裝備指揮專業網絡訓練考核系統的設計與實現

杜 剛, 趙宏宇

(裝備學院裝備指揮系,北京101416)

裝備指揮專業網絡訓練考核系統的設計與實現

杜 剛, 趙宏宇

(裝備學院裝備指揮系,北京101416)

“基地化、網絡化、實用化”是當前軍事訓練的總體目標,為適應信息化條件下裝備指揮專業訓練和考核方式的變革,采用Client/Server架構及先進的答題技術、多線程技術、多層服務器技術以及故障恢復技術設計,并實現了裝備指揮專業網絡訓練考核系統,系統具有題(卷)庫管理、網絡訓練、網絡考核、考務管理、人員管理等功能,為改革創新信息化條件下裝備指揮專業訓練考核方式提供了有效手段。應用和實踐表明,系統能夠有效提高裝備指揮專業訓練考核的智能化和高效化。

裝備指揮專業;網絡訓練;網絡考核;考務管理

為適應信息化條件下裝備指揮專業訓練和考核方式的變革,積極響應總部提出的“積極推進軍事訓練改革創新,加強信息化條件下軍事訓練基本理論和實踐問題研究,改革軍事訓練考評方法手段”的總體要求,裝備指揮專業訓練和考核的模式及方法必須進行大膽的改革和創新,按照“基地化、網絡化、實用化”的總體目標不斷進行推進,以實現訓練考核的智能化和高效化。當前,全軍裝備指揮專業正在大力開展信息化條件下的軍事訓練,其方法和手段有：一是立足現有裝備,進行模擬仿真訓練;二是著眼整體提高,進行綜合集成訓練;三是開發信息系統,進行網絡對抗及訓練。對上述訓練進行評價考核,不能簡單地采用傳統的考核方式,而要在綜合分析各種訓練手段的基礎上,采用信息化手段進行多方面的考核,既包括理論知識的考核,也包括實際操作方面的考核。在此背景下,研究并設計基于網絡的訓練考核系統對于滿足上述要求具有重要的意義。

1 系統需求及工作流程

信息化條件下,隨著部隊新裝備的不斷增加以及新型作戰指揮平臺,例如一體化指揮平臺、各軍兵種裝備指揮系統的廣泛應用,裝備指揮專業的訓練正按照“基地化、網絡化、實用化”的總體目標不斷推進。裝備指揮人員不僅要熟練掌握傳統的指揮理論和指揮技能,還要能夠熟練使用各種新型作戰指揮平臺,但針對上述新型作戰指揮平臺的訓練及考核方法和手段卻未能及時跟上,主要表現在：訓練考核方法落后,手段單一,培訓花費大、時間長、效率低等方面[1],直接影響了對訓練效果的考核和評估?；谏鲜隹紤],在對裝備指揮人員所需指揮理論、指揮技能知識要點和能力結構分析研究的基礎上[2],系統對涉及裝備指揮的理論知識、操控技能以及對新型作戰指揮平臺使用技能進行統一考核,同時為實現裝備指揮人員的個性化學習和訓練提供切實有效的途徑。

各單位利用該系統可以通過局域網基礎環境組織網絡訓練和考核,同時總部也可以通過廣域網基礎環境組織總部級的網絡考核。系統所涉及的用戶主要有4個方面：①訓練考核人員,系統的最終用戶,能夠使用網絡訓練,網絡考核等功能;②專家,試題庫建設和試卷建設的中堅力量,保證試題的時效性和正確性;③ 判卷人員,主要負責主觀題的判卷工作;④管理員,系統的維護者和考核工作的組織者。

系統實際工作流程如圖1所示。

圖1 系統實際工作流程

2 系統主要功能

系統集成網絡訓練和網絡考核2大功能,采用Client/Server結構,具有人員管理、題(卷)庫管理、網絡訓練、網絡考核、考務管理等具體功能。

2.1 人員管理功能

人員管理功能模塊區分考生、專家和管理員的身份,并且為網絡訓練考核提供人員信息,以便于開展網絡訓練和網絡考核。其基本功能如下：① 人員信息的錄入和管理,其中包括考生、專家和管理員信息。② 考生信息可從現有的人員實力庫中獲取,專家和管理員的人員信息由各基層單位,上報總部,經總部批準后,由總部下發專家和管理員人員信息確認數據文件。③ 使用全局統一的樹形機構編碼方法。④ 人員信息管理采用同步體制,各基層單位及時將已維護的人員信息上報總部,以便總部組織開展網絡考核,滿足統計評價的時效性。⑤ 人員信息包括工作崗位信息,工作崗位使用全局統一的編碼,網絡訓練考核系統根據人員的工作崗位信息為考生選擇訓練策略、訓練試卷和考核試卷;同時也根據人員的工作崗位信息規范專家的出題和組卷權限(即每個專家也有相應的工作崗位)。

2.2 題(卷)庫管理功能

試題庫是建立試卷的基礎,同時也是題庫考核模式下的支撐數據庫,該功能模塊主要完成組卷策略編輯、組卷、試卷編輯和歷史試卷管理等功能,其基本功能如下：① 試卷分為考核試卷和訓練試卷2種類別。②原則上,當總部組織的網絡考核結束后,考核試卷將加入訓練試卷庫,便于以后各基層單位組織開展網絡訓練。③ 根據訓練考核和工作崗位的要求,制訂相應的組卷策略,自動從試題庫中抽取試題,組成1份或多份試卷。④ 能顯示試卷內容、試卷的知識結構和題型分布,并能對試卷內容進行調整。⑤ 能實現多種試卷生成方案,主要有自動組卷、手動組卷、試卷批錄入和試卷合并。

2.3 考務管理功能

考務管理功能模塊主要完成考試批次建立、該批次考生信息配置、試卷配置和成績管理等功能[3],其基本功能如下：① 根據各基層單位、總部制定的考核計劃建立相應的考試批次,各層次的考試批次互不影響,分別作為各單位評價訓練效果的依據。② 根據考核計劃從人員信息庫中導入并建立參加該批次考核的人員信息。參加考核的人員信息可根據考核計劃和要求從人員信息庫中全部導入,也可人工選擇,或者隨機從人員信息庫中選擇,同時支持臨時考生信息的錄入。③ 根據考核計劃設置考核批次的考試模式,可以選擇題庫模式也可選擇卷庫模式,在選擇卷庫模式的情況下,需要提前生成試卷。④ 根據考核計劃的時間安排,設置考試場次并安排考生,同時通過網絡公布考核計劃。⑤ 在卷庫模式下,統計試卷需求,并按照試卷需求進行配卷。⑥ 考核結束后,對參加考核的人員成績進行統計,并通過網絡公布考核成績。

2.4 網絡考核功能

網絡考核功能模塊主要完成網絡考核和主觀題判卷功能,其基本功能[4-5]如下：① 參加考核人員通過網絡訓練考核客戶端登錄網絡訓練考核服務器,進行身份認證、試卷下載、答題和試卷提交。②網絡訓練考核服務器根據此次考試批次的屬性,為參加考核人員準備試卷。如果是題庫模式,則根據組卷策略隨機從題庫中抽取試題,組成試卷。③網絡訓練考核服務器采用TCP/IP通信協議,使用多線程技術,并且采用完善的故障處理和恢復技術,保證網絡考核的可靠性。④ 主觀題判卷能夠在隱含參加考核人員信息的情況下,提供人工評判主觀題的平臺。

2.5 網絡訓練功能

網絡訓練功能模塊的基本功能如下：① 相關人員可以查看當前發布的計劃,查看訓練信息及要求。② 相關人員選擇某訓練計劃后,網絡訓練考核服務器將根據訓練計劃策略提供訓練試卷。③完成訓練后可對照參考答案進行試卷查看分析。④ 可將訓練試卷進行打印。

3 系統實現關鍵技術

3.1 多線程技術

系統因具有參加人數多,適時性要求高的特點,若采用單線程,考試服務器將逐一完成所要求的工作,勢必造成響應慢,排隊等待時延長等現象。因此,為提高運行效率,系統采用多線程并發處理的方法進行優化設計[6-7]。系統采用TCP通信協議,建立4個TCP類型的套接字對象,占用4000～4003網絡端口。分別用于偵聽考生登錄、考生交卷、數據備份、系統維護的TCP連接請求。其考生登錄流程如圖2所示。

圖2 考生登錄線程流程

3.2 答題技術

系統考核方式主要分為理論知識考核和實際操作考核2種。其中,理論知識考核主要由客觀題和主觀題構成,客觀題由系統自動評分,主觀題由判卷人員使用判卷系統對比答案進行評分;實際操作考核分為模擬訓練環境考核和真實操作環境考核2種,模擬訓練環境考核由系統動態調用模擬訓練軟件,讀取操作數據,并自動評分;真實操作環境考核由系統動態調用新型作戰指揮平臺,根據考核文檔素材生成模擬數據,通過內核插件獲取實際操作結果并自動評分。其基本思路及流程如圖3所示。

圖3 答題技術工作流程

3.3 多層服務器技術

系統按照廣域網絡的特性進行設計,廣域網絡存在若干路由器(網絡層節點),使數據庫的訪問受到連接類型的限制,同時考慮到數據庫的訪問許可協議也具有訪問數量的限制,因此系統設計為3層服務器模式,即客戶端(考試平臺)-考試服務器-數據庫模式。

3.4 故障恢復技術

3.4.1 服務器故障恢復

單臺服務器故障是不可避免的,其原因主要有：軟件故障、硬件故障、電源故障、操作故障、環境故障、破壞性的病毒、意外或惡意的刪除和修改。系統采用雙機熱備份模式。當工作機出現故障時,備份機可以立即接替故障機的工作,保證系統工作連續,從而保證了系統的容錯和實時功能。為此,系統提供自動服務器切換功能,將服務器故障所引起的損失降到最小。

3.4.2 考試客戶機故障恢復

考試過程中,考試服務器上為每個考生打開一個臨時文件,記錄其已做完的每道題的答案和剩余時間。一旦考生客戶機發生意外,服務器上的臨時文件仍正常保留?？忌芍亻_機登錄并以自己的個人信息找到狀態標記和自己的臨時文件,從上次中斷的地方和剩余時間恢復考試。

3.4.3 網絡故障恢復

試卷下發時,為減少傳輸故障引起的反復傳輸,可把每份試卷單獨組成壓縮文件傳輸,監控每份試卷的傳輸過程,若發現傳輸出錯,則自動從斷點恢復再傳。同時,在考試過程中,無論發生何種故障,考試自動計時功能都將延長由故障導致考生損失的考試時間。

4 結束語

裝備指揮專業網絡訓練考核系統為變革裝備指揮專業的訓練考核模式和方法提供了有益嘗試,多次應用和實踐表明,該系統能夠滿足信息化條件下裝備指揮專業訓練考核的需求,且可提高訓練考核的智能化和高效化。

References)

[1]張昌宏,胡衛.基于ER模型的裝備訓練考核系統建模[J].火力與指揮控制,2009(7)：122-125.

[2]蔡艷寧,葉雪梅,汪洪橋,等.軍事訓練考核數據倉庫模型設計與實現[J].計算機工程,2006(1)：276-278.

[3]齊向明.通用考務管理系統的需求分析與系統設計[J].遼寧工程技術大學學報,2003(3)：42-45.

[4]張新猛,周安寧,李月梅.網上考試自測系統及題庫的設計與實現[J].計算機工程,2000(10)：691-694.

[5]張江,黃迪明,廖建明.通用考試系統的設計與實現[J].電子科技大學學報,2001(2)：157-161.

[6]BEVERIDGE J,WIENER R.Win32多線程程序設計[M].侯捷,譯.武漢：華中科技大學出版社,2002：72-89.

[7]錢能.C++程序設計教程[M].北京：清華大學出版社, 2005：105-120.

(編輯：孫陸青)

The Design and Implementation of Training&Examination System Based on Network for Equipment Command Profession

DU Gang, ZHAO Hongyu

(Department of Equipment Command,Equipment Academy,Beijing 101416,China)

Currently,training based on unit,network and practicality is the general goal.In order to adapt the reform of the training&examination mode under the condition of informanization, the paper adopts Client/Server structure,the advanced technique of doing exam,multithreading, multi-server and malfunction resuming,and realizes the training&examination system based on network for equipment command profession,which has functions of examination subject(paper)management,military training based on network,examination based on network,exam management and personnel management.The application and practice indicate that the system can effectively improve the validity and intelligence of the training&examination based on equipment command profession.

equipment command professional;training based on network;examination based on network;exam management

E 251

2095-3828(2014)01-0095-04

ADOI10.3783/j.issn.2095-3828.2014.01.021

2013-05-11

部委級資助項目

杜 剛(1978-),男,講師,碩士.主要研究方向：裝備建模及信息化.radio1905@163.com.