装甲车辆信息系统，也常常被人们称为坦克装甲车辆综合电子信息系统，简称“车电”系统。装甲车辆信息系统半实物仿真集成是利用建模技术、半实物仿真技术和试验技术等，构建“真实”的装甲车辆信息系统及其运行环境——信息系统半实物仿真集成系统，对不同任务剖面、不同战场环境、不同战场态势下装甲车辆信息系统的功能、性能等进行试验。

下面将以某装甲车辆信息系统半实物仿真集成为例，对装甲车辆信息系统半实物仿真集成系统及测试的关键问题进行说明。

2.7.3.1　装甲车辆信息系统功能组成

装甲车辆信息系统的一般构成如图2-98所示。

1.底盘控制总线

底盘控制总线连接惯导、电气控制、发动机控制、传动控制、三防和灭火等子系统，用于完成各功能子系统控制层的信息传输与共享。底盘控制总线一般采用CAN 或FlexRay 总线。底盘控制总线上设备一般包含如下部件：

·惯导：利用惯性敏感元件（如陀螺仪等）获得车辆的位置信息，通过总线将位置信息共享至其他功能子系统，可用于定位导航、战场态势生成等。

·低压控制装置：对低压用电负载进行供配电控制。

·高压控制装置：对高压用电负载进行供配电控制。

·电源控制器：对发电机、电池及DC/DC 等进行控制。

·发动机控制器：根据乘员操控，对发动机进行控制。

图2-98　坦克装甲车辆信息系统的一般构成

·传动控制器：对传动装置进行控制，完成换挡、转向、制动及速度控制。

·三防控制器：对核、生、化等威胁进行探测，自动控制增压风机、转换装置等动作，以防御核武器、生物武器和化学武器的攻击，保护车内乘员安全。

·动力舱灭火控制器：通过火警探测器（光学探测器和线式探测器）探测火警信号，控制灭火瓶动作。

·驾驶员终端：完成各功能子系统状态信息显示，以及电子地图、导航定位等信息的显示。

2.武器控制总线

武器控制总线连接火控、灭火抑爆、装弹机、炮控、指控等子系统，用于完成各功能子系统控制层的信息传输与共享。武器控制总线可以采用FlexRay总线。武器控制总线上设备一般包含如下部件：

·火控计算机：根据各种弹道修正传感器的测量参数和人工装定的各种弹道计算参数，求解弹道和提前角，确定火炮瞄准角和方位修正量，同时完成自动跟踪瞄准线、调炮、装定表尺等操作，使火炮随时处于待击发状态。

·灭火抑爆控制盒：对坦克装甲车辆乘员室的火警进行探测，自动控制灭火瓶动作，以扑灭乘员室内爆燃性火灾或一般性火焰。

·装弹机控制箱：对自动装弹机的输弹机、推弹机、火炮闭锁器等执行部件进行控制与驱动，完成补卸弹，以及自动和半自动装弹等功能。

·炮控箱：通过采集陀螺仪组、线加速度传感器、车体陀螺等传感信息，对火炮高低射角和方位射角进行驱动和稳定控制。

·指控通信系统：由超短波电台、短波电台、车通、指控计算机等组成，用于实现坦克装甲车辆指挥控制、车际通信、车内通信等功能。

·车长战斗终端：完成武器、防护等各功能子系统状态信息显示和操作控制。

·炮长战斗终端：为炮长完成瞄准、跟踪和射击提供信息显示和操作控制。

·驾驶员终端：不但作为底盘控制总线的节点，通过CAN 总线与底盘各节点连接，且通过FlexRay 总线经电旋连接至武器控制总线，能够作为底盘与炮塔的网关，实现底盘与炮塔各节点之间的信息交互与传输。

3.乘员人机交互设备

乘员人机交互设备包括信息系统为驾驶员、车长和炮长提供的所有信息显示设备和操控设备。

坦克装甲车辆信息系统的一般构成中，驾驶员的人机交互设备由属于不同子系统的设备组成，包括方向盘、油门踏板、制动踏板、操控面板、电气操控面板等设备，能够对不同功能子系统进行操作控制；此外，还为驾驶员配置了驾驶员终端，能够实现各功能子系统信息的综合显示，在信息显示层实现综合化。同样，车长和炮长的人机交互设备也由分别属于火控、炮控、指控等子系统的设备组成，并根据乘员任务的不同，为车长配置了车长指控终端和车长战斗终端，分别用于完成车辆的指挥控制和搜索侦察；为炮长配置了炮长战斗终端，提供瞄准与射击有关的信息。(www.daowen.com)

2.7.3.2　装甲车辆信息系统半实物仿真系统

装甲车辆信息系统半实物仿真系统包括五部分功能模块：系统管理模块、系统仿真模块、测试模块和人机交互模块、网络与接口模块，如图2-99所示。

图2-99　装甲车辆信息系统半实物仿真系统组成

1.系统管理模块

系统管理模块功能由系统管理计算机或计算机集群中的软件实现，包括任务规划软件、参数管理软件、数据管理软件、仿真管理软件、试验评估软件，主要完成试验过程中的场景管理和监控工作。在试验前完成系统初始化、任务或场景规划、参数设置、试验定制、数据导入、模型库管理等；试验完成后完成测试数据分析、结果对比、试验评估、试验报告生成等。

2.系统仿真模块

系统仿真模块功能由系统仿真计算机或计算机集群中的仿真模型实现，包括战场环境仿真模型、功能系统仿真模型、平台设备仿真模型、虚拟视景仿真模型和车辆运动仿真模型。在整个试验过程中主要完成动态实时仿真，包括复杂战场环境类型目标的模型仿真、信息系统所属各功能子系统的模型仿真、平台的控制执行设备和装置的模型仿真、虚拟战场环境的视景仿真、车辆运动平台的动态变化仿真等。

3.测试模块

测试模块功能由多个硬件设备或系统实现，包括激励信号设备、信号采集处理系统、系统故障注入设备、总线仿真监控系统。在试验过程中主要完成实物设备物理接口检测、信号测试、可靠性验证等，包括物理信号的激励产生、设备输出信号的采集、实时信号调理、设备故障干扰和故障注入、总线网络通信仿真、总线网络通信监控等。

4.人机交互模块

人机交互模块功能由乘员模拟座舱内设备及座舱仿真计算机中的乘员显控软件组成，包含驾驶员显控软件、车长显控软件、炮长显控软件和人机交互系统。主要完成试验过程中人在回路的仿真控制，包括模拟坦克装甲车辆乘员（车长、炮长和驾驶员等）的显示和操控流程，以及对信息系统半实物仿真验证系统的操作控制。

5.网络与接口模块

网络包括时钟同步控制网络、数据管理网络、输入/输出接口系统、综合配线管理系统。主要完成仿真节点设备的联通、仿真节点的时钟同步、仿真控制和过程数据的传递、通用信号及总线信号接口转换，以及实物件与仿实物部件的配线及其切换控制。

从硬件角度看，装甲车辆信息系统半实物仿真系统由系统管理计算机、系统仿真计算机、座舱仿真计算机、人机交互系统、输入/输出接口系统、综合配线管理系统、系统故障注入设备、激励信号设备、信息系统实物设备、供电系统、时钟同步控制网络、数据管理网络组成，其系统连接关系如图2-100所示。

装甲车辆信息系统半实物仿真系统通过系统管理计算机和系统仿真计算机运行所有人机交互软件，以此对所有子系统进行统一管控和部署。装甲车辆信息系统半实物仿真系统中，任务计划是最初输入，试验人员根据想定的作战任务在任务规划软件中对战场环境和任务目标仿真进行设置，在参数管理软件中对装甲车辆信息系统仿真模型提供初始参数；战场环境仿真模型、功能系统仿真模型、平台设备仿真模型、虚拟视景仿真模型和车辆运动仿真模型运行在系统仿真计算机中，通过试验网络与输入/输出接口设备交互数据，试验人员通过仿真管理软件对仿真模型进行控制；所有的车辆信息系统实物部件、乘员模拟座舱内的人机交互设备、系统故障注入设备、激励信号设备通过综合配线系统与输入/输出接口设备交联，实现其真实总线接口的交互；试验人员通过配线管理软件操作综合配线，切换不同任务要求的不同试验构型，通过输入/输出接口管理软件对参与试验的所有输入/输出设备进行控制，通过总线仿真监控软件对真实总线接口的数据进行解析和监控。座舱仿真计算机中运行的乘员显控软件通过数据管理软件与系统仿真计算机内仿真模型、总线仿真管理软件进行数据交互。乘员模拟座舱与信息系统实物部件通过低压供电设备进行供电。

图2-100　装甲车辆信息系统半实物仿真系统连接关系图

2.7.3.3　车辆信息半实物仿真系统集成

车辆信息半实物仿真系统集成的工作流程如图2-101所示，分为三个阶段：分系统调试、全系统联试与故障定位、动态仿真综合与集成。

图2-101　车辆信息半实物仿真系统集成试验流程

1.分系统调试

建立分系统调试环境，对车电实物设备进行功能调试。调试的方式基于此设备参与的某项作战任务，通过作战任务仿真、车辆本体运动学仿真、其他交联设备仿真、乘员操作程序运行界面构建仿真系统，通过I/O 设备提供的真实总线接口与待调试车电实物部件相连，通过仿真管理软件对仿真模型进行监控及总线仿真监控等多种手段，对车电实物部件进行接口测试、功能调试和验收测试。

2.全系统联试与故障定位

单台车电设备完成调试后，使用系统集成的方法，将全部车电设备集成并完成系统交联试验，定位并解决出现的问题，对各设备的故障逻辑进行验证。联试过程从全数字仿真开始，使用I/O 设备将仿真模型转换为对外接口与实物部件一致的仿真部件，然后通过综合配线系统，使用程控切换手段，在实物部件与仿实物部件之间逐一进行替换，逐步完成整个车电系统的集成工作，在集成过程中，试验人员可及时发现并定位问题。

在集成过程中，试验人员可通过故障注入设备和故障注入面板，对参与系统集成的车电实物部件进行故障注入，验证各设备的故障处理逻辑。同时，为保证实物部件能正常工作，可将设备专用的激励器集成到系统中，为参与联试的设备提供数据源。此外，所有参与联试的实物部件均由统一的电源管理模块供电。

3.动态仿真综合与集成

在动态仿真综合阶段，以整车作战任务为关注核心。试验人员使用任务规划软件，对作战任务和战场环境进行想定编辑，根据任务规划的结果，对战场环境仿真、作战目标仿真、战场威胁仿真、战场通信仿真等进行设置，模拟想定的作战环境，构建外部数据源。根据作战任务的要求，视情况更新车电各个分系统仿真模型和车辆运动学模型，借助系统仿真计算机、输入/输出接口系统和综合配线系统，与所有的真实车电设备共同组成动态仿真综合试验环境。试验人员使用仿真模型监控、车电总线监控、配线切换管理、乘员显控界面等软件，对车电系统执行想定的作战任务过程进行测试和评估。