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军事电子沙盘是掌握立体战场空间态势、实施高效指挥、支撑科学化指挥训练的现代化信息系统平台，其核心是利用地理信息技术、军事仿真技术、先进显示技术等，代替传统地图、沙盘工具，实现地理信息、态势信息集成化显示，让指挥人员深刻理解作战环境，在指挥作业系统的辅助下，极大地提高指挥辅助决策能力和响应速度，提高指挥训练的质量效应。
军用交互式电子沙盘系统的软件平台是电子沙盘系统的核心，其工作原理是接入多源外部数据，融合处理和存储数据，基于业务需求分析数据，二三维动态展示数据。因此，数据处理平台是基础，数据接入平台和可视化显示平台是支撑。可视化显示终端是电子沙盘最直观的认知形象，包括移动端、桌面端和大屏幕显示终端。其中大屏幕显示终端可支持多点红外触控，是实现人机交互的主要形式。
一、系统简介
在军事应用中，电子沙盘系统一般部署在固定指挥中心或机动指挥所，是指挥训练系统的重要组成部分，其基本功能是二三维地理信息展示和战场仿真。
为达到电子沙盘与真实环境稳定融合的效果，比如基于多AI的方法构建多通道交互式系统，为指挥人员提供更加高效、自然的交互方式，从而提高指挥人员的指挥效率。实现全要素、多种类、多层级、多粒度的三维实景全息展现，为指挥员提供直观逼真的战场态势要素，提供多视角多方位观察态势的能力，有助于把握全局，保证作战任务的顺利及时完成，提高作战效能。军事绘标电子沙盘是以自然交互（包括语音、动作、手势、视线等）、增强现实、协同标绘等技术为基础，为不同角色的指挥作战人员在真实指挥所中进行虚实交互、协同研讨、共同标绘、制定方案等提供技术支撑，这将成为电子沙盘跨越式发展的强劲动力。
某司研发的多维交互式军事绘标电子沙盘从实战角度出发，在兼容传统物理沙盘地形描述功能、继承传统电子沙盘地理信息显示功能的基础上，面向高级指挥人员的作战、训练需求，重点实现电子沙盘和指挥中心其他操作席位的互联互通，设计提出了一套战时用于指挥作战、平时用于演训演练的智能化交互式指挥训练作业平台。
战时，电子沙盘作为首长指挥作战的显控终端，融合各操作席位作战要素保障信息，实时接收战场信息，显示战场二三维态势图，提供标绘、测量、计算等基础辅助手段，同时基于数据挖掘、人工智能技术，为首长提供可智能学习调整的作战预案并进行推演仿真，辅助首长定下作战决心。平时，电子沙盘作为首长演训演练的指控终端，具备想定设置、训练导调功能，支持训练想定从制定、部署到训练全过程的数据记录、辅助评估、复盘推演及历史数据查询。同时也可作为指挥中心机关部队人员交流、培训的研究平台和部队军情信息发布、展示、应用的服务平台。
某司研发的多维交互式军事绘标电子沙盘是基于二维地理信息平台和三维数字地球，结合多媒体显控技术、仿真可视化技术、网络通信技术、海量数据管理技术及多点触控技术于一体的新型的二三维交互式军事仿真与模拟一体化平台。
二、系统架构图
软件平台是电子沙盘系统的核心,其工作原理是接入多源外部数据，融合处理和存储数据,基于业务需求分析数据,二三维动态展示数据。因此，数据处理平台是基础,数据接入平台和可视化显示平台是支撑。可视化显示终端是电子沙盘最直观的认知形象,包括移动端、桌面端和大屏幕显示终端。其中大屏幕显示终端可支持多点红外触控,是实现人机交互的主要形式。
军用交互式电子沙盘系统工作原理图
（一）基础设施层
基础设施层是支撑系统运行的基础环境，包括图形工作站、存储设备、计算设备、网络设备、显示设备、操作系统等，为原型系统提供统一、高速、安全的网络和主机运行基础平台。
（二）基础服务层
基础服务层是系统的数据资源承载与基础服务提供层，对上支撑平台应用层，提供数据库管理系统、通信管理器、特定引擎等基础功能，并在此基础上开发提供业务相关的基础服务。核心服务包括地理信息服务、数据接入服务、态势显示服务、仿真推演服务、互联互通服务、军标标绘服务等等，服务类型可根据需求进行定制开发，满足不同业务应用需求。
（三）平台应用层
包括业务平台和面向用户的应用类插件。业务平台包括数据接入平台、数据处理平台、可视化显示平台。
（四）数据接入平台
用于接入、处理、存储、分发各类型信息，构建自定义的专业军情数据库。具体表现为：能够接收不同来源、格式、特点的作战过程、综合保障、地理信息、仿真推演等数据，并在逻辑或物理上有机综合集成，为态势显示、作战研讨、指挥决策、训练评估等不同应用提供数据支撑。在平时，收集各类军用基础信息，如装备信息、人员信息、阵地信息、目标信息、作战方案等，处理为可供数据处理平台调用的数据格式，以本地存储或云存储的形式保存；在战时，实时引接指挥中心各操作席位的气象水文、电磁环境、地理环境、人文环境数据，战场中人员和装备的实时位置及属性、北斗信息、视频信息等，并处理为可供数据处理平台调用的数据格式。
（五）数据处理平台
以地理信息数据为背景，接收或调用数据接入平台的各类数据，构建态势一张图，实现敌情、我情、战场环境、目标分析、行动进程、标绘和干预过程可视化。在此基础上，提供标准化接口，与其他系统实现有效数据衔接，保障功能扩展和其他系统接入，支持业务应用插件定制开发，为作战指挥业务扩展提供支撑。在平时，基于积累的数据构建仿真战场态势，制定作战计划和方案，进行演习训练和仿真推演，相关成果存入数据接入平台，供战时调用。
（六）可视化显示平台
基于自主化三维仿真引擎实时渲染生成与作战及训练区域一致的三维战场环境，运用结构化数据技术及灵活可编辑的逻辑数据模型，实现“图层化”信息数据融合显示及输出，并实现多点红外触摸控制及语音控制等。
（七）平台插件
相关插件是针对作战规划需求进行设计，包括数据引接与管理类、过程分析与展示类以及方案推演与评估类的功能插件，定制实现了作战规划业务数据的引接和综合管理。作战过程中战场环境与战场态势的“一幅图”综合展示，以及作战过程涉及的侦察、部队行动、战场防抗和火力打击各类方案的综合仿真推演与展示。
三、系统组成
（一）数据引擎
1.数据多样
支持海量、多源数据处理，主要包括：影像、矢量、DEM、三维模型、海图、陆图、空图等；
2.数据更新
支持多级混合精度地理数据的快速更新；
3.数据分发
支持基于C/S模式的数据分发，快速构建电子沙盘；
4.数据访问
支持多源海量数据的分布式部署和访问，可以访问云端数据。
（二）综合显控
1.全空间表达
支持全空间、多视角、多粒度仿真可视化表达；
2.二三维一体化
支持二三维一体化可视化表达；
3.多点触控
支持基于多点触控技术的新型人机交互方式；
4.交互式标注
支持三维模型、地标、路径、区域、360 全景图的交互式标注和多媒体信息的挂载。
（三）沙盘态势
1.态势可视化
支持多目标、多批次战场态势可视化，并具备场景的保存、回放等功能；
2.多样数据源
兼容 GPS、北斗、雷达、AIS 等多源监视数据，并具备可扩展数据接口；
3.编辑和推演
支持态势场景的二三维一体化编辑和推演；
4.态势特效库
具备火焰、爆炸、烟雾、红外、电磁、雷达等种类丰富战场仿真效果库。
（四）军标标绘
1.协同标绘
支持多人多客户端同步和异步协同军事标绘；
2.二三维标绘
支持军标的二三维同步标绘和编辑；
3.草图标绘
支持草图智能识别标绘；
4.同屏标绘
支持多人同屏三维模型标绘和编辑；
5.军标推演
具备二三维军标态势推演功能。
（五）仿真引擎
1.自然环境仿真
专业的游戏级渲染，支持立体云、雾、雨、雪、海水等自然环境仿真；
2.气象数值模拟
支持大尺度、多源战场气象环境数据的高效处理、解析和数值模拟；
3.仿真推演
以人机交互的方式对推演目标进行部署、推演，可扩展仿真算法和作战规则等；
4.效果评估
支持对作战效果的评估。
（六）协同研讨
1.电子白板
基于电子白板的分布式协同研讨和标绘，支持常规图形、军标、多媒体文件等；
2.视频会议
具备基于文字、语音、视频通讯的会议室模式协同研讨功能，提高沟通效率；
3.文件共享
支持 txt、PPT、PDF、图片文件、压缩文件、视频等文件共享。
（七）软硬件一体化
支持与桌面交互式硬件的完美结合；
支持与多点触摸硬件完美结合；
支持与视频会议系统硬件的集成；
支持跨平台应用。
（八）关键功能指标
具备现有航警信息侦察系统的显示效果、故障仿真、数据引接功能；具备世界海空区域划分显示、防空识别区功能；
具备将现有业务数据，基于专业的知识学习模板，快速配置成学习资源、快速配置成学习资源和学习时长的能力；
具备沙盘推演预置多种场景，多种国别，包括美国、印度、日本等等国家；
支持多源海量数据存储、处理和更新功能。
（九）优势特色
1.完整的行业解决方案
电子沙盘解决方案涉及沙盘数据的处理、导入、更新、沙盘信息共享、协同工作、指挥决策、军事标绘、仿真模拟、沙盘推演等相关内容，功能之间保持相对独立，可根据用户需求定制个性化的解决方案，满足用户的多样化需求；
2.海量数据管理能力
地理信息数据是电子沙盘的核心，数据引擎可对多源、海量的地理信息数据进行存储、处理和更新，支持数据的分布式部署，能够访问云端数据， 为沙盘的构建提供低成本、高效的数据来源；
3.一体化应用
实现了软件与硬件一体化的完美结合，支持多点触控屏、指挥控制台位、环形投影幕、专用显控台位、生产监控平台等多种硬件平台；软件实现了二三维一体化应用，并且整合了视频会议、网络通信、军事标绘等功能，是一款多功能综合性电子沙盘系统；
4.良好的开放性和兼容性
系统架构设计合理，具有良好的组织结构和易用的开发接口；具备与硬件良好的兼容性，可进行二次开发和功能扩展，能够与其它的软件系统快速集成。
四、结束语
随着信息化建设的深入，信息来源和种类的日益扩展，决策支持手段的不断丰富，针对各军兵种作战训练、指挥决策的需要，建立一套具备完整的指挥决策分析、任务推演及态势展示功能的电子沙盘系统成为当务之急。针对BD需求，某司研发了的这套电子沙盘系统具备综合态势展示直观、交互手段丰富多样、作战数据引接灵活、功能齐全兼具扩展，可满足首长的作战指挥和指挥训练的使用需求。
引用：王雪，鞠晓杰，王铎，等.面向实战的军用交互式电子沙盘系统设计［J］.火力与指挥控制，2021，46（6）：149-154.
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电子沙盘
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