軍事仿真解決方案
仿真技術作為一種計算機技術,在構建和體驗仿真世界中起到了越來越重要的作用?,F在,仿真技術廣泛應用于宇宙空間技術,工業設計,軍事教學,以及技術培訓等諸多領域。金信德提供仿真技術在軍事領域上的應用解決方案。

21世紀和平年代,少有戰事,但是軍事訓練仍是不能懈怠的。在沒有實際場所的演練下,虛擬現實技術的運用對軍事仿真有著重大的意義。長期以來,仿真技術一直在軍事訓練中扮演著重要角色,而且更加貼近一體化聯合作戰,指揮訓練仿真的特點,其目標是建立一體的、一致的、互操作的虛擬作戰環境,計算機仿真使軍事訓練的針對性和真實性更強,前者的典型代表是美軍提出的高層體系結構HLA,讓訓練人員在和平時期就能體驗到較為逼真的戰場感受。已成為信息化時代各國軍隊普遍面臨的問題,并且容易造成安全事故和人員傷亡。因此,運用新的仿真技術手段提高軍事訓練效益,已成為信息化時代各國軍隊普遍面臨的問題,在軍事領域,基于建模仿真的作戰指揮與軍事訓練已經顯示出巨大的軍事和經濟效益。
首先,仿真技術使軍事裝備、作戰指揮、模擬訓練的組織更加簡便。軍事訓練可在實驗室條件下進行,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使不同地點的參訓人員共同參與訓練。由于運用計算機仿真開展軍事訓練的巨大優勢與潛力,世界主要發達國家都高度重視建模與仿真技術的發展。目前,仿真技術在作戰指揮與軍事訓練中的應用主要包括五個解決方案:
作戰模擬仿真可分為實地軍事演習、現場實驗、沙盤作業、圖上作業、戰爭對策、計算機模擬等幾種類型。采用虛擬現實技術不僅為研究戰爭提供了科學的方法,使研究的進程更加逼真、更加接近于實戰,實現作戰過程的仿真模擬,而且使研究的結果更加可信,從而有利于提高指揮藝術和作戰技能。計算機作戰模擬是把對抗的全過程結構組成和大部分規定事先編入計算機程序,然后用計算機語言描述戰斗過程,并用計算機進行處理的一種新型模擬方法。
模擬戰爭設計、提升指揮水平:有了虛擬現實技術,可立足現有國力條件和雙方實力,根據期望的戰爭目標和戰爭規律、戰爭法則、戰爭經驗,融合雙方兵員以及陸、海、空、天等各種作戰平臺和武器裝備,考慮戰時的“天時、地利、人和”等因素,讓計算機模擬聲、光、電等形式,創設出宏大的戰爭環境和場面,從而在其中進行戰爭設計、戰爭模擬和作戰推演,分析和規劃戰爭,論證和評估作戰方案,預測戰爭的進程和結局,并分析出武器、兵力、戰法、后勤、時機等方面存在問題,同時尋找敵方的軟肋和死穴,綜合最優的作戰方案,設計出制勝之策并指導未來戰爭實施。


裝備訓練是訓練人員掌握武器裝備操作和戰術運用的主要手段,計算機仿真在裝備訓練上的研究和應用開展較早,技術也相對成熟。裝備訓練仿真的主要載體是各類訓練模擬器和系統,如飛行訓練模擬器、炮兵模擬訓練系統等,通過虛擬作戰環境和模擬作戰流程讓訓練人員快速掌握寶貴的操作技巧和作戰經驗,逼真的視覺、聽覺甚至運動感受還能使訓練人員能獲得真實的操作體驗。
業務訓練的主要對象是部門長、參謀等機關人員,訓練內容主要包括地圖標繪、火力協調、情報綜合等專門的業務技能和流程。因此,很容易有針對性地設計具體的作戰場景,高效、便捷、節約地提高機關受訓人員的業務素養。以某國航空兵模擬系統為例,除了在“空中鏖戰”中能顯示“自動識別引導指揮口令”“模擬飛行員語音報告空中情況”等主要功能外,還具備了“模擬實兵攔截”和“人員訓練管理”等若干功能,在試用過程中,使飛行引導員的訓練周期縮短了近二分之一。
通過三維技術制成包括作戰背景、戰地場景、各種武器裝備和作戰人員等戰場環境圖形圖像庫,為使用者創造一種險象環生、逼近真實的立體戰場環境, 以增強其臨場感覺, 提高訓練質量。通過偵察情報和地理環境信息合成出立體的戰場全景圖,讓受訓指揮員立足作戰地域的整體地形地貌和氣象環境,在室內“實地”觀察敵我雙方兵力部署和戰場情況與變化形勢,迅速判斷敵情,果斷做出決策,從而培養和提高指揮員的創造力、預測力和判斷力,發揮和提升指揮員自身的指揮才能。
通過VR技術構建和選擇三維實戰環境,逼真地模擬實車、實兵、實人,渲染出生動的視覺、聽覺和觸覺效果,使士兵像在野外參加實戰一樣,在室內感受“真實”的戰場對抗場面,熟悉作戰區域的情況,操練戰術動作,從而能在危險小、耗資低、有趣生動的訓練環境中,鍛煉和提高實際戰術水平以及臨場快速反應、心理承受和戰場生存等能力,增強作戰技能和訓練效率。也能有效減少人員、物資的損耗,以及突破危險及真實環境的限制。
1、虛擬擬戰場環境下的作戰訓練:是利用虛擬戰場環境,讓士兵攜帶各種傳感設備,士兵可以通過操作傳感設備選擇不同的戰場環境,輸入不同的處置方案,體驗不同的作戰效果從而像參加實戰一樣。鍛煉和提高參訓人員的戰術動作水平、心理承受能力和戰場應變能力。
2、虛擬武器裝備操作訓練:是在虛擬武器裝備環境進行的,通過訓練可以達到對真實裝備進行實際操作的目的。虛擬武器裝備操作訓練能夠有效地解決軍隊現階段大型新式武器裝備數量少的難題,同時又能解決部隊面臨的和平時期部隊訓練場地受限的問題。
3、近戰戰術訓練:該系統利用眾多性能先進的主干光纖網及分布式VR 系統, 將分布在不同地理位置上的各級部隊、各軍事院校及作戰分隊的眾多模擬訓練仿真器連接在一起, 建立綜合性虛擬作戰環境, 可與多個工作站相連接。各站之間可迅速傳送飛機、坦克、裝甲車、各類戰車、火炮及導彈等武器裝備的信息與數據,使士兵能在動態的虛擬作戰環境中進行軍事演習; 可進行戰術、戰役理論的探討及作戰計劃的驗證, 并預測軍事行動和執行作戰計劃的效果, 更可評估武器系統的總體性能, 以啟迪新穎的作戰思想。建成近戰戰術訓練系統后, 借助局域網、廣域網及遠程通信網可將各級戰術訓練系統、空軍合成戰術訓練系統、野戰炮兵合成戰術訓練系統、工程兵合成戰術訓練系統及防空合成戰術訓練系統連成一體。




聯合作戰最新的定義中包括:信息優勢、精確打擊力量、作戰識別、戰區聯合導彈防御、城區軍事行動、聯合戰備、聯合反布雷、電子戰、信息戰、生化戰劑探測、實時后勤管理、防止大規模殺傷武器等。為了達到這個目的,在聯合作戰和戰場環境等仿真中,添加圖像增強、激光、紅外線、熱感應等傳感器和掃描、多光譜、超光譜等軍用光電的視覺成像仿真效果。這些效果可以被應用到飛行部隊的夜視鏡效果、地面部隊的觀察儀、瞄準具、駕駛儀、夜視眼鏡、和微光電視中,海軍部隊的近戰武器系統的仿真模擬。豐富了軍事仿真內容,為監視、偵察、跟蹤的仿真訓練提高沉浸度和構想度。
實施聯合演習,為諸兵種提供聯合演習新平臺:虛擬現實技術結合網絡,建立分布式虛擬現實系統,并根據部隊編成、武器配置、作戰原則、戰役戰術要求等,創建出大規模演練的聯合戰役三維虛擬戰場,使參戰雙方諸軍兵種同處其中,并根據虛擬環境中的戰場情況及其變化形勢,“調兵遣將”“排兵布陣”“攻擊防守”,在室內實施“真槍實彈”的對抗演練,從而使眾多軍事單位不受地域限制地被組織起來,以較小的代價、用較短的時間,實施大規模戰役、戰略級諸軍兵種聯合演習,“不用一槍、不費一彈、不動一車”地演練和驗證多種聯合作戰方案、聯合戰役理論,發現、解決實戰中可能出現的問題,提高部隊聯合作戰水平和戰役訓練效益。通過訓練能夠發現協同作戰行動中的問題,提高各軍兵種的協同作戰能力, 并能夠對諸軍兵種聯合訓練的原則、方法進行補充和校正。


在高新技術武器開發過程中大量采用虛擬現實技術, 設計者可方便自如地介入系統建模和仿真實驗全過程, 這樣縮短了武器系統的研制周期, 并能對武器系統的作戰效能進行合理評估, 從而使武器的性能指標更接近實戰要求。同時在武器裝備的研制過程中, 虛擬現實技術可為用戶提供先期演示, 讓研制者和用戶同時進入虛擬的作戰環境中操作武器系統。研制者和用戶能夠充分利用分布式交互網絡提供的各種虛擬環境, 檢驗武器系統的設計方案和戰術、技術性能指標及其操作的合理性。
除此外VR技術還能在武器裝備設計制造、武器遠程控制、武器平臺操作使用、武器毀傷效應展示、戰爭場景拍攝再現、軍事災難預測、軍事地圖制作、戰場醫療救助等諸多方面發揮重要作用,而且隨著以計算機技術為代表的信息技術的不斷發展,虛擬現實技術及其應用還可能不斷滲入到國防軍事領域的其他方面,極大地促進它們的發展。
運用仿真科技創新促進了軍事訓練的發展,而信息化條件下的作戰指揮與軍事訓練又對仿真技術提出了新需求。有理由相信,隨著信息技術的不斷發展和進步,仿真技術的創新,將在未來作戰指揮和軍事訓練中展現出巨大的應用價值。