物资流通仿真实验教学平台的构建与应用*

□ 魏华男，李天鹏，苑希超

(陆军工程大学石家庄校区 弹药工程系，河北 石家庄 050003)

为提高军队院校学员解决实际问题的能力，在教学过程中引入实验教学具有重要意义。实验教学可锻炼学员在实践中发现、分析和解决问题的能力，同时，它可辅助学员巩固和理解专业理论知识，所以，实验教学是军校培养合格军事人才必不可少的实践性环节。但是受到环境、条件、成本等现实因素的影响，导致实验教学在军校课堂上无法有效开展，限制了学员实践能力的提升。随着信息化教学改革的迅猛发展，虚拟仿真技术已成为实验教学改革的一个有力突破点[1]。针对弹药装备的燃爆属性，借助虚拟仿真技术可完成对弹药物资在区域范围内流通能力的模拟，有效提升弹药保障相关课程的实验教学能力，对弹药专业学员掌握弹药物资调配输送的客观规律具有重要的意义。

1 物资流通仿真实验教学平台构建意义

构建物资流通仿真实验教学平台，可开展物资从仓储到配送地点的宏观路径研究。物资流通能力模拟评估可完成对线路选择，输送能力的模拟评估，实现根据不断变化的情况，及时修订弹药供应保障方案，最大限度地避免盲目性。该平台可实现弹药物资的供应评估、流通规划，辅助生成保障方案、调整优化储备布局等，可满足学员对科学掌握通用弹药保障物流能力的需求，解决教学过程中弹药保障缺乏实验环节的问题。

2 物资流通仿真实验教学平台的构成

为了构建完善的物资流通仿真实验教学平台,教研室将服务器、虚拟仿真终端等设备按体系进行建设规划，形成互联互通的实验教学平台，最大程度的保障物资流通仿真实验教学。

2.1 物资流通仿真实验教学平台硬件构架

物资流通仿真实验教学平台基于网络技术进行构建，它将信息技术与实时仿真技术相结合，适用于实现教学实验平台的数字化与虚拟化，为开设物资流通仿真实验课程提供了全新的教学环境[2]。与实时仿真实验不同的是，除了到实验室实地操作实时仿真系统进行实验课程外，也可以通过网络技术的强大互连特性，通过登录远程的虚拟仿真系统进行模拟练习。系统架构如下图1所示。

系统采用B/S三层结构，即UI层、应用层和数据层。UI层：即表示层，是用户的操作界面，用于显示数据和接收用户的输入数据，为用户提供的一种交互式操作界面。应用层：即业务逻辑层，是系统的运算核心部分，可以实现逻辑运算和判断，它处于UI层和数据层之间，起到了数据交换中承上启下。数据层：负责数据的访问和存储。

图1 物资流通仿真实验教学平台拓扑结构图

2.2 物资流通仿真实验教学平台软件构架

物资流通模拟仿真系统是基于Flexsim仿真软件进行构建[3]，在区域选定的地理范围内，以陆路运输为主要路径，配置站点路线、输送任务等，设计符合物资配送特征的实验，完成对线路选择，输送能力的模拟。基本流程如图2所示。

图2

该系统主要由三个部分组成：实验初始数据输入、路线创建编辑和任务设置运行。

实验初始数据输入部分由站点基础信息、路线限制、运输工具和站点坐标参照四个输入模块组成。站点基础信息模块用于输入站点的基础信息，如图3所示，包括经纬度坐标输入、路线类型分类(铁路或者公路)输入、站点间距以及站点关联关系输入和间距输入。站点基础信息输入主要用于输入构建区域内流通路线网络节点的，路线网络是路线创建编辑时进行路线创建的基础。路线限制输入是对不同路线类型的流量进行限制。运输工具输入是对不同运输工具的装载量、装载时间做出限制。站点的坐标参照输入，是在导入底图后，利用两个已经确定的站点坐标作为位置参照，对站点基础信息上的其他站点，从经纬度转换为仿真模型中的坐标。

图3 区域内流通路线网络节点示意图

路线创建编辑部分由路径搜索、路径添加、路径保存三个功能模块组成。路径搜索功能是通过选择起始点后，点击路径搜索按钮即完成一次搜索。路径搜索完成后，在路径搜索结果中，罗列出起点到终点的路线结果。从中选择所需的路径，点击路径添加功能按钮，即可将选中的路线添加到运输路线中，作为路线的一段使用。鼠标从路线列表中选择一条路线做为容器。点击路径添加按钮，即完成将搜索结果的路径，添加到一条路线中。完成路径的添加和路线编辑后，进行路线保存，即完成了一条路线的准备工作。

任务设置运行部分由任务列表输入、任务详情显示以及任务结果数据显示三个模块组成。任务列表输入包括任务名称、运载量、运输工具、编组单位和选择路线五个需要输入的信息。任务信息输入完毕后，进行任务初始化，任务数据将自动细分到任务详情显示模块中。点击任务数据显示框的任务初始化按钮，任务运行，结果数据自动在任务数据显示框显示，数据包括：时间、任务、路线、路线段落、站点、运输工具、运载量、事件类型、事件名称。至此，一次区域物资输送模拟仿真实验完成。系统主体结构如图4所示。

图4 物资流通仿真实验教学系统模块构成

3 物资流通仿真实验教学平台的应用

物资流通仿真实验平台网络构架基于B/S方式，学员学习可以随时随地，不受地域、时间的限制，只要可以访问网络服务器，打开浏览器即可实验课程练习。这种方式大大提高了该实验教学平台的伸缩性和适应性，克服了实验场地、实验器材、课时数等对学员实践能力培养的限制[4]。物资流通仿真实验教学系统开放性很强，得利于Flexsim融合了C++的用户定制对象功能，学员可将复杂、抽象、时空跨度大的现实案例转化为数据模型，整个实验过程通过平台的虚拟仿真功能实时、动态、立体呈现，激发学员最大限度的参与到物资流通仿真实验中。学员通过对模型实验结果数据的分析，学习和探索弹药物资的宏观运输的规律，培养学员自主拟定方案、自主开展实验、自主探索规律的创新意识[5]。

4 小结

物资流通仿真实验平台将基于Flexsim的虚拟仿真技术引入弹药专业储供保障方向教学中，构建了以校园局域网为基础、以物资流通仿真实验软件为支撑、以开放互联为牵引、以学员自主开展实验为目标的实验教学平平台。借助该平台培养了学员掌握专业知识能力、独立探索能力、综合设计能力，探索了弹药专业信息化教学改革的新方向。