軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)研究

摘 要：現(xiàn)代戰(zhàn)爭樣式已經(jīng)是復(fù)雜的多軍種合成作戰(zhàn)和大范圍聯(lián)合作戰(zhàn)，相比于實兵對抗演習(xí)，訓(xùn)練模擬系統(tǒng)能夠提供更多不同的作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)任務(wù)、戰(zhàn)場態(tài)勢和隨機(jī)事件，大大降低了組織訓(xùn)練的難度。本文從研究國內(nèi)外訓(xùn)練模擬系統(tǒng)現(xiàn)狀出發(fā)，提煉出軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的典型子系統(tǒng)，而后介紹了作戰(zhàn)想定編輯技術(shù)、裝備建模技術(shù)、訓(xùn)練模擬效能評估技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，最后進(jìn)行總結(jié)分析并展望其發(fā)展趨勢。旨在為部隊研究基本戰(zhàn)法，訓(xùn)練指揮協(xié)同和戰(zhàn)術(shù)運用提供訓(xùn)練模擬平臺。

關(guān)鍵詞：訓(xùn)練模擬系統(tǒng);作戰(zhàn)想定編輯;裝備建模;訓(xùn)練模擬效能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.160

0 引言

仿真技術(shù)是新軍事發(fā)展中不可或缺的重要技術(shù)支柱。軍用仿真的用途多種多樣，依據(jù)于用途的不同，仿真系統(tǒng)的表現(xiàn)形式也有著重要的區(qū)別。仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包括作戰(zhàn)實驗、訓(xùn)練模擬和裝備仿真。其中，訓(xùn)練模擬是以各類人員為應(yīng)用對象，訓(xùn)練他們的操作技能、參謀作業(yè)、指揮決策等各種能力[1]。隨著戰(zhàn)爭實踐和武器裝備的發(fā)展，軍事訓(xùn)練模擬也在逐步的發(fā)展過程中，部隊對訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的需求也愈發(fā)強(qiáng)烈，研制貼近實戰(zhàn)化訓(xùn)練的訓(xùn)練模擬系統(tǒng)尤為重要。

1 國內(nèi)外軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)發(fā)展相關(guān)概況

1.1 美軍軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代，美國國防部開發(fā)了仿真器聯(lián)網(wǎng)，使得單個坦克仿真器能夠在共同的合成作戰(zhàn)環(huán)境下進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)。20世紀(jì)90年代早期，在SIMNET的基礎(chǔ)上，分布式交互仿真進(jìn)入實用研究階段，美軍進(jìn)一步開始研究異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的分布交互式仿真技術(shù)——DIS。發(fā)展至21世紀(jì)，逐步形成了以SIMNET、DIS、ALSP為主的支持同類仿真應(yīng)用互聯(lián)的仿真體系架構(gòu);以HLA為主的開放、通用仿真體系架構(gòu)，以TENA，CITA為主的面向具體領(lǐng)域的仿真體系架構(gòu)，很好地滿足了相關(guān)應(yīng)用的需求，形成了多種仿真體系并存的狀態(tài)[2]。

1.2 國內(nèi)軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)

在上世紀(jì)末中國工程院李伯虎院士、黃柯棣教授將國際仿真體系架構(gòu)引進(jìn)國內(nèi)，奠定了我國系統(tǒng)仿真領(lǐng)域的一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。胡曉峰教授主持完成多項國家、軍隊級的大型仿真系統(tǒng)工程的研究與開發(fā)工作，填補(bǔ)了多項國內(nèi)空白。國防科大邱曉剛教授、查亞兵教授團(tuán)隊長期致力于分布交互式仿真和計算機(jī)生成兵力等的研究。畢長劍教授對作戰(zhàn)訓(xùn)練模擬效能評估進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。

隨著軍民融合上升為國家戰(zhàn)略，軍用仿真技術(shù)得到了快速發(fā)展。近兩年來，軍事仿真呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展?fàn)顟B(tài)，睿辰欣創(chuàng)有限公司致力于軍事仿真技術(shù)的集成與開發(fā)，研究仿真引擎、圖形圖像、人工智能、數(shù)據(jù)融合與分析、分布式等關(guān)鍵仿真技術(shù)，該公司與中國兵器集團(tuán)等單位共同研制的陸軍合成營對抗模擬仿真系統(tǒng)在新疆某訓(xùn)練基地成功運用。航天二院、華如科技等公司也陸續(xù)推出相應(yīng)的訓(xùn)練模擬系統(tǒng)。

2 訓(xùn)練模擬系統(tǒng)典型的子系統(tǒng)

訓(xùn)練模擬是作戰(zhàn)仿真的一種重要應(yīng)用模式，訓(xùn)練模擬使用計算機(jī)仿真系統(tǒng)來仿真戰(zhàn)場環(huán)境和作戰(zhàn)行動以支撐整個訓(xùn)練，使受訓(xùn)人員在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中進(jìn)行作戰(zhàn)訓(xùn)練。訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的典型子系統(tǒng)有[3]：

（1）仿真引擎系統(tǒng)：對仿真資源進(jìn)行管理，提供作戰(zhàn)仿真的驅(qū)動控制功能。

（2）作戰(zhàn)想定編輯系統(tǒng)：作戰(zhàn)想定的編輯和管理，包括戰(zhàn)斗編成、部署、作戰(zhàn)命令等。

（3）戰(zhàn)場態(tài)勢顯示系統(tǒng)：戰(zhàn)場態(tài)勢顯示，包括作戰(zhàn)過程中各實體的位置變化、機(jī)動、火力打擊以及傷亡等。

（4）戰(zhàn)場環(huán)境生成系統(tǒng)：提供作戰(zhàn)地區(qū)的自然環(huán)境、電磁環(huán)境等戰(zhàn)場環(huán)境仿真。

（5）回放系統(tǒng)：作戰(zhàn)仿真過程的重現(xiàn)和分析。

（6）仿真評估分析系統(tǒng)：根據(jù)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，對某個作戰(zhàn)方案的作戰(zhàn)效果進(jìn)行評估分析。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 作戰(zhàn)想定編輯技術(shù)

作戰(zhàn)想定包括地幅選擇、季節(jié)天候、作戰(zhàn)時間、電磁環(huán)境等戰(zhàn)場環(huán)境要素和兵力配置、火力配系、障礙物設(shè)置、主要攻擊方向、主要防御方向等戰(zhàn)術(shù)要素。基于可擴(kuò)展的標(biāo)記語言（XML）[4]，應(yīng)用Qt平臺（一個多平臺的C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架）開發(fā)想定編輯器，建立UI界面，實現(xiàn)用戶通過切換不同的編輯器來修改實體特征定義、腳本任務(wù)、想定規(guī)劃等。

3.2 裝備建模技術(shù)研究

主要應(yīng)用3dsmax等3D建模軟件對裝備進(jìn)行模型建立。建立及導(dǎo)入武器裝備的模型，綜合集成形成武器裝備體系庫。

運用多細(xì)節(jié)層次（LOD）建模技術(shù)，包含細(xì)節(jié)層、視景層、陰影層、幾何層、代理層、著地層和碰撞檢測層等進(jìn)行建模。最后對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核。

3.3 訓(xùn)練模擬效能評估

對訓(xùn)練模擬的效能評估分為指揮決策能力，機(jī)動能力，火力打擊能力，防護(hù)能力，保障能力五類。分別選取評估指標(biāo)：形成作戰(zhàn)方案用時與合理性，指揮口令，對突發(fā)情況的處置;戰(zhàn)術(shù)機(jī)動的時機(jī)，戰(zhàn)術(shù)機(jī)動用時，編隊展開時間;目標(biāo)發(fā)現(xiàn)率與擊中率，毀傷率;平均暴露距離，生存率，被擊中率;作戰(zhàn)、政治、裝備、與后勤等保障能力[5]。綜合運用層次分析法、專家評估法、蘭徹斯特方程和裝備系統(tǒng)效能的ADC方法進(jìn)行研究。

4 結(jié)論與發(fā)展趨勢

綜合國內(nèi)外軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的發(fā)展來看，未來的軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)發(fā)展將會增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化和重用性，發(fā)展聯(lián)合作戰(zhàn)仿真。并結(jié)合智能化技術(shù)發(fā)展，將計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能等先進(jìn)的信息技術(shù)融合到軍事訓(xùn)練模擬系統(tǒng)中，使得訓(xùn)練模擬環(huán)境更加貼近戰(zhàn)場環(huán)境，更加注重仿真的可信性、作戰(zhàn)效能評估和實戰(zhàn)檢驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧紅艷.作戰(zhàn)仿真理論與實踐[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013：9-10.

[2]Tolk A.Engineering Principles of Combat Modeling and DistributedSimulation[M].2012：320-340.

[3]彭鵬菲.軍事系統(tǒng)建模與仿真[M].北京：國防工業(yè)出版社，2016.

[4]黃文清.作戰(zhàn)仿真理論與技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011：185-186.

[5]畢長劍.作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練效能評估[M].國防工業(yè)出版社，2014.

作者簡介：張心路（1995-），男，河北石家莊人，碩士研究生在讀，主要研究方向：作戰(zhàn)仿真、軍事訓(xùn)練模擬。