基于MapX的火力预警平台的设计与实现
摘要
本课题通过对GIS二次开发，设计和实现了一个陆军火力预警平台。旨在将GIS和GPS集成应用于陆军火力预警中，为作战指挥员展示一个直观、动态的战场环境，方便指挥和决策，同时为我军快速开发陆军预警系统提供参考。
文中介绍了火力预警系统的工作逻辑、组织结构和组网方案，分别实现了预警子系统、作战会议子系统、公文收发子系统和用户管理模块。
预警子系统中重点实现了地图的基本操作、对运动目标的跟踪定位、火力范围的自动标注、有火力威胁时的报警、运动目标的轨迹回放和敌军火力情报的共享等预警系统的主要功能。
针对车队长途行军特点，借助目前已经提出的公路自由流车速模型，给出了一种基于道路分析求解时间最短行军路线的方法，利用直线优化Dijkstra算法实现了该查询功能。
以陆军作战部署中的部分作战要素为特征属性，建立了作战部署模型。利用样例推理(CBR)技术从战例库中检索类似战例，帮助指挥员从以往战例中借鉴经验、吸取教训，实现辅助决策。
辅助设计和实现了作战会议子系统和公文收发子系统。主要包括视频验证、电子白板、公文生成和收发等功能。
系统以Visual Basic 6.0为开发语言，选取MapInfo公司的MapX组件进行开发，为作战指挥员提供了一个可视化的战场环境，可以提醒指挥员注意可能出现的火力威胁，有效地节省指挥员查阅和分析相关信息的时间，从而提高作战指挥决策的速度和科学性。
In this paper, the further development is done on GIS and a system named FirepowerEarly-Warning platform is developed. The purpose is, integrating GIS and GPS and applyingit to the Firepower Early-Warning of Army, showing a intuitionistic and dynamicenvironment of the battlefield to commanders, which is very helpful for decision making andcommand, and is referential to developing the early-warning system of our Army quickly.
It designs the working logic and structure and the blue print of the network building ofthe system. The system is made up of the Early-Warning subsystem, meeting subsystem,dispatching documents subsystem and the module of users' management.
Most work is done in the Early-Warning subsystem, such as, map's basal manipulation,positioning and tailing objects on digital map, marking arms' firepower range, giving analarm in danger, playing back moving objects, sharing the firepower information with others,and so on. All of these are the elementary function of the Early-Warning system.
By dint of the existing model of the operating speed of the truck, aiming at the characterof the troop's long-distance march, the paper put forward a solution to the shortest-time marchroute based on the analysis of road on GIS, which is implemented by the Linear OptimizedDijkstra algorithm.
By selecting some elements of battle disposition as characteristic attributes, it builds thedepictive model of battle disposition. Based on this, it searches the similar cases from thebattle case database, which can help the commander to acquire the experience and lessons,and come to the purpose of decision making.
Additionally, meeting subsystem and dispatching documents subsystem is designed andimplemented, whose functions include validating status by video, electric whiteboard,building and dispatching documents, etc.
The system is developed with Visual Basic 6.0 and a GIS component of MapInfocorporation named MapX. It shows the commander a video environment of battlefield, andreminds him paying attention to the danger potential, which can save the time of finding andanalyzing relative information, and improve the speed and rationality of the command anddecision making.
文中介绍了火力预警系统的工作逻辑、组织结构和组网方案，分别实现了预警子系统、作战会议子系统、公文收发子系统和用户管理模块。
预警子系统中重点实现了地图的基本操作、对运动目标的跟踪定位、火力范围的自动标注、有火力威胁时的报警、运动目标的轨迹回放和敌军火力情报的共享等预警系统的主要功能。
针对车队长途行军特点，借助目前已经提出的公路自由流车速模型，给出了一种基于道路分析求解时间最短行军路线的方法，利用直线优化Dijkstra算法实现了该查询功能。
以陆军作战部署中的部分作战要素为特征属性，建立了作战部署模型。利用样例推理(CBR)技术从战例库中检索类似战例，帮助指挥员从以往战例中借鉴经验、吸取教训，实现辅助决策。
辅助设计和实现了作战会议子系统和公文收发子系统。主要包括视频验证、电子白板、公文生成和收发等功能。
系统以Visual Basic 6.0为开发语言，选取MapInfo公司的MapX组件进行开发，为作战指挥员提供了一个可视化的战场环境，可以提醒指挥员注意可能出现的火力威胁，有效地节省指挥员查阅和分析相关信息的时间，从而提高作战指挥决策的速度和科学性。
In this paper, the further development is done on GIS and a system named FirepowerEarly-Warning platform is developed. The purpose is, integrating GIS and GPS and applyingit to the Firepower Early-Warning of Army, showing a intuitionistic and dynamicenvironment of the battlefield to commanders, which is very helpful for decision making andcommand, and is referential to developing the early-warning system of our Army quickly.
It designs the working logic and structure and the blue print of the network building ofthe system. The system is made up of the Early-Warning subsystem, meeting subsystem,dispatching documents subsystem and the module of users' management.
Most work is done in the Early-Warning subsystem, such as, map's basal manipulation,positioning and tailing objects on digital map, marking arms' firepower range, giving analarm in danger, playing back moving objects, sharing the firepower information with others,and so on. All of these are the elementary function of the Early-Warning system.
By dint of the existing model of the operating speed of the truck, aiming at the characterof the troop's long-distance march, the paper put forward a solution to the shortest-time marchroute based on the analysis of road on GIS, which is implemented by the Linear OptimizedDijkstra algorithm.
By selecting some elements of battle disposition as characteristic attributes, it builds thedepictive model of battle disposition. Based on this, it searches the similar cases from thebattle case database, which can help the commander to acquire the experience and lessons,and come to the purpose of decision making.
Additionally, meeting subsystem and dispatching documents subsystem is designed andimplemented, whose functions include validating status by video, electric whiteboard,building and dispatching documents, etc.
The system is developed with Visual Basic 6.0 and a GIS component of MapInfocorporation named MapX. It shows the commander a video environment of battlefield, andreminds him paying attention to the danger potential, which can save the time of finding andanalyzing relative information, and improve the speed and rationality of the command anddecision making.
引文
[1] 蒲林科．美国陆军作战指挥系统．现代防御技术，2002，30(6)：30-34．
[2] 吴信才等著．地理信息系统设计与实现．北京：电子工业出版社，2002．
[3] 刘光著．地理信息系统二次开发教程——组件篇．北京：清华大学出版社，2002．
[4] 李胜乐，陆远忠，车时著．MapInfo地理信息系统二次开发实例．北京：电子工业出版社，2004．
[5] 齐锐，屈韶琳，阳琳斌著．用MapX开发地理信息系统．北京：清华大学出版社，2003．
[6] 富立，范耀祖著．车辆定位导航系统．北京：中国铁道出版社，2004．
[7] 张新长，马林兵，张青年等著．地理信息系统数据库．北京：科学出版社，2005．
[8] 汪晓平，钟军等著．Visual Basic网络通信协议分析与实现．北京：人民邮电出版社，2003．
[9] 李连营，李清泉，李汉武等著．基于MapX的GIS应用开发．武汉：武汉大学出版社，2003．
[10] 梁日辉，罗建军．MapX在VC++中集成实现军用标图系统的研究．计算机应用与软件，2005，22(6)：43-44．
[11] 王德春，张孝芳．基丁MapX的GPS和GIS位置信息实时标注系统．青岛大学学报(自然科学版)，2005，18(1)：87-89．
[12] 王开义，赵春江，胥桂仙等．GIS领域最短路径搜索问题的一种高效实现．中国图象图形学报，2003，8(8)：951-956．
[13] 钟小明，刘小明，荣建等．基于高速公路路线设计一致性的中型卡车运行速度模型研究．公路交通科技，2005，22(3)：92-96．
[14] Wu J, McDonald M, Brackstone M. The calibration and validation of a fuzzy logic based microscopic car following model. Transportation Research Part C, 2003:463-479.
[15] 廖明军，王杨，刘海英等．高速公路纵坡自由流运行速度特性及模型．北华大学学报(自然科学版)，2005，6(5)：455-459．
[16] 钟小明，陈永胜，张杰等．公路平曲线路段大型车运行速度模型研究．公路交通科技，2005，22(12)：35-38．
[17] Zhan F B. Three eastest shortest path algorithms on real road networks: Data Structures and procedures. Journal of Geographic Information and Decision Analysis, 1997, 1(1):70-82.
[18] 张鹏，马琦．基于Oracle Spatial的GIS图层信息实时共享的实现方法．现代电子技术，2005，28(24)：61-63．
[19] Adelw S. A Prototype case-based reasoning system for real-time freeway traffic routing. Transportation Research, 2001, 9(10):353-356.
[20] 张云涛，龚玲著．数据挖掘原理与技术．北京：电子工业出版社，2004．
[21] Tan P N，Steinbach M，Kumar V．范明，范宏建等译．数据挖掘导论(Introduction to Data Mining)．北京：人民邮电出版社，2006．
[22] 陈保香，曹奇英，夏祖勋．案例推理在海军战术决策中的应用．华东船舶工业学院学报，2000，14(5)：45-49．
[23] 胡丹露．战场环境信息支持作战决策研究．军事运筹与系统工程，2004，18(2)：43-47．
[24] 栾好利，张翼英，曾文．基于案例推理的技术研究．沈阳工程学院学报(自然科学版)，2005，1(2)：95-97．
[25] RALPH B. Introduction to case-based reasoning. America: Diagnostic Strategies, 2003.
[26] Kraslawski A, Pedrycz W, Nystrom L. Fuzzy neural network as instance generator for case-based reasoning system. Neural Computing & Applications, 1999, 8(2):106-113.
[27] 凌海风，郭坚毅，严骏等．案例推理技术用于故障诊断时的相似算法．解放军理工大学学报(自然科学版)，2006，7(5)：480-484．
[28] Mansilla E B, Ho T K. Domain of competence of XCS classifier system in complexity measurement space. IEEE Trans on Evolutionary Computation, 2005, 9(2):82-104.
[29] Hwang W Y, Chen N S, Hsu R L. Development and evaluation of multimedia whiteboard system for improving mathematical problem solving. Computers & Education, 2006, 46(2):105-121.
[30] 余飞扬，赵晨等．虚拟教室中发言权控制策略的设计．计算机工程，2003，29(4)：176-178．
[31] 赵臣兵，刘立柱．基于RTP协议的视频实时采集与传输的研究．微计算机信息(测控自动化)，2006，22(6)：123-126．
[32] Camillan H. Designing high-quality interactive multimedia learning modules. Computerized Medical Imaging and Graphics, 2005, 29(3):223-233.
[33] 昌民融，徐亚峰，尤晋元．RTP／RTCP协议在视频监控系统中的实现．计算机应用与软件，2006，23(1)：79-81．
[34] 陈震伟，项明．基于RTP的MPEG-2视频数据在IP网络中实时传输的研究与实现．微型电脑应用，2004，20(2)：53-55．
[35] 赵慧勤，张景安．XML电子公文编辑器XWord的设计与实现．计算机工程与应用，2004，40(10)：104-107，119．
[2] 吴信才等著．地理信息系统设计与实现．北京：电子工业出版社，2002．
[3] 刘光著．地理信息系统二次开发教程——组件篇．北京：清华大学出版社，2002．
[4] 李胜乐，陆远忠，车时著．MapInfo地理信息系统二次开发实例．北京：电子工业出版社，2004．
[5] 齐锐，屈韶琳，阳琳斌著．用MapX开发地理信息系统．北京：清华大学出版社，2003．
[6] 富立，范耀祖著．车辆定位导航系统．北京：中国铁道出版社，2004．
[7] 张新长，马林兵，张青年等著．地理信息系统数据库．北京：科学出版社，2005．
[8] 汪晓平，钟军等著．Visual Basic网络通信协议分析与实现．北京：人民邮电出版社，2003．
[9] 李连营，李清泉，李汉武等著．基于MapX的GIS应用开发．武汉：武汉大学出版社，2003．
[10] 梁日辉，罗建军．MapX在VC++中集成实现军用标图系统的研究．计算机应用与软件，2005，22(6)：43-44．
[11] 王德春，张孝芳．基丁MapX的GPS和GIS位置信息实时标注系统．青岛大学学报(自然科学版)，2005，18(1)：87-89．
[12] 王开义，赵春江，胥桂仙等．GIS领域最短路径搜索问题的一种高效实现．中国图象图形学报，2003，8(8)：951-956．
[13] 钟小明，刘小明，荣建等．基于高速公路路线设计一致性的中型卡车运行速度模型研究．公路交通科技，2005，22(3)：92-96．
[14] Wu J, McDonald M, Brackstone M. The calibration and validation of a fuzzy logic based microscopic car following model. Transportation Research Part C, 2003:463-479.
[15] 廖明军，王杨，刘海英等．高速公路纵坡自由流运行速度特性及模型．北华大学学报(自然科学版)，2005，6(5)：455-459．
[16] 钟小明，陈永胜，张杰等．公路平曲线路段大型车运行速度模型研究．公路交通科技，2005，22(12)：35-38．
[17] Zhan F B. Three eastest shortest path algorithms on real road networks: Data Structures and procedures. Journal of Geographic Information and Decision Analysis, 1997, 1(1):70-82.
[18] 张鹏，马琦．基于Oracle Spatial的GIS图层信息实时共享的实现方法．现代电子技术，2005，28(24)：61-63．
[19] Adelw S. A Prototype case-based reasoning system for real-time freeway traffic routing. Transportation Research, 2001, 9(10):353-356.
[20] 张云涛，龚玲著．数据挖掘原理与技术．北京：电子工业出版社，2004．
[21] Tan P N，Steinbach M，Kumar V．范明，范宏建等译．数据挖掘导论(Introduction to Data Mining)．北京：人民邮电出版社，2006．
[22] 陈保香，曹奇英，夏祖勋．案例推理在海军战术决策中的应用．华东船舶工业学院学报，2000，14(5)：45-49．
[23] 胡丹露．战场环境信息支持作战决策研究．军事运筹与系统工程，2004，18(2)：43-47．
[24] 栾好利，张翼英，曾文．基于案例推理的技术研究．沈阳工程学院学报(自然科学版)，2005，1(2)：95-97．
[25] RALPH B. Introduction to case-based reasoning. America: Diagnostic Strategies, 2003.
[26] Kraslawski A, Pedrycz W, Nystrom L. Fuzzy neural network as instance generator for case-based reasoning system. Neural Computing & Applications, 1999, 8(2):106-113.
[27] 凌海风，郭坚毅，严骏等．案例推理技术用于故障诊断时的相似算法．解放军理工大学学报(自然科学版)，2006，7(5)：480-484．
[28] Mansilla E B, Ho T K. Domain of competence of XCS classifier system in complexity measurement space. IEEE Trans on Evolutionary Computation, 2005, 9(2):82-104.
[29] Hwang W Y, Chen N S, Hsu R L. Development and evaluation of multimedia whiteboard system for improving mathematical problem solving. Computers & Education, 2006, 46(2):105-121.
[30] 余飞扬，赵晨等．虚拟教室中发言权控制策略的设计．计算机工程，2003，29(4)：176-178．
[31] 赵臣兵，刘立柱．基于RTP协议的视频实时采集与传输的研究．微计算机信息(测控自动化)，2006，22(6)：123-126．
[32] Camillan H. Designing high-quality interactive multimedia learning modules. Computerized Medical Imaging and Graphics, 2005, 29(3):223-233.
[33] 昌民融，徐亚峰，尤晋元．RTP／RTCP协议在视频监控系统中的实现．计算机应用与软件，2006，23(1)：79-81．
[34] 陈震伟，项明．基于RTP的MPEG-2视频数据在IP网络中实时传输的研究与实现．微型电脑应用，2004，20(2)：53-55．
[35] 赵慧勤，张景安．XML电子公文编辑器XWord的设计与实现．计算机工程与应用，2004，40(10)：104-107，119．