楊斌 趙智姝 李映紅 魏東
[摘? ? ? ? ? ?要]? 當前,一體化聯(lián)合作戰(zhàn)已經(jīng)成為未來戰(zhàn)爭的基本作戰(zhàn)形式,這對傳統(tǒng)的模擬訓練提出了新的要求。為了更好地建設符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭的模擬訓練體系,厘清網(wǎng)絡化模擬訓練體系的基本概念及特點,基于體系的功能和基本要素,構建了一種網(wǎng)絡分布式模擬訓練體系。為模擬訓練提供了一種新的技術途徑,具有重要的軍事意義和應用價值。
[關? ? 鍵? ?詞]? 聯(lián)合作戰(zhàn);軍事訓練;模擬訓練
[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2022)10-0136-03
隨著現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展,模擬軍事訓練在軍事訓練中作戰(zhàn)的比重逐漸增加,其目的是在預定的作戰(zhàn)模式和環(huán)境下,充分發(fā)揮武器裝備和人員的作戰(zhàn)效能,因此軍事訓練的內(nèi)容和訓練方式隨著戰(zhàn)爭樣式的變化而不斷發(fā)展,尤其是隨著作戰(zhàn)手段方式的變化而變化。
一、網(wǎng)絡化模擬訓練體系的基本概念和特點
隨著科學技術的發(fā)展,作戰(zhàn)手段和方式、作戰(zhàn)形態(tài)發(fā)生了根本性改變,軍隊戰(zhàn)斗力不再依托于某一裝備或團隊的作戰(zhàn)能力,而是轉換為基于一體化的體系作戰(zhàn)能力。因此利用現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實技術和網(wǎng)絡技術,構建網(wǎng)絡化的模擬訓練體系,助力戰(zhàn)斗力的生成,是軍事訓練發(fā)展的必然趨勢。
(一)網(wǎng)絡化模擬訓練體系的概念
網(wǎng)絡化軍事模擬訓練體系是基于軍事斗爭需要,依托網(wǎng)絡技術和虛擬現(xiàn)實技術構建一體化訓練平臺,用以進行軍事訓練和軍事技能培養(yǎng)活動的組織體系。該體系不僅包括數(shù)量龐大的硬件基礎、軟件平臺和網(wǎng)絡基礎設施,而且需要按照一定的組織、管理和評估方法,將各類參訓人員、訓練裝備、訓練場地、訓練資源、后勤保障、指揮機制等各類作戰(zhàn)要素無縫鏈接,形成互動開放的整體。
一方面建立在“網(wǎng)絡通”的基礎上,即通過網(wǎng)絡系統(tǒng)將分布在各個地域的模擬器材和指揮系統(tǒng)連接在一起,實施不同層次上的模擬訓練;另一方面通過網(wǎng)絡基礎設施和網(wǎng)絡化訓練信息系統(tǒng)的建設,推動解決聯(lián)合作戰(zhàn)演練的短板問題。組織不同兵種部隊、作戰(zhàn)單元廣泛開展模擬訓練、分隊訓練、集成訓練等訓練,提高不同作戰(zhàn)單元協(xié)調(diào)作戰(zhàn)的能力,推動戰(zhàn)法的不斷更新。
從廣義上看,網(wǎng)絡化訓練指的是借助一系列方法、法規(guī)、制度,進一步提升軍事訓練的實戰(zhàn)化,促進體系作戰(zhàn)能力。通過在各類訓練中引入指揮機制、保障機制、通信能力等要素,真實還原實際作戰(zhàn)能力,錘煉指揮人員和參謀人員的聯(lián)合作戰(zhàn)能力。依據(jù)評判模型,既可以對新型武器作戰(zhàn)效能加以驗證,還原實際作戰(zhàn)效果,也可以對新的作戰(zhàn)方式、軍事理論進行驗證,實現(xiàn)對未來戰(zhàn)爭的推演和預測。
(二)網(wǎng)絡化模擬訓練體系的特點
網(wǎng)絡化模擬訓練體系是基于網(wǎng)絡化和虛擬現(xiàn)實技術的軍事訓練,除具備常規(guī)訓練的特點外,還具有以下特征。
1.體系具有更好的開放性,有利于促進一體化作戰(zhàn)
網(wǎng)絡化模擬訓練體系具有更好的開放性和共享性,利用分布式網(wǎng)絡將分布在各地的模擬仿真系統(tǒng)和實際作戰(zhàn)單元聚合在一起,實現(xiàn)不同級別的協(xié)調(diào)作戰(zhàn);虛擬現(xiàn)實的模擬作用以及體系指揮模塊的協(xié)調(diào)工作,可以有效減少訓練過程中的人員損傷和裝備安全等不利因素的制約。基于毀傷模型進行評判,建立具有實戰(zhàn)意義的模擬軍事演習和聯(lián)合作戰(zhàn)演練,有利于促進各兵種形成一個有效的作戰(zhàn)體系,充分發(fā)揮各作戰(zhàn)單元的最大效能。
2.真實投射作戰(zhàn)環(huán)境,使模擬訓練貼近實戰(zhàn)化
網(wǎng)絡化模擬訓練體系借助虛擬現(xiàn)實技術和AR設備,利用地形地物、氣象效果、運動等模型,更好地向受訓人員展現(xiàn)戰(zhàn)場環(huán)境,使武器裝備、受訓人員在真實的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中進行訓練,有利于提高軍事演習質量、降低成本,同時降低人員和裝備的風險,具有極高的軍事價值和經(jīng)濟價值。
3.積累海量數(shù)字資源,具有豐富的潛在軍事價值
網(wǎng)絡化模擬訓練體系可通過各硬件接口將訓練數(shù)據(jù)傳輸給存儲介質,具有強大的數(shù)據(jù)獲取能力、數(shù)據(jù)傳輸和存儲能力,依據(jù)大數(shù)據(jù)技術和云計算技術,自動過濾掉冗余數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù),篩選出有價值的數(shù)據(jù)并進行分析處理,挖掘出潛在軍事價值,在訓練、演習過程中進行驗證,并在實際作戰(zhàn)行動中加以應用。
4.縮短作戰(zhàn)體系更新時間,加速戰(zhàn)斗力的生成
網(wǎng)絡化模擬訓練體系能夠利用特定設備,在互聯(lián)集成標準和接口規(guī)范、高性能仿真運行環(huán)境、大范圍協(xié)同仿真管理工具、接口工具以及戰(zhàn)場環(huán)境工具等,實現(xiàn)真實裝備和虛擬裝備的結合,對新型武器裝備進行實戰(zhàn)條件下的性能模擬,使部隊快速摸清武器裝備性能、應用方式、作戰(zhàn)性能等關鍵要素,并開展相關的使用訓練,改變過去部隊需要靠在長時間的實際使用過程中積累經(jīng)驗才能掌握裝備性能、促進新戰(zhàn)法產(chǎn)生的問題,有效縮短新型武器裝備融入現(xiàn)有作戰(zhàn)力量體系的時間,加速新武器裝備戰(zhàn)斗力的生成。
5.作戰(zhàn)環(huán)境透明化,有利于聯(lián)合作戰(zhàn)人才的培養(yǎng)
網(wǎng)絡化模擬訓練體系能夠在虛擬現(xiàn)實技術的支持下,將復雜的戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)場態(tài)勢數(shù)據(jù)快速處理,以圖形圖像的形式進行展現(xiàn)。這樣,經(jīng)過體系化的模擬演練,指揮員和參謀人員能夠熟練掌握瞬息萬變的戰(zhàn)場態(tài)勢、積累實戰(zhàn)化訓練中各種情況的有效預案;在訓練結束后,可依據(jù)數(shù)據(jù)進行復盤,并依據(jù)當時的戰(zhàn)場態(tài)勢判斷指揮的決策是否得當,提升聯(lián)合指揮作戰(zhàn)的能力,提高指揮員和參謀人員對戰(zhàn)場態(tài)勢的感知能力和預判能力,增加指揮決斷的正確率,改變以往在“戰(zhàn)爭中學習戰(zhàn)爭”的傳統(tǒng)培養(yǎng)方式和成長方式。
二、網(wǎng)絡化模擬訓練體系的功能和要素
不同于傳統(tǒng)的模擬軍事訓練體系,網(wǎng)絡化模擬訓練體系是模擬訓練器材等硬件設施、支撐軟件、訓練管理法規(guī)方法等組成的一體化的有機綜合體,能夠滿足單兵裝備訓練、戰(zhàn)術分隊訓練、戰(zhàn)役演習、聯(lián)合作戰(zhàn)、指揮演練、武器裝備驗證等多項需求,因此其功能、基本要素和體系也發(fā)生了很大的變化。
(一)網(wǎng)絡化模擬訓練體系的功能
現(xiàn)代作戰(zhàn)是多兵種的協(xié)同作戰(zhàn),具有軍兵種多元化、戰(zhàn)場空間多維化、作戰(zhàn)樣式多樣化、戰(zhàn)場信息多面性的特點。作戰(zhàn)兵種突破了過去單一兵種作戰(zhàn)樣式,涉及艦船、潛艇、飛機、雷達、岸防、電子干擾、陸戰(zhàn)隊等多個兵種,武器裝備也需要多個甚至上百個作戰(zhàn)人員協(xié)同操縱,多兵種協(xié)同作戰(zhàn)必須在作戰(zhàn)目標明確、行動統(tǒng)一的原則下,各軍兵種作戰(zhàn)單元形成有效的作戰(zhàn)體系,才能夠充分發(fā)揮作戰(zhàn)單元的最大效能。因此,多兵種聯(lián)合訓練平臺需要在縱向上實現(xiàn)裝備使用模擬訓練、兵種(分隊)戰(zhàn)術模擬訓練,橫向上實現(xiàn)多兵種合同戰(zhàn)術模擬訓練和多兵種聯(lián)合戰(zhàn)役模擬訓練,同時還需要滿足武器性能驗證等功能。
(二)網(wǎng)絡化模擬訓練體系的基本要素
網(wǎng)絡化的模擬訓練體系主要由五個基本組成要素,即參訓人員、硬件設備、支撐軟件、驅動模型和管理法規(guī)。
1.參訓人員
參訓人員包括作戰(zhàn)人員、指揮人員和評判、保障人員。其中作戰(zhàn)人員包括紅方、藍方直接參與模擬作戰(zhàn)的人員,在受訓過程中,能夠適應擬定的戰(zhàn)場環(huán)境,熟練掌握武器裝備的使用方法,并根據(jù)不同環(huán)境調(diào)整武器裝備的使用;指揮人員包括雙方指揮員、參謀人員和勤務人員等,其職責是負責模擬軍事訓練的指揮。在進行作戰(zhàn)模擬訓練時,指揮人員依據(jù)作戰(zhàn)目標、兵力和戰(zhàn)場態(tài)勢,制定作戰(zhàn)計劃。指揮人員應熟悉作戰(zhàn)過程中所涉及的兵力、兵器的性能情況和作戰(zhàn)特點,掌握作戰(zhàn)體系的組成和要求;評判、保障人員主要職責是負責設定訓練背景、戰(zhàn)場環(huán)境設置、兵力生成等職責,依據(jù)“紅”“藍”參訓人員的作戰(zhàn)情況,對結果的有效性進行評判,同時還要負責后勤和設備保障等工作。
2.硬件設備
設備泛指能夠接入網(wǎng)絡化模擬訓練體系的設備,這些設備既包括實際裝備,也包括虛擬訓練器材以及網(wǎng)絡硬件設施等。通過網(wǎng)絡硬件設施,將參訓設備聯(lián)系在一起,是網(wǎng)絡化模擬訓練體系的硬件基礎。另外,硬件設備中還包括計算機和顯示設備,計算戰(zhàn)場中各種數(shù)據(jù),并實時顯示戰(zhàn)場三維視景圖像,作戰(zhàn)模擬的進程可通過屏幕和虛擬現(xiàn)實進行展示。
3.支撐軟件
支撐軟件包含運行環(huán)境軟件、主控程序、網(wǎng)絡協(xié)議、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)庫軟件、其他功能性軟件等。其中運行軟件環(huán)境為主控程序、數(shù)據(jù)庫軟件等軟件搭建工作環(huán)境,主控程序是系統(tǒng)的主程序,保證系統(tǒng)的可靠運行;網(wǎng)絡協(xié)議主要包括數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡安全協(xié)議,用于保證某一網(wǎng)絡內(nèi)不同實體間的數(shù)據(jù)傳輸和安全;數(shù)據(jù)接口是為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕y(tǒng)一性,因為網(wǎng)絡化模擬訓練體系內(nèi)接入的作戰(zhàn)單元類型眾多,其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型也多種多樣,相同的數(shù)據(jù)接口是各類實體能夠接入體系、正確傳輸、數(shù)據(jù)采集的根本保證,也是模擬器材開發(fā)的基礎標準之一;數(shù)據(jù)庫軟件用來完成不同數(shù)據(jù)結構的存儲、刪除、回滾等操作;其他軟件包括用戶生成、視景生成、兵力設定以及后續(xù)訓練數(shù)據(jù)的挖掘計算軟件等。
4.驅動模型
模擬軍事訓練是以各類模擬訓練器材為基礎所開展的實戰(zhàn)化軍事訓練,因此,必須建立各類實戰(zhàn)條件下的驅動模型,如地理模型、氣象模型、毀傷模型、通信模型、電磁環(huán)境模型以及一系列和武器裝備相關的驅動模型。作為網(wǎng)絡化模擬軍事訓練主要組成要素的驅動,應盡量符合實際戰(zhàn)場環(huán)境和武器的真實性能,模擬時通過各種驅動模型調(diào)用并進行計算真實模擬作戰(zhàn)過程,因此驅動模型是形成事件因果關系邏輯性的必要保證,也是保證作戰(zhàn)模擬客觀性、真實性的重要前提。
5.管理法規(guī)
為規(guī)范模擬化軍事訓練器材開發(fā)和使用、模擬軍事訓練的開展和保障、模擬訓練器材的維護和保障等所制定的一系列實施方法和規(guī)章制度,是保證模擬軍事訓練體系規(guī)范化、正規(guī)化建設的基本,也是開展軍事模擬訓練的基本依據(jù)。
三、網(wǎng)絡化模擬訓練體系的網(wǎng)絡結構
網(wǎng)絡化模擬系統(tǒng)體系的網(wǎng)絡結構是一種連接不同地理位置上的不同類型仿真對象的基本框架,為高度交互的仿真活動提供一個逼真、復雜、虛擬的世界。它是一種基于虛擬現(xiàn)實和高速通信網(wǎng)絡的分布式仿真系統(tǒng),通過網(wǎng)絡技術將分散于不同地點、不同類型的模擬訓練器材或模擬系統(tǒng),甚至是實兵實裝,采用協(xié)調(diào)一致的結構、標準和協(xié)議集成一個整體,形成在時間和空間上相互一致的虛擬環(huán)境,從而完成軍事人員訓練、戰(zhàn)術方案的有效性驗證與評估、武器系統(tǒng)性能分析與評價等任務。
網(wǎng)絡化模擬訓練體系從系統(tǒng)角度來講,是一個基于分布式網(wǎng)絡構架的軟件應用,通過聯(lián)網(wǎng)計算機中的組件進行互相通信,并通過信息互傳協(xié)調(diào)它們的運行,如下圖所示。
圖中中心服務器是整個系統(tǒng)的主服務節(jié)點,從各節(jié)點服務器輸入/輸出數(shù)據(jù),調(diào)控各系統(tǒng)的工作,實現(xiàn)信息共享和傳遞;節(jié)點由多個模擬訓練器材組成微網(wǎng)絡,節(jié)點服務器用于協(xié)調(diào)節(jié)點內(nèi)部的整體運行,實現(xiàn)節(jié)點內(nèi)部的信息共享和傳遞。網(wǎng)絡的物理層次劃分技術現(xiàn)已發(fā)展成熟,且對體系的構建影響不大,在此不詳細敘述。
四、網(wǎng)絡化模擬訓練體系的構建方法
(一)明確體系需求,合理規(guī)劃建設內(nèi)容
充分發(fā)揮機關的統(tǒng)籌作用,在兼顧模擬訓練器材需求的基礎上,有針對性地加強體系模擬器材建設的規(guī)劃性。在構建網(wǎng)絡化軍事模擬訓練體系時,需要構建各種類型裝備的模擬訓練器材,但是不同性能的模擬訓練器材在建設費用和周期上有很大的差距。因此,各級機關在規(guī)劃各種模擬訓練器材的建設時,要合理規(guī)劃模擬訓練器材的建設類型,并按照不同的用途,明確各個訓練器材的訓練需求,合理搭配訓練器材的建設數(shù)量,形成高、中、低性能訓練器材的搭配,既要滿足數(shù)量上的需求,又要滿足質量上的要求。
(二)制訂統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口規(guī)范,開發(fā)模擬軍事訓練網(wǎng)絡平臺
制訂統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口規(guī)范,作為模擬訓練器材開發(fā)過程中必須遵守的標準。網(wǎng)絡化軍事模擬訓練體系的構成要素主要包括單個模擬器、模擬訓練平臺和軟件三部分。模擬器是體系中的單個個體,也是組成體系的基礎,其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只有通過協(xié)議、接口發(fā)送到軍事模擬訓練平臺,才能由平臺對其狀態(tài)、作戰(zhàn)效能等有準確的評估。因此,制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范接口,促進模擬器材開發(fā)的規(guī)范性和標準化,是保證模擬訓練體系穩(wěn)定運行的前提,也是構建網(wǎng)絡化模擬訓練體系的基礎。
(三)加強軍地合作力度,提升模擬訓練器材的質量
進行軍事模擬訓練、演習、新戰(zhàn)術和新軍事理論驗證時,需要在收集數(shù)據(jù)的基礎上進行復盤,這依賴于數(shù)據(jù)采集的準確性和有效性?,F(xiàn)階段,數(shù)據(jù)采集的準確性尚能夠得到有效保證,但是在數(shù)據(jù)采集的有效性上卻極大地依賴于模擬訓練器材的建設質量。
當前,各類模擬訓練器材并不能夠完全有效地模擬武器裝備的性能,其質量不盡如人意,主要原因是需求方和供貨方溝通不通暢,對模擬器材的開發(fā)質量標準不一。因此,需要擴展軍民融合的深度,加大軍地雙方的合作交流,以期開發(fā)出符合使用預期的模擬訓練器材,有效促進軍事模擬訓練體系的構建,使其擁有更廣闊的發(fā)展前景。
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◎編輯 張 慧
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