十九大以来，全军和武警部队大抓练兵备战，全面强化实战化军事训练。模拟训练能够节省费用、减少训练伤亡、节省训练时间等，是军队建设重点发展的领域。军用模拟器技术是系统仿真技术在军事装备中应用的集中体现,也是系统仿真技术学科的重要组成部分和核心应用领域之一。

采用“模拟系统”训练，可以节省大量的费用成本。从国外先进经验看，尽管研制开发一台先进模拟器的费用可能超过单台设备的购置费，但其一旦投入使用，模拟训练费用还是远远低于在真机上的训练费用。

一、系统概述

多功能模块化保障装备作战训练模拟平台采用“通用仿真训练平台+多种仿真模拟训练系统操纵杆件模块”的模块化组合设计方案，利用数据通信总线与热插拔技术，实现操纵杆件模块在不同操纵控制台上互换，构建一台多用的工程保障装备仿真训练系统。

多功能模块化保障装备作战训练模拟平台配备VR显示系统、高清视频矩阵LED显示屏、自由度平台等拓展外设接口，模拟平台配套的软件系统可自适应各类可接入外设设备，例如VR显示，可360度旋转视角来全面观察虚拟的训练环境，增强作战训练的沉浸感。

系统可根据导调任务命令对编组单装操作技能训练系统发送包括任务目标调整、调度位置、作业时间、编组调整等任务调控指令，并动态监控、采集编组装备操作模拟训练系统位置、工作状态、任务进程等训练数据，并在高清视频矩阵大型屏幕显示系统上显示。

二、软件系统设计

装备训练模拟系统软件主要基于单装技能训练、多装协作训练两大硬性需求为根据点研发，将单装与多装功能需求分别细化成软件的功能模块，集成到一套软件系统中，并搭载国产操作系统的软件。

（一）单装模拟训练功能  

多功能模块化保障装备作战训练模拟平台可独自创建和实施多装协作训练。完成各单装技能训练模拟系统的单装技能与小型多装协作训练科目。

（1）虚拟仿真训练环境

虚拟样机、仿真训练环境集成在装备仿真训练软件中。通过采用三维建模、算法分析、图像处理、虚拟现实等技术，构建高精度、高逼真度的三维数字模型及常用作业训练环境。考虑到工程保障机械群具备多种作业训练环境，可在软件中选择不同的地形地貌、天气、时段，以满足装备训练科目对气候、地形地貌、时间等环境和时间方面的要求。

（2）训练模拟系统软件

可进行装备形态、性能展示、操作预习、驾驶/基础作业、应用作业、多装协同作业等训练及考核课目，驱动三/六自由度运动平台进行运动反馈。操作方法、视景反馈、运动反馈与实装训练一致。训练中可进行多角度观察，并设置引导、讲解、警示、标识信息。系统可联网由多装协同训练系统控制，开展多装协同训练，并实现相互间的数据交换。

（二）多装协作模拟训练功能  

工程保障装备仿真训练系统是由软件系统、硬件系统、支撑环境及相关辅助部件构成的。在多装协同训练功能下，根据上级导调系统，创建训练任务，对所属单装技能训练系统和多装协作训练系统的运行实施管理控制、指挥控制，对训练过程进行记录、显示和评价，支撑分队战术训练。也可对系统内单装技能训练系统授权，自主组织单装技能训练或多装协作训练。

（1）高精度仿真训练环境

根据多装协同训练需求，构建了与之相适应的虚拟仿真环境，设置训练场地面积、植被、地质、道路、天气等不同的训练环境因素。

（2）任务决策功能

据分队行动战术训练要求，结合军用工程机械作业率与运用特点，建立工程量计算、装备编组和作业程序生成模型，达成精确计算、合理设计和科学决策。

（3）任务创建功能

根据任务决策结果，创建训练任务，确定指挥关系，指定单装技能训练系统进入编组序列，明确初始作业任务及作业序列。

（4）态势显示支持功能

反馈现场整体作业训练视景，为“综合态势显示系统”提供数据支持。

（5）训练考核功能

单装操作考核可自主选题进行考核，也可系统统一组织考核。系统统一组织考核随机生成考核科目，完成各单装技能训练模拟系统的单装技能与小型多装协作训练科目。多装协同作业考核由系统统一组织进行。

（6）进程监控与显示功能

采用高清液晶显示屏通过通信框架与任务决策工作模块和单装训练系统相互通信，呈现整个训练模拟系统中的工作态势，也可针对某一装备训练模拟系统工作状况单独显示。

三、通用平台设计

通用平台主要由底架、前臂、视景机构、功能舱、自由度舱、人体承载机构构成。

（1）底架

底架是整个模拟器的总承重和传输机构，所有质量全部由底架支撑，所以底架主体采用数控激光切割、钣金、焊接、喷塑等工艺技术，保证设备外形美观、设备整体强度足够、绝缘防锈等；在保证重量分散平均的同时，大量的元器件供电和通信总线也从底架穿过。是模拟器的坚实“路基”。

（2）前臂

前臂主要负责视景系统的支撑和图像数据的传输，采用多层钣金钢板加固，同时内置线材一体化束线结构，保护通信线材的同时保证动态下通信的可靠性。内置漏电保护系统，保证在高负荷及大电流脉冲下可以保护设备正常运转。

（3）视景机构

视景机构主要是仿真模拟器的图像输出，包括通用型显示支架和显示系统，同时显示支架具备多屏拓展性，可以兼容双屏、三屏、多屏等多种视景拼接显示模式。显示系统主要作为模拟器的图像输出，兼容多屏幕设置，兼容分屏交互，兼容多分辨率设置，可以满足多种使用场景和拓展思路。

（4）功能舱

功能舱是搭载模拟器硬件的“心脏”单片机控制器的运算核心地带。包含多模组的控制单片机群、软件运算平台等。功能舱是电路的聚集地，也是电磁干扰的“重灾区”，这里专门设置电磁屏蔽设备隔绝电磁干扰，保障通信数据的可靠性和稳定性。

（5）自由度舱

平台可配备自由度平台（三自由度、六自由度），自由度舱主要是收纳伺服器的舱室，3个或者6个自由度缸体的运行数据全部通过该舱室的伺服器进行输出和运算。产生大量的电磁信号，需要采用专门的屏蔽舱室予以控制，同时也便于放置检修。

（6）人体承载机构

人体承载机构及仿真模拟器的座椅，主要承载驾驶操作人员，同时兼容多项传感和装备操作，包括两点式安全带、传感器等。另外座椅包覆面采用皮革材质，防水，防静电，有利于卫生清洁，提升美观效果。座椅坐垫部分支持前后调节，拷贝支持倾角调节，可根据人员胖瘦高低等特性进行座椅前后调整，靠背的前后倾角调整，以便应对不同人对于驾驶舱空间的各种需求和调整坐姿等。

（7）自适应控制单元设计：

模拟器的主要输入系统，分为前自适应单元、左自适应单元、右自适应单元。各单元通过无线连接器进行数据连接及通讯，通过此功能，各分模块可在短时间内进行模块更换及识别，能够在最大程度上节约模块更换的时间，提高使用效率。