某新型火炮武器系统作战运用数据库的设计与实现*

纪伟虎 段疆宏 孙兴飞 葛希波 康少举

（解放军66157部队 保定 072653）

1 引言

武器系统作战运用是指各级指挥员在作战中结合具体的作战类型、作战样式、作战行动和战场环境，紧紧围绕所属部（分）队武器装备的战术技术性能，对武器装备的战斗编配、战斗任务、战斗使用及战斗行动等进行计划、指挥、协调与控制活动，目的是充分发挥武器装备在作战中的整体效能，更加高效地打击敌人［1]。

武器系统作战运用数据主要包括各级指挥员对所属部（分）队的武器装备在作战中的指挥、控制与使用过程中产生、需要或关联的数据［1]。

某新型火炮武器系统具有射程远、威力大、机动性好和突防能力强等特点，使陆军远程火力打击能力大大增强［2]。目前部（分）队对积累的大量的该型火炮武器系统作战运用数据的处理还停留在简单的人工记录、查询、统计和备份阶段，不能充分发挥这些数据的使用价值。解决这些问题首先就是要对大量的作战运用数据进行系统分析、分类梳理、建立模型，以便为后续利用计算机等自动化设备进行数据处理和运用奠定基础。

2 某新型火炮武器系统作战运用数据分类

作战运用数据分类应坚持源于作战，服务作战的原则，同时满足及时性、准确性、完整性、一致性、易理解性等要求，便于部（分）队指挥员在实际作战过程中的操作使用。该型武器系统作战运用数据主要包括装备数据、作战数据、环境数据、资料文档四个大类［3～7]。

1）装备数据。作战需要装备功能的发挥做支撑，装备数据包括装备基本信息、装备性能数据等两个二级分类；

2）作战数据。从广义理解，作战数据是指对作战指挥、日常战备、非战争军事行动等具有影响和制约作用，且可以用人工方式或者用自动化装置进行通信、翻译转换和加工处理的各种数据。从狭义理解，作战数据是用于保障作战指挥和部队重要行动顺利进行的各种数据。包括军事想定数据、作战规则数据、编制编配数据、装备作战运用数据、作战保障数据、外军数据等六个二级分类；

3）环境数据。环境因素对该型武器系统的实际作战效果影响较大。环境数据包括地理信息数据、气象水文数据、电磁环境数据、战场建设数据、核生化环境数据、人文环境数据等六个二级分类；

4）资料数据。作为指挥员在实际作战过程中参考或参阅的重要依据，资料数据是不可缺少的一部分。资料数据包括条令条例、研究报告、标准规范、作战运用资料等四个二级分类。

3 某新型火炮武器系统作战运用数据模型的构建

对作战运用数据进行整理分类后，要想使得数据发挥最终作用，首先应建立数据模型，然后借助计算机软件对数据模型进行入库编辑，并实现一定的操作功能，能对部（分）队指挥员进一步熟练掌握和运用该型火炮武器系统有所帮助。

由于E-R模型［8]（实体-关系模型）提供不受任何DBMS约束的面向用户的表达方法，在数据库设计中被广泛用作数据建模的工具，因此本文借助E-R模型对武器系统作战运用数据进行建模。

举例说明，二级分类装备运用数据包括作战运用计划数据、作战运用实时环境数据、装备作战行动数据、装备作战运用效果数据等四个三级分类，以装备作战行动数据为实体建立E-R模型，如图1所示。

图1 E-R模型

图1中，矩形框表示实体；菱形框表示关系；椭圆形框表示实体或关系的属性，同时在直线上标注关系的类型，图1所示为一对一关系。其中，行军机动数据、集结地域数据、技术阵地数据、发射阵地数据的关系模式具体分别为

行军机动数据（行军机动编号，摩托化行军路线、警戒自卫方式、铁路输送路线、疏散隐蔽方式）；

集结地域数据（集结地域编号，人员车辆进出路线、通信网络节点、油料补给数量、隐蔽伪装方式）；

技术阵地数据（技术阵地编号，装填弹数、气象车坐标、指挥方式、弹药信息、火炮技术检查）；

发射阵地数据（发射阵地编号，调炮时间、发射时间、发射结果、单炮撤收时间）；

装备作战行动（行动编号，行军机动编号，集结地域编号，技术阵地编号，发射阵地编号，单炮撤收时间，铁路输送路线，隐蔽伪装方式，警戒自卫方式，装填信息，调炮时间）。

关系模型中通常用二维表的形式表示实体和实体间关系，即关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。以行军机动数据、集结地域数据、技术阵地数据、发射阵地数据、装备作战行动数据为例，如表1，表2，表3，表4，表5所示。

表1 行军机动数据

表2 集结地域数据

表3 技术阵地数据

表4 发射阵地数据

表5 装备作战行动数据

装备作战行动数据、行军机动数据、集结地域数据、技术阵地数据、发射阵地数据通过各数据表中的关键字进行关联，数据库表的关系如图2所示。

图2 数据库表的关系图

4 Matlab GUI环境下武器系统作战运用数据的入库

Matlab GUI技术［9～10]使用户可以设计出丰富、直观的界面，方便实现数据的交互式显示，同时可以直接在界面上输入和改变参数，直观地记录武器系统作战中产生、需要或关联的数据，满足实时、动态性的要求。

图3所示为进入数据库的主界面。作战运用数据模块的功能是存储、显示和操作该型火炮武器系统作战运用数据，并能实现添加、复制、删除、更改、保存等简单的数据操作。点击进入作战运用数据子模块，图4为程序运行过程界面，图5、图6所示为数据操作界面。

图3 某新型火炮武器系统作战运用数据库主界面

图4 程序运行过程界面

图5 武器系统作战运用数据项的添加

5 Matlab GUI环境下武器系统作战运用数据的应用

如图3所示，数据典型应用模块的功能是将作战运用数据作为输入数据，通过数学模型解算得到输出数据，该输出数据可用于指导部（分）队指挥员的实际作战。点击进入数据典型应用模块后，显示如图7所示的数据应用案例界面。数据应用案例分发射误差计算［11]、发射误差转化、毁伤目标平均命中弹数、目标毁伤幅员［12]、火炮机动路线配置方案、部（分）队作战效能评估等六个方面。

图6 武器系统作战运用数据项的修改

图7 数据模型运用显示界面

5.1 数据应用案例设计思路

5.1.1 发射误差计算

根据部（分）队分类、梳理出的装备作战运用数据，已知决定诸元中间误差Ed和Ef，母弹散布中间误差Bd和Bf，相邻标尺分划的距离差hx，方向差hz，射击方向数n，求解炸点近似正态分布下的代散布中间误差和，以及炸点近似均匀分布下炸点散布区域的正面和纵深宽度2Lxs和2Lzs。

5.1.2 发射误差转化

根据部（分）队分类、梳理出的装备作战运用数据，已知营共同距离中间误差、营共同方向中间误差ExYG和EzYG、连单独距离中间误差、连单独方向中间误差ExLd和EzLd、炮单独距离中间误差、炮单独方向中间误差ExPd和EzPd、母弹散布中间误差Bd和Bf，子弹分布纵深和正面宽度2a和2b、每发母弹携带的子弹数m、各连炮数n、炮营的连队数M，求解营决定诸元中间误差EdY和EfY，营散布中间误差BdY和BfY。

5.1.3 毁伤目标平均命中弹数

根据部（分）队分类、梳理出的装备作战运用数据，已知敌T72坦克各易毁面积炮管、人员、散热器的相对面积和实际面积，毁伤各部分所需的平均命中弹数，坦克总面积和乘员数，求解毁伤敌T72坦克所需的平均命中弹数ω。

5.1.4 毁伤目标平均命中弹数

根据部（分）队分类、梳理出的装备作战运用数据，已知某敌装甲两部分矩形易毁面积的中心点距目标中心的偏差ax1、az1、ax2、az2，易毁面积的正面和纵深lx1、lz1、lx2、lz2，命中各易毁面积所需平均命中 弹 数ω1和ω2，母弹 散 布中间 误 差Bd和Bf。求解敌装甲目标的毁伤幅员lx和lz。

5.2 数据应用案例功能演示界面设计

具体功能演示界面，如图8～11所示。

图8 发射误差计算

图9 发射误差转化

图10 毁伤目标平均命中弹数计算

图11 目标毁伤幅员计算

6 结语

1）本文对某新型火炮武器系统的作战运用数据进行了分类、细化和整理，通过建模建库的尝试，较大地提高了该型火炮武器系统作战运用数据的使用效率。

2）文中所采用的Matlab-GUI可视化工具尚且满足数据入库要求，但是数据典型应用子模块中所需要的输入数据必须通过人工输入实现，无法自动读取数据库中的已知数据，使用起来有所不便，需要进一步改进和完善。

随着后续演习、训练、作战等军事活动的日益展开，作战运用数据资料库将越来越丰富，数据的应用也越发完善，例如火炮的机动路线方案选择和如何配置、部（分）队作战能力的检验和评估等，必将对促进部（分）队指挥员进一步熟练掌握和运用该型火炮武器系统提供有力支撑。