軍用仿真技術︰叩開“戰爭設計學”的大門

來源︰中國軍網綜合作者︰許凡 張璦敏責任編輯︰馬嘉隆
2018-08-24 04:07

制圖︰陳晨

掀起謀劃作戰的“頭腦風暴”

從火炮仿真、飛行器仿真、導彈仿真到如今的各類型武器系統裝備仿真以及作戰仿真,仿真技術在不斷滿足軍事應用需求的同時,自身也向著虛擬化、網絡化、智能化、協同化和普適化方向迅速發展。為不斷完善軍用仿真計算方法、改進仿真技術手段,人們正不斷掀起謀劃作戰的“頭腦風暴”。

數學建模算法。數學模型是進行仿真的基礎,要開展仿真模擬,必須首先構建被仿真對象的數學模型。同時,數學模型的正確與否以及精確度高低直接影響著仿真計算結果的可信度。近年來,人工智能技術的快速發展,為數學建模提供了新思路。引入人工智能構建數學模型,不僅能有效改善仿真模型的逼真性、可靠性和精確性,還進一步提升了建模與仿真的效率。

虛擬現實技術。采用虛擬現實技術,人們可通過相關設備與虛擬仿真環境中的對象進行交互,進而產生“沉浸”于真實環境的效果。近年來興起的增強現實技術,進一步增加了用戶對虛擬仿真系統的感知程度,能將軍用仿真系統生成的虛擬物體、場景和信息疊加到真實場景中。美國陸軍目前就依托虛擬現實和增強現實技術開發未來整體訓練環境,實現無縫、混合的沉浸式作戰訓練。

網絡網格技術。軍用仿真的實現離不開計算機、局域網、軟件工程等技術的有力支撐,將分散于不同地點、不同類型的仿真設備或系統集成為一個整體的分布式交互仿真,為軍用仿真提供了更加逼真的應用環境。近年來,可實現各類信息快速傳輸和資源共享的網格技術成為軍用仿真的研究熱點。美國國防部已開始借助“全球信息網格”計劃,建立起溝通戰場各類信息要素的軍事網格,實現各類軍事網絡資源的動態共享與協同應用。

在戰爭開始之前穩操勝券

未來的信息化戰爭是陸、海、空、天、電、網等多維空間同時展開的一體化戰爭,不僅戰役結構復雜、武器裝備多樣,對參戰人員和戰術運用也提出了更高要求。借助軍事仿真技術構建未來戰爭的“虛擬戰場”,實現對戰爭規模、戰爭進程、戰爭投入、作戰人員與武器裝備數量、打擊目標與打擊強度等要素的科學統籌,才能在戰爭開始之前穩操勝券。

在作戰實驗領域,美軍通過大量的計算機仿真評估和迭代優化,充分減少了因作戰方案和行動計劃不當而造成的損失。俄軍的作戰條令和戰法也都是通過運用數學模型進行科學推導、仿真計算得出的“戰場最優解”。通過軍用仿真分析與評估,戰場指戰員可以快速了解戰爭推演趨勢,在“虛擬戰場”中根據各種情況變化開展有效應對,進而有力提升作戰試驗效果。

在軍事訓練領域,通過沉浸式虛擬仿真訓練環境實施單兵訓練,能最大限度地貼近戰場環境,有力提升訓練效果。近年來,美國陸軍已經在“軍官高級教程”中專門開設了“模擬沉浸”訓練課程。通過開展虛擬仿真軍事訓練,訓練的組織與實施不受時間和氣象條件制約,分布式訓練仿真系統甚至能使不同地點的參訓人員共同參與訓練。通過對具體戰場環境、戰術背景和敵方兵力進行建模和仿真,軍事訓練系統還能為訓練人員提供更為逼真的戰場感知。

在裝備論證領域,武器裝備研制的全生命周期均需要仿真系統的技術支撐。目前,美國在新型武器系統研制項目中大量采用仿真技術,全面支持武器裝備的開發測試、實彈評估測試和作戰測試。美國導彈防御局通過導彈威脅目標建模與仿真,進一步探索出應對來襲導彈威脅的有效舉措。美國海軍則通過任務分析仿真軟件,對艦船系統和艦員的操作進行仿真,得出確定和優化艦員數量的仿真結果。未來,軍用仿真技術或將成為世界各軍事大國角逐的科技新高地。

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