【以一当十】数字化部队作战仿真系统开发技术路线
“数字化部队的作战运用、战术战法、指挥训练等与传统机械化部队相差迥异， 带着明显的信息化战争特征。紧密结合数字化部队作战特点，研发适用于数字化部队作战训练的仿真系统， 对帮助数字化部队理解把握信息化战争精髓、 创新战术战法、提升整体作战指挥能力，形成基于信息系统的体系作战能力，具有十分重要的意义。”数字化部队与传统机械化部队最显著的差异之一， 就是它的装备以信息化装备或经过信息化改装的装备为主。作战仿真系统必须充分考虑并体现数字化部队的这个特征，提高系统仿真粒度，精细模拟数字化部队所装备的各类底层信息化作战装备的外形、技术指标、战术性能、交战规则等内容， 方能为数字化部队的作战行动提供关键数据支持，逼真模拟仿真实际作战效果，从而在宏观层次上提升仿真系统的可信性。因此，在未来数字化部队作战仿真系统中， 仿真粒度必须越精细越好，对信息化装备建模必须描述到武器平台级，并且能够精细模拟武器装备的详细战技术性能。 数字化部队的作战效能并非由单个作战实体作战效能的简单线性叠加， 而是通过信息系统对各作战实体的不同作战效能进行融合， 最终实现作战体系结构优化， 从而达到整体作战效能的倍增。因此，在开发数字化部队作战仿真系统时，除了传统的火力、兵力等仿真内容外，必须重点突出对各类信息作战行动的模拟仿真， 才能充分发挥数字化部队的优势， 精准仿真信息作战与部队整体作战效能的相互牵制、影响。所以，仿真实体应当底层化， 一般应向下沿伸至排级甚至更低级别的平台级作战实体仿真。 在传统作战仿真模型中，火力毁伤模型是主体内容，缺乏对信息作战这一信息化战争的重要作战样式的仿真，仿真中要么不考虑信息作战，要么只做简单处理。随着信息化战争理论及实践的进一步发展，信息作战的重要作用日益凸显，正成为决定信息化战争胜负的关键性因素之一，传统仿真模式与信息化战争需求之间的缺口越来越大。因此，在仿真内容中，必须重点突出信息化，对信息作战样式进行重点描述、建模。比如，对电磁干扰行动的建模，必须精细到干扰电磁波的方向、功率、波段、波形、干扰时间等，才能准备仿真干扰行动的实际效果，实现仿真功能需求。
为充分发挥数字化部队信息主导、精确作战、并行作战、体系作战等特点，达到为数字化部队作战力量使用、战术战法创新、指挥对抗训练提供仿真模拟环境的开发目标， 数字化部队作战仿真系统应当具备作战仿真、 指挥训练及实验控制等功能。因此，数字化部队作战仿真系统应当由下述主要功能模块组成。 这是数字化部队作战仿真系统的核心功能之一，它应当具备下述主要功能：一是智能化解析作战命令。将各级指挥实体在作战过程中产生的作战指令依据专家规则自动分解为平台级实体的具体行动动作，并驱动数字化师各类作战实体的作战行动， 实现作战指令与平台级实体作战动作之间无缝连接。二是多引擎同步仿真。通过多引擎综合管理管控多个同构仿真引擎， 在满足实时性的前提下扩展仿真实体数量， 实现师旅级规模多个引擎的同步作战仿真。三是虚拟构建战场自然环境。通过虚拟现实技术，采用2D、3D相结合的方式， 仿真地形、气象、水文、时空等自然条件，实现虚拟战场环境的构设。 它主要供数字化部队指挥机构使用，通过提供相应的实验环境支撑， 为指挥人员作战指挥训练提供相应的硬、软件实验条件。在硬件方面，应当拥有一个支持简单编组模式下师旅级规模战斗实验运行所需的实验场所，并提供高分辨率图形工作站， 以仿真底层作战实体及信息化武器装备平台；提供高性能服务器，以满足在平台级仿真基础上的师旅团规模实验需求。在软件方面，应当研制一套功能完备、易于操作、性能稳定的陆军数字化部队作战仿真系统，采取“人在回路”的实验方式，使受训人员能够通过基于 2D 或 3D 的战场态势场景，了解部队动态、分析判断情况、下达作战命令，并通过作战行动仿真，对指挥活动进行验证、分析、评估，从而为数字化部队基于信息系统的作战实验及训练提供全方位信息系统支持。 主要供导调人员分析、评估、裁决数字化部队战斗实验结果使用，具备下述主要功能：一是导演控制功能。训练管理者能够有效管理基础想定数据和行动方案数据，设置、认证实验所需各类席位，并对训练过程进行随机导调、临时干预和全程监控。二是训练评估功能。根据实验目的或训练需要，定制数据采集策略，对实验过程中的数据实现“全要素、全过程”采集，并支持多种形式的评估结果输出显示。三是态势显示分系统。以 2D 和 3D 的形式，连续实时、多视角的动态显示红蓝双方的作战态势，显示各仿真实体伤亡、损耗、联网、信息共享等状态信息，并实时记录和回放战场态势。
数字化部队作战仿真系统总体上应该是一个能达到师旅级作战规模并能准确描述信息化战争基本特征的可视化作战仿真系统。为实现系统研发目标， 应当正确认识现有作战仿真系统的技术特点， 并针对数字化部队作战仿真系统的功能需求确定开发技术路线。 按仿真分辨率， 现有作战仿真系统可分为平台级及聚合级两类，它们各有优劣，任何单一类别的作战仿真系统都不能完全满足数字化部队作战仿真系统的需要。 平台及作战仿真系统的仿真粒度比较高，一般仿到单件武器平台，如火炮、坦克等，主要用于武器操作训练等， 能够满足数字化部队作战仿真系统仿真粒度精细化的要求。同时，也能够实现较低层次作战实体（如单兵、班排等）的作战实体仿真。但是，因驱动引擎限制，此类仿真系统所支持的同时仿真实体数、 同时在线用户数受到较大限制，一般只能以百为数量级，难以满足师旅级规模仿真要求， 仅能实现较小规模分队级别的作战仿真。
聚合级作战仿真一般仿真分辨率比较低，单个实体分辨率为连一级， 在支持与平台级作战仿真系统相同规模的仿真实体数时， 能轻松实现师旅乃至集团军级部队规模的作战仿真。但是，其仿真分辨率比较低， 无法精细模拟信息化武器装备平台， 也无法仿真模拟班排级作战实体的详细作战行动，不能突出信息化特征，无法满足数字化部队作战仿真的功能需求。通过上述对比，不难看出两类作战仿真系统都难以单独完成数字化部队作战仿真系统的功能。相比之下，平台级仿真系统在功能上能够更好地满足数字化部队的信息化作战需求， 如果能够解决仿真规模问题， 将是适用于数字化部队的仿真系统。 （二）数字化部队作战仿真系统研发应当重点解决的几个技术问题 为满足精细化模拟信息作战装备、 延伸仿真层次需求， 数字化部队作战仿真系统必须扩大仿真规模，实现以千为数量级计算的实体规模仿真。因此， 多引擎综合管理是扩大整个系统仿真规模的关键。可以通过两个方案解决：一是通过现有HLA/RTI 技术体制实现多引擎的互联， 二是自行研制多引擎管理软件实现多个仿真引擎的互联。方案一的技术比较成熟，但是 HLA 技术自身缺陷比较明显、效率不高，难以满足平台级仿真的实时性要求。方案二开发难度大，但针对性强，可针对多个仿真引擎同构集成这一特点， 实现轻量级的多引擎管理，实时性和灵巧性较高。 2.构建信息作战行动规则模型，仿真模拟信息作战行动信息作战行动 仿真是数字化部队作战仿真的核心内容，主要包含信息化作战装备仿真、信息作战行动军事概念模型建立、 平台级交战规则描述等内容。它内容广泛，包括传感器探测、数据融合、通信组网、电子对抗等类别作战行动，而每个子类别作战行动中又可依据一定的标准进一步详细划分，如传感器探测，依据探测手段不同，可分为光学探测、雷达探测、红外探测等等，这就需要构建多类型、 多数量、 大规模的信息作战行动仿真模型。这一技术难点可从仿真层次、 仿真规则角度解决。首先是要确定信息化装备的仿真层次，我们对信息化装备的仿真虽不必描述到信号级别，但是至少要描述到功能级。如雷达探测模型，不必对雷达探测波形进行仿真描述， 但必须要描述雷达频段、波长、天线增益等关键技术指标，才能实现对雷达战术性能的仿真。其次，根据确定的仿真层次，与各领域仿真专家合作，描述各类信息化装备的行动规则模型。 3.构建作战指令分解规则模型，实现指挥机构与底层实体无缝对接 作战指令分解规则模型由将概略的作战指令分解为底层仿真实体能够执行的相对精确的动作命令的一系列军事规则构成， 是系统解决好作战指令的概略性与实体驱动命令的精确性矛盾的关键。其主要开发思路可通过以下步骤进行：首先，收集、梳理各军兵种师旅团级指挥机构一套完整的作战过程中下达的各类作战指令；其次，梳理各类仿真实体所能执行的各类动作；最后，通过专家写出规则将概略性作战指令分解到底层实体精确动作的分解规则。为减轻系统开发工作量，并防止重复劳动，在软件实现上，建立一套规则描述的软件框架，各类规则能够以知识库的形式保存，以便动态增加、减少各种规则，或者调整规则内容。著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-10-14
最近编辑：6月前
