装备仿真软件可视化开发平台设计与实现

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1、装备仿真软件开发平台的设计与实现侯春龙卫翔齐新战（海军潜艇学院作战指挥系，青岛，266071）摘要：首先分析了当前装备仿真软件开发面临的主要问题，从开发者角度深入探讨了装备仿真软件的逻辑组成，确立了装备仿真软件开发平台的功能定位和特点，设计了开发平台的框架结构，阐述了开发平台主要组成部分的主要功能和技术实现。关键词：装备仿真软件开发平台机理作者简介：侯春龙（1976-），男，硕士，讲师，虚拟仿真引言武器装备仿真训练软件是为武器装备受训人员提供的，以武器装备操作使用、协同训练、保障支援等训练任务为基础的，在商业货架计算机软硬件平台上

2、运行的，以操作训练为主要目的的计算机软件。该类软件通过对仿真对象的操作界面、内部逻辑的仿真，实现武器装备的操作训练功能。但这种训练软件的开发与研制面临着诸多问题：（1）缺乏统一的开发标准和规范导致仿真系统难以实现互操作，出现了大量“烟囱式”系统；（2）缺乏科学的工作流程导致开发周期长、质量不高；（3）复杂仿真系统往往涉及多个部门分布式开发，系统集成难度大，导致大量相似模块的重复开发；（4）在传统的建模仿真概念框架下建立的仿真模型难以在不同的仿真系统中应用，已开发的仿真模型升级维护难度大[1]。所以开发一个功能全面、界面友好、通用性

3、强的装备仿真软件开发支撑平台是十分必要和有意义的。1.装备仿真开发平台的功能及特点装备仿真软件开发平台是为各类仿真装备的操作界面和内部机理模型的开发、编译及运行管理而提供的一个可视化的支撑环境。区别于一般商用的大型复杂仿真开发平台，本开发平台具有以下特点：1.1可视化为简化和规范仿真软件开发过程，使专业人员无需深入了解复杂的编程语言代码，就能使用平台进行软件开发，可视化是最关键的特点之一。该平台将大量开发工作内容和流程进行梳理，形成规范化的操作界面和序列化的操作命令工具，屏蔽了开发工作中的繁枝缛节，因而大大简化了仿真软件开发的难度

4、。1.2简便性本平台并未采取一体化集成方式，而是序列化工具组合方式。虽然前者的集成度高、组合性强，但过多功能集合在一个软件界面中，各种命令种类繁多，开发工作头绪复杂，不便调试和排错。序列化工具组合方式依照仿真软件的开发流程，在不同阶段提供相应的开发工具，使开发过程更明晰，流程更连贯，而且每种工具功能针对性很强，便于阶段性的开发和调试。1.3开源性为便于仿真软件的功能拓展和二次开发，平台对公共元件和模型计算部分的代码进行了开源设计。对前者的开源设计便于用户掌握常用标准元件的设计原理，并在此基础上开发具有特殊功能的自定义元件，提高元件

5、的可重用性，扩充元件库。对模型计算的开源设计便于用户从程序员角度分析和调试代码，并在此基础上进行二次开发，提高仿真模型的可移植性和重用性。1.4支持并行开发利用该平台可同时进行人机界面开发、仿真模型开发和特殊元件开发，各部分的开发结果最后合并到装备仿真软件架构中，在该架构中对各开发模块进行关联校正、冗余剔除和排错处理。平台支持软件模块的多次合并重组和拆分，有利于加快开发进度、提高开发效率。2.装备仿真软件的逻辑组成2.1面板与场景装备仿真训练系统开发可以分为界面设计、内部机理建模两大部分。人机界面可分为二维平面人机界面和三维立体人

6、机界面，构成二维界面的是面板，构成三维界面的是场景，如果要构建二三维结合的装备仿真系统，则是两者的结合。面板和场景则分别由平面元件和立体元件组成。2.2元件元件是仿真面板和仿真场景的构成单元，也是仿真控制和计算的基本单元，它可以接受操作者的控制指令、启动仿真计算、反映仿真结果。元件可以分为主动元件和被动元件。主动元件可以接受操作者指令并产生输出参数从而控制其他元件的行为，被动元件不产生输出参数，只接受外部控制并根据控制信号反映某种状态。2.3仿真参数仿真参数是进行仿真计算的变量，是仿真元件之间、面板之间、场景之间相互联系和作用的纽

7、带。仿真参数分为系统参数、元件参数和过程参数。系统参数用于控制和表示装备仿真系统的仿真状态和流程，如仿真时间、仿真速度、仿真状态、诊断信息等。元件参数用于设置元件的输入输出状态，也用于表示元件的中间状态。过程参数是进行仿真计算过程中设置的临时参数。2.4仿真模块装备仿真软件的内部机理建模依托仿真模块进行，模块分为计算模块、线程模块和显示模块。由输入参数触发，经过与中间参数进行计算，计算过程通过流程控制语句即可完成的模块称为计算模块。由输入参数触发，经过与中间参数进行计算，计算过程需要另辟线程才能完成的模块称之为线程模块。由输入参数

8、触发，经过与中间参数计算，计算过程围绕绘制图形、显示图像等工作进行，需要不断刷新界面的模块称之为显示模块。计算模块和线程模块均有输出参数，用于显示计算结果或触发另一模块。显示模块无输出参数，其计算绘制的图形图像即是模块的输出内容。装备仿真训练软件人