一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法

文档序号:1800151 发布日期:2021-11-05 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法 (Military training information system based on network mode and evaluation method thereof ) 是由 白梦莹 张霁莹 于潼 赵文宇 高金超 于 2021-07-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法,通过采用浏览器/服务器架构,面向大多数基层部队官兵并集学习、模拟训练、理论考核和成绩评定为一体的综合信息系统。系统设计采用了数据库的安全性策略、利用JavaServlet、JSP、JavaBean&amp;EJB及JDBC等技术构建信息丰富的便于交互的Web应用程序。统一了军事理论与软件开发系统和网络应用系统。设计简单,使用方便,便于使用者的学习、应用、维护及管理,本发明为基层能够利用互联网或局域网进行模拟军事训练而进行的一次尝试。同时评估方法经过多次反复的测试,测试结果显示效果良好,符合训练评估的科学合理性,具备一定的人工智能,完全满足训练评估的要求。(The invention relates to a military training information system based on a network mode and an evaluation method thereof, which are a comprehensive information system which is oriented to most of the officers and soldiers of basic units and integrates learning, simulated training, theoretical assessment and performance evaluation by adopting a browser/server architecture. The system design adopts the security strategy of the database, and utilizes technologies such as Javaservlet, JSP, JavaBean &amp; EJB and JDBC to construct the Web application program which is rich in information and convenient for interaction. The military theory and software development system and the network application system are unified. The invention is a primary attempt which can be carried out by simulating military training by utilizing the Internet or a local area network. Meanwhile, the evaluation method has good test result display effect after repeated tests, accords with the scientific rationality of training evaluation, has certain artificial intelligence, and completely meets the requirements of the training evaluation.)

一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法

技术领域

本发明属于模拟训练教学领域,尤其是一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法。

背景技术

现代高技术条件下的战争是建立在信息基础上的信息化战争,而战争又是一种最具或然性的复杂高级活动,其目的、要求、环境、态势在战争进程中都具有很大的不确定性和动态时变性,各种信息瞬息万变,这就决定了指挥自动化系统不仅应具有决策指挥的正确性,而且必须具有应对变化的实时性和信息传输、信息处理的快速性,这是赢得战争必不可少的条件,传统的信息获取方式已经远远不能满足当下的需求,在此种形势下,如何适应部队训练的需要,建立一种面向基层部队官兵,集学习、模拟训练、理论考核、成绩评定为一体的综合训练系统显得尤其重要。

实现信息化是军队发展的必然需求,传统的军事训练系统多采用C/S模式,开发周期长,应用程序更新和维护受时间和地点限制,数据难以共享,为解决模拟训练系统的维护调整和数据更新难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法,解决传统C\S模式的训练平台开发周期长、使用维护难、数据不能共享的难题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:

一种基于网络模式的军事训练信息系统,包括军事训练理论模块、军事训练考核模块、军事模拟训练模块、训练成绩档案管理模块和系统评估模块,所述军事训练考核模块和军事模拟训练模块分别连接军事训练理论模块对其教学内容进行训练与考核,训练成绩档案管理模块分别连接军事训练考核模块和军事模拟训练模块对训练的成绩进行保存,系统评估模块分别连接军事训练考核模块和军事模拟训练模块,对训练的实时信息进行评估。

而且,所述军事训练理论模块通过图片、课件演示和多媒体教学资料为内容,以静态网页资料作为共享资源进行调阅学习。

而且,所述军事训练考核模块包括:系统管理模块、战士管理模块、题库管理模块和监控中心模块,其中,系统管理模块包括:管理员登录模块、更改密码模块、高级管理模块、添加资源模块、添加管理员模块、删除管理员模块、升级管理员模块和审批试卷模块;战士管理模块包括:战士注册模块、战士个人信息查询模块和战士集体信息查询模块;题库管理模块包括:基本属性设置模块、自定义试卷模块、题型设置模块、问题设置模块、随机生成试卷模块、生成问题模块和预览模块;监控中心模块包括控制考试模块和监视中心模块。

而且,所述军事模拟训练模块包括:军官管理模块、战术理论模拟训练模块和模拟训练监控中心模块,军官管理模块包括:军官注册模块、更改密码模块、军官个人信息查询模块和删除军官信息模块;战术理论模拟训练模块包括:基本属性设置模块、自定义战术想定设置模块和随机抽取战术想定模块;模拟训练监控中心模块包括:战术理论模拟训练控制模块、监视中心模块和模拟训练评分模块。

而且,还包括数据库模块,数据库模块通过连接池技术实现。

而且,所述数据库模块用来获得连接池或者管理多个连接池的一个对象的引用、根据确定的对象并从连接池中获得一个连接、在使用完这个连接后将这个连接返回到连接池。

而且,所述连接池通过设置连接池的参数来控制连接池的连接数以及每个连接的最大使用次数。

一种基于网络模式的军事训练信息系统的评估方法,包括以下步骤:

步骤1、初始化;

步骤2、接收军事训练考核模块和军事模拟训练模块中学员的输入信息;

步骤3、剔除学员输入信息中无响应激励;

步骤4、根据步骤3的结果,生成交叉元并建立互斥条件;

步骤5、求解最优的交叉元组合,确定待评估序列的序列框架;

步骤6、根据最优的交叉元组合,扣除互斥条件中多余元素的分值;

步骤7、输出待评估序列的序列框架的计算结果。

而且,所述步骤5的具体实现方法为:将求解最优的交叉元组合的问题转化为一个多维0-1背包问题:

其中,S为背包内物品价值,已知有n个物体和一个背包,物体i的重量为wi,价值为pi,若将物体i的ai部分(1<i<n,0<ai)装入背包中,则有价值Piai,要将背包中的物品总价值达到最大值max S,每件物品不能分割,要么放入背包,要么不能放入背包,成为0-1背包问题,其中第i件物品有k件可用,k为有限次数。

本发明的优点和积极效果是:

本发明通过采用浏览器/服务器架构,面向大多数基层部队官兵并集学习、模拟训练、理论考核和成绩评定为一体的综合信息系统。系统设计采用了数据库的安全性策略、利用Java Servlet、JSP、Java Bean&EJB及JDBC等技术构建信息丰富的便于交互的Web应用程序。统一了军事理论与软件开发系统和网络应用系统。设计简单,使用方便,便于使用者的学习、应用、维护及管理,本发明为基层能够利用互联网或局域网进行模拟军事训练而进行的一次尝试。同时评估方法经过多次反复的测试,测试结果显示效果良好,符合训练评估的科学合理性,具备一定的人工智能,完全满足训练评估的要求。

附图说明

图1为本发明系统结构图;

图2为本发明三主机架构硬件结构图;

图3为本发明军事训练考核模块数据流程图;

图4为本发明军事模拟训练模块数据流程图;

图5为本发明军事模拟训练模块对抗演练数据流程图;

图6为本发明训练成绩档案管理模块数据流程图;

图7为本发明系统评估方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种基于网络模式的军事训练信息系统,采用采用JSP技术、Java Servlets技术、JavaBean技术、JDBC技术和数据库等技术。采用B/S架构,以高速局域网为传输通道,采用浏览器/服务器为运行机制,建立专用文件服务器和专用数据库服务器,系统体系如图2所示。

同时构建系统的安全措施:

⑴、采用B/S模式,在用户端不存贮数据,数据全部存入放置在网络安全管理中心的数据库中。

⑵、网络采用局域网结构,局域网内干线全部使用光纤线路,网络上使用网络密码机和防火墙等安全设备。

⑶、软件具有当前最高安全级别的用户级安全管理功能,具有用户身份识别,访问权限控制等功能。

一种基于网络模式的军事训练信息系统,如图1所示,包括军事训练理论模块、军事训练考核模块、军事模拟训练模块、训练成绩档案管理模块和系统评估模块,所述军事训练考核模块和军事模拟训练模块分别连接军事训练理论模块对其教学内容进行训练与考核,训练成绩档案管理模块分别连接军事训练考核模块和军事模拟训练模块对训练的成绩进行保存,系统评估模块分别连接军事训练考核模块和军事模拟训练模块,对训练的实时信息进行评估。

军事训练理论模块为学员提供快捷方便的教学内容和理论依据,通过图片、课件演示和多媒体教学资料为内容,以静态网页资料作为共享资源进行调阅学习。为基层官兵的军事训练提供快捷、方便、高质量的教学内容和理论依据。方便军事训练的组织与实施。

如图3所示,军事训练考核模块包括:系统管理模块、战士管理模块、题库管理模块和监控中心模块,其中,系统管理模块包括:管理员登录模块、更改密码模块、高级管理模块、添加资源模块、添加管理员模块、删除管理员模块、升级管理员模块和审批试卷模块;战士管理模块包括:战士注册模块、战士个人信息查询模块和战士集体信息查询模块;题库管理模块包括:基本属性设置模块、自定义试卷模块、题型设置模块、问题设置模块、随机生成试卷模块、生成问题模块和预览模块;监控中心模块包括控制考试模块和监视中心模块。军事训练考核模块包括是为基层官兵能够进行网上军事理论考核而进行设计的,用户登录后,管理员可进入题库管理模块进行题目设计并存储在题库中,学员则进入到考核模块进行考核并记录下成绩,用户可通过战士管理模块对成绩进行查询、打印、统计。

如图4和图5所示,军事模拟训练模块包括:军官管理模块、战术理论模拟训练模块和模拟训练监控中心模块,军官管理模块包括:军官注册模块、更改密码模块、军官个人信息查询模块和删除军官信息模块;战术理论模拟训练模块包括:基本属性设置模块、自定义战术想定设置模块和随机抽取战术想定模块;模拟训练监控中心模块包括:战术理论模拟训练控制模块、监视中心模块和模拟训练评分模块。当用户登录后,军官分为红方和蓝方进入对抗演练控制模块进行网上战术理论对抗演练;训练组织者则可进入对抗演练设置模块,并根据红方和蓝方的作业需要和作业进程不断设置战术,红方和蓝方则从各自不同的战术想定库分阶段提取相互对立的作业条件。同时在军事模拟训练模块中定制的安全策略为:用户登录需要首先进行安全验证;只有训练组织者才有权限进行战术设置。

如图6所示,训练成绩档案管理模块包括:战士信息管理模块、训练成绩管理模块和成绩综合评定模块。用户登录后,合法用户登录后,管理员可进入信息管理模块,对数据库(训练考核成绩表、战士信息表)的进行增、查、删和改操作,战士只可通过成绩综合评定模块查询综合评定成绩。

本系统采用三层客户/服务器模式进行设计,三层客户/服务器模式(以下简称三层模式)在两层模式的基础上,增加了新的一级。这种模式在逻辑上将应用功能分为三层:客户显示层、业务逻辑层和数据层。客户显示层是为客户提供应用服务的图形界面,有助于用户理解和高效的定位应用服务。业务逻辑层位于显示层和数据层之间,专门为实现业务逻辑提供了一个明确的层次,在这个层次封装了与系统关联的应用模型,并把用户表示层和数据库代码分开。这个层次提供客户应用程序和数据服务之间的联系,主要功能是执行应用策略和封装应用模式,并将封装的模式呈现给客户应用程序。数据层是三层模式中最底层,它用来定义、维护、访问和更新数据并管理和满足应用服务对数据的请求。

系统还包括数据库模块,数据库模块是模拟训练系统的一个重要模块。通过数据库模块,用户可以方便的完成数据的管理。例如数据的查询、添加、删除和修改等功能。这些数据包括学员、场景和成绩报告单等多种表格。通过这些数据用户可以制定自己所需的科目,并可以将必要的数据存储到数据库相应的表格中,便于事后的技术分析。

本系统的数据库模块通过连接池技术实现。对于数据库来说,厂商的做法往往是在内存中开辟相应的区域来存储可能被多次存取的数据和可能被多次执行的语句,以使这些数据在下次被访问时不必再次提交对DBMS的请求和那些语句在下次执行时不必再次编译。同样,数据持久层采用缓存技术来保存已经从数据库中检索出来的部分常用数据。客户端访问持久层时,持久层将首先访问缓存,如果能够命中则直接从缓存中提取数据,否则再向数据库发送提取数据的指令。这种设计能够大幅度地提高数据访问速度。

本系统的数据库模块具体实现方法包括以下步骤:

1、获得连接池或者管理多个连接池的一个对象的引用;

2、根据确定的对象,从连接池中获得一个连接;

3、在使用完这个连接后,将这个连接返回到连接池。

同时通过设置连接池的参数来控制连接池的连接数以及每个连接的最大使用次数。

数据层是组件化程序设计系统框架中的重要组成部分,承担着存储数据的任务。考虑到流行的操作系统的实际情况,本系统的后台数据库采用的是Oracle8数据库。

同时确定一个SQL Server安全性策略包括以下步骤:

1、实行验证模式和登录验证,使用服务器角色将SQL Server管理能力指派给用户;;

2、使用数据库角色将数据库能力指派给用户;

3、确定用于运行SQL Server服务的Windows 2000账号;

4、计划一个应用安全性策略;

5、为链接服务器确定安全性需求。

一种基于网络模式的军事训练信息系统的评估方法,如图7所示,包括以下步骤:

步骤1、初始化;

步骤2、接收军事训练考核模块和军事模拟训练模块中学员的输入信息;

步骤3、剔除学员输入信息中无响应激励;

步骤4、根据步骤3的结果,生成交叉元并建立互斥条件;

步骤5、求解最优的交叉元组合,确定待评估序列的序列框架;

步骤6、根据最优的交叉元组合,扣除互斥条件中多余元素的分值;

步骤7、输出待评估序列的序列框架的计算结果。

系统评估部分主要由软件来实现,通过对操作训练过程的实时监控,采集操作流程详细信息,通过软件处理对操作员进行操作评估。

训练系统的操作流程复杂,而且严谨,有一个标准的操作流程。把系统正规操作流程每一个步骤编一个序号,这样正规操作流程变成了一个标准的数字序列X。把操作员的实际操作过程数据采集,对比正规操作流程的步骤序号,可以把实际操作过程转化成另一个数字序列Y,将序列X和序列Y进行序列相似性比较。所谓序列相似性比较,就是比较两个序列中,显著相似的区域。

不同于数字信号处理中的时间序列,在本系统中,由操作流程构成的事件序列的自变量是代表顺序的有限整数,因变量是表征事件的常量,这样的常量没有大小之分。而时间序列的自变量可以是连续的实数,其因变量是具有大小意义的常量。事件序列和时间序列的意义不同,其处理和评估的方法也自然不同。目前常见的算法有通过寻找两个序列的最大相同子列(LCS)来定义两个序列的距离,这种算法没有考虑到不同子列对整个序列的影响。第二种算法是通过比较两个序列的最小操作代价(即编辑距离)来定义两个序列的距离,这种算法忽略了不同编辑的权重不同,因此不能准确评估模拟训练模型。本系统中立足于操作流评估的实际应用需要,提出了一种较前面两种评估方法更为合理的序列评估算法。

在本系统中,将训练评估算法转化为关于多维0-1背包问题的规划求解,采用分支限界法解决0-1背包问题最优化求解。最终形成完整的训练评估体系。

本系统提出事件序列相似性评估算法应用背景是对一列操作流的评估,为了简化问题,定义的事件序列在一个时间点仅有一次操作,且自变量为序数。本系统的事件序列是2维的问题:属性维和序数维。定义操作流中可能出现的操作为集合R={A1,A2,......,An}中的元素,n为有限值。序数维代表操作在操作流当中的位置。这样一个操作就可用2维向量E={ai,i}表示(其中i∈N,ai∈R),由这样的向量组成的序列是一个典型的事件序列。

求解两列操作流(事件序列)F1={E1,E2,......,Em}和F2={E1',E2',......,Ek'}的相似性的典型应用之一是用来评估在既定标准操作流下,学员的实际操作质量。例如学员和标准序列完全一致,那么该学员得满分,操作错误和漏掉了操作步骤都会减少该学员的得分。这样的操作流评估可以广泛应用于任何一个事件序列的评估系统。

考虑最简单的情况,F1是标准序列,其中的每一个元素都不重复。F2是待评估序列(学员操作流),其元素个数大于零。实际情况中,F1可能会重复,而且正确的操作流程标准序列可能有几个,都可以在此基础上进行拓展和修订。

通过以上定义,可以看到F1和F2的几个性质:

1、F2中的任意一个事件属性都唯一的存在于F1元素的事件属性组成的几何当中。

2、F1和F2的元素个数m和k之间的关系可以是大于、等于或者小于。

3、F1和F2的元素可以组成相交元,代表F1和F2的相同事件属性的两个元素的连线。相交元可用三元素的结构体来表示。相交元的个数等于F2的个数。

4、相交元可能会出现次序上的互斥现象。例如交叉元2和交叉元3相交,交叉元5和交叉元6指向同一个标准序列的元素,那么交叉元2和交叉元3、交叉元5和交叉元6不同时成立。交叉元反应两个序列的相似性。由于交叉元之间的互斥性,为了能找到一组交叉元使得其和最大,可以反映两个序列的相似性。考虑到冗余元素将待评估序列分成若干段,扣除冗余元素的影响,亦是相似性评估的一部分。

5、判定一组成立的交叉元可以得到一个合理的最优解,仅需要一个互斥条件是不够的,应该为交叉元定义相应的权值。这些权值的和正好等于满分值。当标准序列完全等于待评估序列时,交叉元不存在互斥,那么待评估序列对应的分值恰好是满分值。

6、求解带互斥条件的交叉元分值和问题转化为一个多维0-1背包问题,可描述为:

其中,S为背包内物品价值,已知有n个物体和一个背包,物体i的重量为wi,价值为pi,若将物体i的ai部分(1<i<n,0<ai)装入背包中,则有价值Piai,要将背包中的物品总价值达到最大值max S,每件物品不能分割,要么放入背包,要么不能放入背包,成为0-1背包问题,其中第i件物品有k件可用,k为有限次数。

通过求解最优的交叉元组合,可以确定待评估序列的序列框架。定义序列框架为待评估序列中的没有多余操作步骤组成的一个满足标准序列顺序的子列,其余的元素均为多余操作。

根据实际的训练操作分析出在评估中需要处理的各种情况,主要有:⑴、多种正确的操作序列,⑵、冗余无响应激励的操作动作,⑶、各种操作动作对应不同的分值,⑷、操作时间的影响。据上面的四个方面的分析,设计实现该系统,依次采取剔除无激励响应、多序列匹配和自定义操作步骤分值等方法。

根据上述一种基于网络模式的军事训练信息系统及其评估方法,本发明具有较高的网络安全性和便于使用和维护性,目前已经在某高校模拟训练项目中使用,实际功能性能和安全性已经得到了较好的验证。

需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。

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