美軍聯(lián)合訓(xùn)練模擬仿真系統(tǒng)發(fā)展綜述

陳啟利 馬 騰 殷 冀 陳 勇

美軍認(rèn)為，聯(lián)合訓(xùn)練是按照聯(lián)合條令實(shí)施的包括任務(wù)預(yù)演的個人、部隊(duì)和參謀機(jī)構(gòu)的訓(xùn)練，使聯(lián)合部隊(duì)或聯(lián)合參謀機(jī)構(gòu)做好準(zhǔn)備，對聯(lián)合部隊(duì)司令部司令執(zhí)行指定任務(wù)的需求做出反應(yīng)。隨著戰(zhàn)爭實(shí)踐積累和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，美軍曾經(jīng)使用過圖上作業(yè)、室外訓(xùn)練、兵棋推演、基地訓(xùn)練、模擬對抗和軍事演習(xí)等方法組織聯(lián)合訓(xùn)練活動。其中，以兵棋推演和模擬對抗為主要方式的模擬仿真訓(xùn)練以其特有的經(jīng)濟(jì)性、易實(shí)現(xiàn)和可復(fù)盤等優(yōu)勢，成為信息化條件下聯(lián)合訓(xùn)練的重要支撐手段。

美軍聯(lián)合訓(xùn)練模擬仿真系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn)

第二次世界大戰(zhàn)期間，實(shí)兵演習(xí)、沙盤推演是典型的戰(zhàn)爭預(yù)實(shí)踐方式，最有名的就是美英等盟國軍隊(duì)在諾曼底登陸前在英國南部組織的大型兩棲登陸演習(xí)，以及日本海軍偷襲美軍珍珠港前的兵棋推演。從20世紀(jì)70年代開始，美軍依托其領(lǐng)先的計算機(jī)技術(shù)、信息通信技術(shù)、模擬仿真技術(shù)，通過組建兵種戰(zhàn)斗實(shí)驗(yàn)室、陸軍實(shí)驗(yàn)室、空軍實(shí)驗(yàn)室、海軍實(shí)驗(yàn)室、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室和軍工企業(yè)等民間力量，開發(fā)出了從單一武器模擬器到大型作戰(zhàn)平臺，從戰(zhàn)術(shù)模擬軟件到綜合集成的聯(lián)合戰(zhàn)役、甚至戰(zhàn)略級別的模擬仿真系統(tǒng)，以滿足作戰(zhàn)訓(xùn)練、武器評估、作戰(zhàn)條令檢驗(yàn)以及作戰(zhàn)效能評估等需要，作為各層級受訓(xùn)人員實(shí)戰(zhàn)化的模擬訓(xùn)練的預(yù)實(shí)踐手段。海灣戰(zhàn)爭發(fā)起前，美軍通過使用“海灣打擊”等兵棋系統(tǒng)進(jìn)行了戰(zhàn)前推演；在戰(zhàn)爭實(shí)施過程中，使用聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級仿真系統(tǒng)（JTLS）進(jìn)行了聯(lián)軍訓(xùn)練及任務(wù)預(yù)演，使用TACWAR計算機(jī)兵棋推演出的聯(lián)軍傷亡結(jié)果與戰(zhàn)爭實(shí)際情況基本吻合。伊拉克戰(zhàn)爭前，美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)通過開發(fā)模擬現(xiàn)實(shí)的、建立在伊拉克巴格達(dá)等主要城市基礎(chǔ)上的戰(zhàn)爭游戲軟件，使得作戰(zhàn)人員能夠提前熟悉戰(zhàn)場環(huán)境和技戰(zhàn)術(shù)操作運(yùn)用，在后期的實(shí)戰(zhàn)中實(shí)現(xiàn)了像訓(xùn)練一樣打仗的理念。

美軍聯(lián)合訓(xùn)練模擬仿真系統(tǒng)發(fā)展，是伴隨著作戰(zhàn)概念開發(fā)需求而逐步演進(jìn)的?？盏匾惑w戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、空海一體戰(zhàn)、多域戰(zhàn)、分布式殺傷等作戰(zhàn)概念，從軍兵種模擬仿真到聯(lián)合仿真，美軍采取軍兵種各自研發(fā)與系統(tǒng)融合式發(fā)展兩條腿走路的方式，推動模擬仿真訓(xùn)練支撐聯(lián)合訓(xùn)練實(shí)施。1998年11月—1999年10月，美軍組織的“聯(lián)合行動1999-1”是其首次聯(lián)合作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)，基于應(yīng)對戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈威脅的目的，對“關(guān)鍵移動目標(biāo)打擊行動”作戰(zhàn)概念進(jìn)行驗(yàn)證，這一概念后來發(fā)展成為“時間敏感目標(biāo)打擊”概念。2003年5月—2004年2月，由美國領(lǐng)導(dǎo)，英國、法國、德國、澳大利亞、加拿大共同參與的基于聯(lián)軍作戰(zhàn)的“多國實(shí)驗(yàn)3”作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)，主要是對“基于效果作戰(zhàn)”概念的開發(fā)和驗(yàn)證。2000年—2008年，美國空軍通過組織一系列“聯(lián)合遠(yuǎn)程部隊(duì)實(shí)驗(yàn)（JEFX）”，對舒特電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗(yàn)，并運(yùn)用于阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭，使其“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”作戰(zhàn)理念能夠很快從概念轉(zhuǎn)化為作戰(zhàn)能力。

兵棋推演是美軍聯(lián)合訓(xùn)練的一種方式

JTLS作戰(zhàn)模擬中基本單元連接示意圖

美軍各軍兵種依托作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室、訓(xùn)練基地和合作開發(fā)商，建立了相對完整的模擬訓(xùn)練仿真系統(tǒng)，但是“聯(lián)合”的問題始終沒有得到很好解決，從美軍歷時7年耗資約10億美元的“聯(lián)合仿真系統(tǒng)”項(xiàng)目于2002年被中止就可見一斑。美軍2007年版《訓(xùn)練部門建模與仿真業(yè)務(wù)計劃報告》提出要大力發(fā)展建設(shè)作為美軍訓(xùn)練轉(zhuǎn)型的使能器的真實(shí)－虛擬－構(gòu)造（LVC）訓(xùn)練環(huán)境，力圖打通指揮控制系統(tǒng)、模擬仿真系統(tǒng)、裝備模擬器之間的障礙，解決異構(gòu)模擬系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)交互計算及時間空間一致性問題，以及仿真系統(tǒng)與CISR指揮系統(tǒng)的通聯(lián)問題，使得不同軍兵種、不同層次、不同類型的仿真系統(tǒng)能夠聯(lián)合運(yùn)行，共同支持面向?qū)崙?zhàn)的聯(lián)合訓(xùn)練。2002年6月至8月，在聯(lián)合部隊(duì)司令部的組織指揮下，美軍在本土舉行的“千年挑戰(zhàn)-2002”演習(xí)，使用LVC聯(lián)邦演習(xí)環(huán)境，將橫跨美國東西海岸的17個模擬訓(xùn)練中心和9個訓(xùn)練基地的軍種部隊(duì)聯(lián)為一體，依托網(wǎng)絡(luò)化的手段演練了應(yīng)對大規(guī)模殺傷性武器攻擊、恐怖襲擊等內(nèi)容，基本達(dá)到了異地實(shí)時指揮、同步行動的效果。

美國擁有龐大的軍工體系，這些企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)為美軍聯(lián)合訓(xùn)練提供了專業(yè)化的模擬仿真技術(shù)平臺和各類智囊團(tuán)。例如JTLS系統(tǒng)就是由美國羅蘭公司1983年開始研發(fā)的，經(jīng)過近40年的迭代升級，是北約國家正在主要使用的主要聯(lián)合作戰(zhàn)計算機(jī)兵棋推演工具，可模擬多個國家參與的戰(zhàn)區(qū)級聯(lián)合作戰(zhàn)，現(xiàn)在常被用作聯(lián)合訓(xùn)練支持環(huán)境。美軍在“聯(lián)合行動1999-1”作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)中主要使用的兩個仿真系統(tǒng)中的移動導(dǎo)彈定位與攻擊仿真系統(tǒng)（SLAMEM），是由Toyon研究公司開發(fā)的。美軍主導(dǎo)組織的“多國實(shí)驗(yàn)3”作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)中使用的主要建模與仿真工具G2和C3TRACE系統(tǒng)，均為GENSYM公司開發(fā)的推演過程工程管理工具。另外，美國智庫推出的“恐怖的海峽”和“恐怖的海峽Ⅱ”政策類實(shí)驗(yàn)成果，是蘭德公司使用其戰(zhàn)略評估系統(tǒng)（RSAS）推演的成果。

美軍通過對舒特電子戰(zhàn)系統(tǒng)的模擬檢驗(yàn)牽引了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念的發(fā)展

美軍的紅旗軍演提升了實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練水平

模擬仿真平臺使得對抗訓(xùn)練成為可能。人在戰(zhàn)爭中是起決定性作用的，聯(lián)合作戰(zhàn)也是一樣。大型模擬仿真平臺雖然能夠支撐諸軍兵種聯(lián)合訓(xùn)練、多國部隊(duì)聯(lián)軍訓(xùn)練，但是這些模擬系統(tǒng)只能解決技術(shù)層面的問題，對于指揮員的指揮藝術(shù)和謀略是無法體現(xiàn)的，這時就需要采取對抗方式來提升實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練水平，特別是紅藍(lán)對抗、體系對抗。而模擬仿真系統(tǒng)能夠提供實(shí)際訓(xùn)練環(huán)境無法提供的聯(lián)合作戰(zhàn)體系所需要的模擬電磁環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)環(huán)境，同時，模擬仿真平臺還可以為紅藍(lán)對抗訓(xùn)練提供相對專業(yè)的紅方扮演者，即假想敵部隊(duì)，這些“假想敵”很多時候由非軍方人員扮演。2015年，美國空軍牽頭組織的紅旗軍事演習(xí)，美國、加拿大、英國、澳大利亞4個國家的10多種型號飛機(jī)及空軍作戰(zhàn)中心、控制報告中心、陸軍愛國者防空導(dǎo)彈作戰(zhàn)單元、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、海軍主戰(zhàn)裝備和兵力，同步參加了演習(xí)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)對抗，LVC聯(lián)邦模擬仿真環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)上述作戰(zhàn)平臺和機(jī)構(gòu)90%以上在駐地參加演習(xí)。

美軍聯(lián)合訓(xùn)練模擬仿真系統(tǒng)發(fā)展趨勢

美軍一直有很強(qiáng)的危機(jī)意識，本著問題導(dǎo)向理念，為維持其全球霸主地位，必須確保聯(lián)合作戰(zhàn)與聯(lián)合訓(xùn)練支撐條件建設(shè)處于世界領(lǐng)先地位。因此，美軍聯(lián)合訓(xùn)練模擬仿真系統(tǒng)建設(shè)將沿著技術(shù)上領(lǐng)先、軍兵種融合、多任務(wù)拓展的方向發(fā)展，推動聯(lián)合訓(xùn)練轉(zhuǎn)型。

目前，按照分布式模擬訓(xùn)練的建設(shè)思想，美軍正在分布式交互仿真模型基礎(chǔ)上大力開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)訓(xùn)練模型，解決海量數(shù)據(jù)傳輸、處理、使用和管理問題，著力為營級到戰(zhàn)區(qū)級的指揮訓(xùn)練、戰(zhàn)場分布仿真所需聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練做準(zhǔn)備。為轉(zhuǎn)變當(dāng)前聯(lián)合仿真松散的聯(lián)邦結(jié)構(gòu)的狀況，實(shí)現(xiàn)向模塊化框架的轉(zhuǎn)變，美軍考慮使用仿真訓(xùn)練平臺的模塊化服務(wù)單元來逐步代替龐大而復(fù)雜的仿真系統(tǒng)，建立能夠支撐龐大數(shù)據(jù)庫、模型庫和知識庫的分布式模擬系統(tǒng)，最終開發(fā)出一個基于云使能模塊化服務(wù)的聯(lián)合訓(xùn)練支撐環(huán)境。針對目前JTLS等大型聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)直觀感覺不佳、虛擬現(xiàn)實(shí)效果差等問題，美軍通過構(gòu)建戰(zhàn)場地理環(huán)境三維立體模型、打擊效果可視化渲染以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段，提升聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)軍作戰(zhàn)指揮人員訓(xùn)練操作可視化效果。

美軍聯(lián)合訓(xùn)練模擬仿真系統(tǒng)將促進(jìn)軍兵種融合

隨著新作戰(zhàn)樣式的出現(xiàn)，為解決聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境與聯(lián)合作戰(zhàn)行動一體化建模的要求，美軍非常注重建設(shè)多軍兵種聯(lián)合的作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)。針對軍兵種模擬仿真平臺“煙囪”林立問題，美軍一方面致力于打通軍種間技術(shù)壁壘，提高模擬系統(tǒng)的互操作性；另一方面尋求完善聯(lián)合戰(zhàn)役層面的模擬仿真技術(shù)架構(gòu)，使得各個軟件開發(fā)人員能夠在統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)上開發(fā)新的模擬仿真系統(tǒng)。未來，美軍仿真界的研究成果也將致力于實(shí)現(xiàn)多軍兵種仿真系統(tǒng)的集成。對諸如LVC聯(lián)邦的升級改造，就是針對美陸、海、空軍已有的仿真系統(tǒng)、實(shí)兵系統(tǒng)，解決系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的相互識別，多系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的邏輯合理性和開放的自由組合性等問題。

多樣化軍事任務(wù)涉及到社會、文化、心理、法律、經(jīng)濟(jì)、外交等多個領(lǐng)域，不同于傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的建模與仿真，當(dāng)前輔助決策模擬的相關(guān)技術(shù)、方法和工具無法滿足多樣化任務(wù)現(xiàn)實(shí)需求，應(yīng)當(dāng)將建模與仿真研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向，建模仿真應(yīng)當(dāng)為軍隊(duì)提供面向多樣化軍事任務(wù)輔助決策的仿真模擬手段。例如用于非戰(zhàn)爭軍事行動的模擬系統(tǒng)在功能、性能需求以及模擬對象和內(nèi)容上，與JTLS等大型聯(lián)合作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)存在大量相同或相似的部分，經(jīng)過改造后，初步具備了支持多樣化軍事任務(wù)模擬的能力。