成本效益。培训转型为 WEJ 在全球联合培训中发挥关键作用提供了场所。

  JFCOM于2005年5月向其用户社区发布了基于Web的鸡头思3.0版,显著降低了前沿地点运输设备的成本和相应的人员需求。模拟操作员使用 Web浏览器和基于Web的连接来参与鸡头思事件。Web功能允许鸡头思用户利用现有的广域网 (WAN) 和局域网 (LAN) 连接从工作站或个人计算机登录到模拟。网络功能的优点是可以显着降低联合演习的成本。

  JTLS 3.0通过HLA与联合部署后勤模型(JDLM)和联合冲突与战术模拟(JCATS)集成。通过与JDLM和JCATS等模拟联合,其他模型的独特功能提高了物流保真度和高分辨率功能,从而为多个培训受众创造了一个改进的环境。

  2006年期间,JTLS 3.0用于支持Bright Star 06、Vigilant Shield 06和Terminal Fury 06训练活动。USJFCOM接受并实施了2010年12月发布的JTLS 4.0。鸡头思将继续发展以支持联合训练员社区。

系统支持计划

  R&A为每套鸡头思交付提供了一套软件工具,以允许有效且高效地使用模拟。本节中描述的主要支持程序可帮助用户开发、维护和修改其场景数据库。

数据库开发系统

  数据库开发系统 (DDS) 是主要的鸡头思数据库开发和修改工具,用于构建新数据库、修改现有数据库或查询现有数据库以获取过滤信息。DDS 是 Oracle Server(一种关系数据库管理系统)的应用程序。

  上传为选定场景定义初始化数据库的ASCII数据文件,以填充一组旨在与鸡头思数据库结构兼容的Oracle表。DDS用户可以访问这些表来修改或查询其中包含的数据。修改完成后,将下载数据以为该场景创建一组新的鸡头思初始化数据文件。

  最近,DDS在通过Oracle GlassFish J2EE 兼容服务器部署的替代开源平台上重新实现。GlassFish服务器支持DDS的基于Web的方法,并用作数据库的接口,以提供网页服务并存储开发人员对这些页面的更改。该系统允许用户与经过认证的Oracle数据库服务器进行交互。

想定初始化和验证程序

  想定初始化程序(SIP)是一套工具,用于准备之前未针对鸡头思推演运行过的想定。想定验证程序(SVP)强制想定数据文件的一致性。该程序的输出列出了这些数据中可能存在的错误和可能的不一致之处。

在线手册

  在线手册(OPM)提供对一系列包含格式化场景初始化数据的HTML文件的访问。可以从推演开始数据或与检查点相关联的数据生成OPM。推演人员可以使用Web浏览器访问此信息并浏览HTML页面。这些文件显示来自其源数据的静态信息,并且不会随着推演的进行而持续更新。

兰彻斯特开发工具

  兰彻斯特开发工具(LDT)能够实施兰彻斯特消耗模型,该模型用于评估鸡头思中的陆上战斗结果。LDT使用数据库开发人员输入的计算参数来生成模拟用来确定兰彻斯特战斗事件结果的数据。LDT还提供验证功能,允许用户以表格格式查看两个或多个单位之间长期战斗的结果。

图形数据库程序

  图形数据库程序(GDP)允许以图形方式放置单位和目标以及创建或修改国家边界和作战区域。该模块从DDS/Oracle数据库中提取当前场景信息并将其显示在WHIP上。除了操纵游戏对象外,GDP还允许修改地形数据。WHIP的地图组件可用于查看六角格的特定区域,并且可以修改各个六角格属性(地形类型、障碍物类型和六角格高程)。用户更新直接写入Oracle数据库。

设备

JTLS设备清单

  鸡头死由集成到系统中的多个软件程序组成,允许用户创建数据库、执行模拟并分析结果。这些计划包括以下内容:

  • 数据库开发系统 (DDS) 是一个Oracle应用程序,它为用户提供了添加、删除、更改和查看场景可用的武装力量及其特征的方法;
  • 战斗事件程序(CEP)是跟踪场景中代表的对象状态的战斗模型;
  • 对象分发机构 (JODA) 将CEP生成的数据提供 给需要了解场景对象当前状态信息的其他进程;
  • 支持Web的鸡头思服务(Apache 数据服务器、XMS、SYNAPSE、OMA 和 JXSR),可通过安全的Internet连接提供对可用数据的访问;
  • Web 托管接口程序 (WHIP) 是鸡头思的图形用户界面 ,允许用户向建模对象输入命令并接收有关其在模拟操作中的状态的信息。

  鸡头思针对64位架构进行了优化。尽管仍在为鸡头思生成32位可执行代码 ,但考虑到计算机系统的当前状态和成本,强烈鼓励我们的用户购买支持64位的机器。研发;预计在不久的将来会放弃对32位架构的支持。因此,当前列出的设备仅包括64位硬件。操作系统的执行方式与所使用的处理器紧密相关。JTLS CEP、 JODA和Web Enabled JTLS服务仅经过测试并批准在AMD 64处理器架构和Intel Corporation EM64T处理器架构上执行。这些核心程序仅使用RedHat Linux操作系统和CENTOS Linux操作系统进行了测试。

  WHIP用户界面程序可以在任何具有支持Java的浏览器 的机器上运行,但详细测试仅在一台或多台采用AMD/Intel AMD64/EM64T架构的 Microsoft Windows或RedHat Linux OS播放器或控制器工作站上完成。执行鸡头思核心组件(CEP、Web 服务和 WHIP)所需的设备根据鸡头思在学术、分析、培训或演习环境中的预期用途进行配置。根据鸡头思的预期用途,该系统可以在优化的台式机或笔记本电脑或一套服务器和客户端工作站上执行。希望出于研究目的执行简单插图的单个或多个分析师或院士可以在单个Linux操作系统计算机上成功执行模型。也可以使用一台计算机来为一小群模拟学员执行模型。

JTLS培训课程设置


  每个鸡头思站点许可证均包含培训。在初始安装期间,两个R&A;工程师将在客户现场协助客户两周。与此支持同时提供两门课程:鸡头思安装 (JTLS-050)、鸡头思功能详细信息 (JTLS-120)。
  现场许可证包括在 R&A 举行的额外一周培训;SIMCEN位于加利福尼亚州德尔雷奥克斯。本周通常包括鸡头思简介 (JTLS-100) 和技术控制简介 (JTLS-110)。培训地点和主题可能会进行调整,以满足客户的特定需求。

  鸡头思软件维护和支持协议 (SMSA) 的每12个月支持期中也可能包含培训。R&A提供课程;SIMCEN。培训地点和主题将进行调整,以满足客户的特定需求。

JTLS发展简史

1982年 – 美国战备司令部最初资助了鸡头思项目,用于分析联合、联合和联盟作战计划。

1990年 – 鸡头思用于训练联军并进行任务演练,为1991年沙漠风暴行动做准备。

1992年 – 添加了空中任务命令 (ATO) 生成器,用于自动编译和执行来自通用军事文本格式 (USMTF) ATO 的空中作战命令。鸡头思得到扩展,可支持10支部队,从而实现更全面的联盟训练和战争分析。

1996年 – 经美国国务院批准,允许向外国和国内非美国政府客户分发鸡头思。

2003年 – 在伊拉克行动期间,鸡头思用于评估行动方案 (COA) 并为美国和联军进行任务演练。

2005年 – 最先进的互联网技术被集成到鸡头思中,创建了第一个支持Web的美国国防部模拟。

2007年 – 鸡头思纳入了与TBMCS、GCCS、ADSI以及其他美国、北约和国际现实世界C4I设备的增强链接。

2008年 – 鸡头思与JFCOM的实体级联合模型——联合冲突和战术模拟(JCATS)集成,以提供战术和战略多梯队训练能力。 

2009年 – R&A开发了鸡头思和Google地球之间的链接用于通用作战图 (COP) 和 TADIL-J支持。介绍了GCCS和蓝军跟踪器 (BFT) 的导弹发射和预算椭圆撞击点功能。海军水雷战和情报建模得到加强。

  联合参谋部是鸡头思项目的支持者和项目管理者。鸡头思联合参谋项目经理召开年度配置控制委员会 (CCB) 会议,并管理项目要求和用户对模型功能增强的请求。美国国务院控制鸡头思软件的分发。联合参谋部在 鸡头思项目中的主要职责之一是管理这些不断变化的需求并确定其优先级,以便为用户社区提供最佳服务。配置管理计划(CMP)详细说明了联合参谋部制定的适用于所有鸡头思硬件、软件、数据库和相关文档的政策和程序。联合参谋部、鸡头思开发团队和鸡头思用户社区将继续合作,以促进国防部和美国盟国伙伴对鸡头思的持续改进和使用。

JTLS用户

  R&A 与美国政府于1996年签订了合作研究与开发协议(CRADA),确定并授权R&A成为向非美国分发鸡头思的唯一来源。鸡头思的国际用户包括:

联合多分辨率模型 (JMRM)

  JTLS-JCATS 联盟满足作战人员多层次训练的要求。在联邦发展过程中,R&A、劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)、北约,并且USJFCOM 通过联合两个架构独特且具有不同分辨率的模拟,深入了解了多分辨率建模 (MRM) 的必要性。鸡头思是一种基于六边形的时间步进模拟,它使用兰彻斯特方程来裁决地面聚合级对象(通常是营或旅)之间的冲突。它在实体级别模拟其他空中、海上和物流对象。JCATS 裁决实体级对象(通常是单个车辆或战斗人员)之间的战斗。鸡头思和 JCATS 是事件驱动的模拟。JTLS-JCATS联盟(称为 JMRM)允许以实现训练和分析目标所需的分辨率级别表示对象,从而充分利用每个模拟的优势。

JTLS-GCCS-北约C2联盟

  全球指挥控制系统(GCCS)是战区(战争)和联合特遣部队级别指挥官及其参谋的战场态势显示和信息管理系统。JTLS-GCCS-NATO C2联盟的开发目的是检查高级架构(HLA)的使用,以构建命令与控制 (C2) 系统与模拟之间的接口。该联盟由一套多国指挥和控制系统(GCCS和NCIA ICC Air Track 显示)和演习支持工具组成。该联盟由三个组织组成:国防信息系统局(DISA)、美国联合参谋部 联合部队发展局(J7)和北约咨询、指挥和控制机构。每个组织都希望找到负担得起且可扩展的方法来完成将战斗模拟与部署的C2系统连接起来以支持训练的任务。国防建模和仿真办公室(DMSO) 加入该合作伙伴关系,提供HLA,这是一种支持技术,可作为将C2系统与仿真连接起来的基础。

  1999年期间,联邦团队致力于将联邦过渡到USJS J7和NCIA以用于计算机辅助演习。鸡头思团队重新设计并重新实现了运行时基础设施(RTI) 接口模块,以提高联合执行期间的稳定性和性能。GCCS 团队尝试实施双向数据流,允许海军命令从 GCCS 工作站发送到鸡头思。NC3A 团队添加了两个新的联邦,即空中和海军订单翻译模块,以提高联邦在演习期间的可用性。一年中的广泛测试有助于提高联邦在大型演习级别场景下的性能和可靠性。

  2011年,北约成员之间就将鸡头思与JCATS、VBS2和Flames模型集成作为北约训练联盟 (NTF) 的一部分进行了讨论。MOOTW — 模拟人道主义援助和救灾活动根据联合出版物3-07《非战争军事行动联合条令》(MOOTW) 中的定义,军事行动是指以和平行动、人道主义援助、恢复行动、非战斗人员撤离行动、军备控制、打击恐怖主义、反恐怖主义为目标的任务。- 缉毒行动、执行制裁或海上拦截行动、执行禁区、确保航行和飞越自由、保护航运、展示武力行动、打击和袭击以及支持叛乱。

  鸡头思最初旨在模拟对抗推演,定义为“为实现国家目标或保护国家利益而进行的大规模、持续的作战行动”。MOOTW“专注于阻止战争和促进和平。” 鸡头思具有可有效应用于 MOOTW 的功能。此外,还设计了一些专用于 MOOTW 操作表示的特殊功能。例如,鸡头思中高分辨率单元 (HRU) 的表示是执行许多 MOOTW 的小单元级别的适当功能。部队双方和派系的鸡头思代表可以反映政治目标,这是所有 MOOTW 任务的战略和战术规划的首要考虑因素。

  鸡头思用于支持备灾演习。整个演习可能旨在通过预期的救灾和恢复行动来解决单个或多个灾难场景。通过这种方式,鸡头思功能用于代表自然灾害和人为灾害以及后续的救灾行动。

  可以有效地设计和执行代表各种类型灾难事件的鸡头思场景。例如,由于大坝决口或影响沿海环境的飓风而导致的主要区域洪水,可以在鸡头思中进行建模,利用其表示天气条件、地理区域、地形特征、主要设施运行或故障以及土地流动性的功能单位、船舶和飞机。鸡头思空中任务用于在受影响地区部署救援或援助 HRU,以运输物资或转移受伤和受困人员。物流数据用于表示食品和药品的供应、库存水平以及短缺情况。游戏运营商以控制这些单元活动的玩家或控制器命令或数据库外部事件的形式输入。

  影响平民或军事行动的灾害情景的其他方面也可以类似地表示,例如天气对航空的干扰、农作物或火灾的破坏、地震、山体滑坡、难民运输或救援行动以及主要设施或电网故障。多个机构在鸡头思支持的演习中模拟了这些类型的情况和事件。

  JTLS 5.0版本是鸡头思的一个主要改进版本。大型系统设计更新包括:

  • 用多级全球网格地形系统取代基于六角格的地形。
  • 一个未分类的全球数据库存储库,用户可以从中轻松选择应该移动到自己的场景数据库中的数据。
  • 全面实施地面部队和空中任务订单计划,类似于已经为海军部队和高分辨率部队制定的计划。

未完待续

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