淺談仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

黃勇 孟慶鑫

(中國電子科技集團公司電子科學(xué)研究院北京 100041)

淺談仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

黃勇 孟慶鑫

(中國電子科技集團公司電子科學(xué)研究院北京 100041)

仿真技術(shù)已經(jīng)發(fā)展形成較完整的專業(yè)技術(shù)體系，并迅速地發(fā)展為一項通用性、戰(zhàn)略性技術(shù)。軍事領(lǐng)域內(nèi)的仿真技術(shù)在高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭中正在起著越來越大的作用。本文首先對仿真技術(shù)進行了簡要概述，接著對國內(nèi)外軍用仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和仿真技術(shù)的主要發(fā)展趨勢進行了介紹，最后對仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用進行了粗淺探討。

軍事仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實

1 引言

現(xiàn)代仿真技術(shù)是以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進行試驗研究的一種綜合性技術(shù)[1]。其特點是它屬于一種可控制的、無破壞性的、耗費小的、并允許多次重復(fù)的試驗手段。它綜合集成了計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高新技術(shù)領(lǐng)域的知識。正在成為繼理論研究和實驗研究之后的第三種認識和改造客觀世界的重要方法。

隨著仿真技術(shù)在科技進步和社會發(fā)展中的作用愈來愈重要，特別是軍事科學(xué)中。隨著高、精尖武器系統(tǒng)的研制和發(fā)展，對仿真技術(shù)的應(yīng)用和研究提出了更高的要求。世界各軍事強國竟相在新一代武器系統(tǒng)的研制過程中不斷完善仿真方法，改進仿真手段，以提高研制工作的綜合效益。軍用仿真技術(shù)在“研試戰(zhàn)訓(xùn)保”體系中的應(yīng)用，已得到研制方和使用部隊的承認和重視。

本文在對仿真技術(shù)進行了簡要概述之后，粗淺探討了國內(nèi)外軍用仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢及其在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。

2 國內(nèi)外軍用仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外軍用仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

美國國防部高度重視仿真技術(shù)的發(fā)展，美國一直將建模與仿真列為重要的國防關(guān)鍵技術(shù)。1992年公布了“國防建模與仿真倡議”，并成立了國防建模與仿真辦公室，負責(zé)倡議的實施：1992年7月美國防部公布了“國防科學(xué)技術(shù)戰(zhàn)略”，“綜合仿真環(huán)境”被列為保持美國軍事優(yōu)勢的七大推動技術(shù)之一；1995年10月，美國防部公布了“建模與仿真主計劃”，提出了美國防部建模與仿真的六個主目標(biāo)；1997年度的“美國國防技術(shù)領(lǐng)域計劃”，將“建模與仿真”列為有助于能極大提高軍事能力的四大支柱（戰(zhàn)備、現(xiàn)代化、部隊結(jié)構(gòu)、持續(xù)能力）的一項重要技術(shù)，并計劃從1996年至2001年投資5.4億美元、年均投資0.9億美元。同時美國國防科學(xué)局（Defense Science Board）認為建立集成的綜合仿真環(huán)境和仿真系統(tǒng)，必須解決五個層次的使能技術(shù)，(enabling technologies)（即應(yīng)能解決實現(xiàn)的技術(shù)）：

①基礎(chǔ)技術(shù)。包括：光纖通訊、集成電路、軟件工具、人的行為模型、環(huán)境模型等；

于元、部件級技術(shù)。包括：內(nèi)存、顯示、局域網(wǎng)、微處理器、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)/模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，建模與仿真構(gòu)造工具，測試設(shè)備等；

③系統(tǒng)級技術(shù)。包括：微機系統(tǒng)，人一機界面，遠距離通訊/廣域網(wǎng)、計算機圖象生成；

④應(yīng)用級技術(shù)。包括：制造過程仿真、工程設(shè)計建模與仿真，含人仿真系統(tǒng)，隨機作戰(zhàn)仿真等；

⑤集成綜合環(huán)境和建模與仿真工程。包括：原型機、規(guī)劃、設(shè)計與制造，訓(xùn)練與備戰(zhàn)，測試與評估。

上述技術(shù)有些商業(yè)市場解決，如微機系統(tǒng)、遠距離通訊/廣域網(wǎng)、人一機界面、計算圖象生成、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、局域網(wǎng)、光纖通訊、軟件工程工具等，也就是大部份的硬件和網(wǎng)絡(luò)能力由商業(yè)市場作為成熟產(chǎn)品提供。而為滿足軍用仿真需求，有些如制造過程仿真，工程設(shè)計建模與仿真，隨機作戰(zhàn)仿真，環(huán)境模型等都由關(guān)國防部組織解決。

數(shù)學(xué)模型是仿真的基礎(chǔ)，要仿真，必須對被仿真的對象或系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模，也就是對客觀世界中客觀事物進行數(shù)學(xué)抽象和數(shù)學(xué)描述。數(shù)學(xué)模型的正確與否以及其精確度直接影響仿真的置信度。所以，建模以后必須經(jīng)過驗?zāi)＃災(zāi)＞褪菍δＰ偷脑u估過程。雖然這是化費較大的工程，但是幾年來，美、歐、日各方都化費巨資建立半實物仿真系統(tǒng)，以加快仿真研制。

同樣，歐洲對于仿真的研究歷來也十分重視。北大西洋公約組織（NATO）于1992年9月成立了DIS工作組。同年歐洲學(xué)術(shù)界的二百個成員成立了歐洲仿真特殊興趣組，并于次年組建了“仿真未來：新概念、工具和應(yīng)用”基礎(chǔ)研究工作組。制定了仿真基礎(chǔ)研究和開發(fā)為第一優(yōu)先主題。尤其是象并行和分布式仿真這樣的基礎(chǔ)技術(shù)，圍繞這個主題將就“仿真互操作性”展開行動計劃。并對應(yīng)于美國DIS工作組成立一些對應(yīng)的機構(gòu)進行跟蹤研究。

2.2 國內(nèi)軍用仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國軍用仿真技術(shù)的發(fā)展已有四十年的歷史。尤其在“十一五”以來的十多年中，通過邊建邊用，以及上級領(lǐng)導(dǎo)的重視，仿真技術(shù)得到了飛速發(fā)展。突出表現(xiàn)在以下方面：

在武器系統(tǒng)研制與武器系統(tǒng)仿真技術(shù)方面，我國建成了服務(wù)于各類新型導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛機和艦船等仿真的多個仿真系統(tǒng)，仿真技術(shù)已有效地應(yīng)用于新武器型號的研制中，為戰(zhàn)略導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、海防導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈以及各型魚雷等多種導(dǎo)彈、魚雷型號進行了數(shù)百個批次、數(shù)十萬條次彈道飛行(試航)的仿真；為多個衛(wèi)星型號，殲擊機研制，艦船作戰(zhàn)系統(tǒng)和武器系統(tǒng)陸上聯(lián)調(diào)，坦克、高炮系統(tǒng)作戰(zhàn)效能，進行了大量的數(shù)學(xué)和半實物仿真。有效降低了高技術(shù)新型號研制的風(fēng)險，大大減少實彈試驗次數(shù)和試彈數(shù)量，全面提高了武器系統(tǒng)效費比。

在體系對抗仿真技術(shù)方面，我國首先建成了綜合防空多武器平臺仿真示范系統(tǒng)、戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈攻防對抗仿真系統(tǒng)、戰(zhàn)區(qū)綜合防空聚合／平臺仿真系統(tǒng)，標(biāo)志著我國已基本掌握先進分布仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)等多項關(guān)鍵技術(shù)，為武器裝備體系對抗仿真打下了基礎(chǔ)。其后研制完成的多武器平臺攻防作戰(zhàn)綜合仿真示范系統(tǒng)，進一步加強了我國武器裝備體系對抗仿真的技術(shù)水平和能力。

在仿真共用技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)方面，如建模、驗?zāi)＠碚摵头椒ǎ贖LA的仿真支撐軟件、CGF、環(huán)境仿真及VR技術(shù)、仿真標(biāo)準及規(guī)范等取得了一批成果。為滿足體系對抗仿真的需要，建立了包括武器平臺模型、作戰(zhàn)模型、環(huán)境模型和評估模型等在內(nèi)的模型體系，對大型復(fù)雜仿真系統(tǒng)VV&A與可信度評估技術(shù)等進行了初步探索，開發(fā)了一系列仿真運行支撐環(huán)境和建模支撐環(huán)境等工具軟件，提高了仿真系統(tǒng)的開發(fā)及運行技術(shù)水平。

與國外軍用仿真技術(shù)的發(fā)展相比，我國體現(xiàn)在仿真技術(shù)上的不足主要表現(xiàn)為：

①已建的半實物仿真系統(tǒng)，基本上只能服務(wù)于新型武器系統(tǒng)的設(shè)計研制階段；已有的仿真系統(tǒng)，在體系結(jié)構(gòu)上，是集中、封閉式的，只能進行單一武器的性能仿真；還不具備接近實戰(zhàn)的目標(biāo)、環(huán)境和干擾仿真的能力；仿真技術(shù)的應(yīng)用距離服務(wù)于武器裝備全壽命和全系統(tǒng)的要求，尚有不小的差距；

于國內(nèi)體系對抗仿真系統(tǒng)的規(guī)模、功能和組織管理等方面與國際先進水平存在一定的差距，主要體現(xiàn)在可擴展性較差，功能上不能全面覆蓋各種需求，標(biāo)準規(guī)范尚待進一步統(tǒng)一和細化。只是初步具備在復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下進行體系對抗仿真的能力；

仿真共用技術(shù)水平同仿真技術(shù)應(yīng)用需求相比，也存在較大的差距。主要表現(xiàn)在以下方面：仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)；實用的武器系統(tǒng)建模、驗?zāi)７椒ǎ灰?guī)范的仿真系統(tǒng)VV&A與可信度評估技術(shù)；仿真標(biāo)準與規(guī)范；接近真實作戰(zhàn)條件的戰(zhàn)場自然環(huán)境仿真技術(shù)；一體化仿真環(huán)境以及仿真資源庫。

3 仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢

仿真本質(zhì)上是一種知識處理的過程，典型的仿真過程包括系統(tǒng)模型建立、仿真模型建立、仿真程序設(shè)計、仿真試驗和數(shù)據(jù)分析處理等，它涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的知識與經(jīng)驗。

仿真技術(shù)的發(fā)展離不開應(yīng)用需求的推動。當(dāng)前各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ抡婕夹g(shù)提出了許多新的要求，主要有：

①提高仿真的逼真性、可靠性和精確性；

于提高建模與仿真的效率；

③改進仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

為滿足這些要求，一系列新的技術(shù)方案被相繼提出，這些新技術(shù)代表了仿真技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VimialReality，VR)是在綜合仿真技術(shù)、計算機圖形技術(shù)、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)等多種學(xué)科技術(shù)的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的[2]，它以仿真的方式使人置身于一個虛擬世界中，通過頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等輔助傳感設(shè)備，使人可以沉浸到一個由計算機系統(tǒng)所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境中，與虛擬環(huán)境發(fā)生交互作用，并得到與實際的物理參與聯(lián)試所能獲得的相同或相似的感受。

近年來，虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)在航空航天和軍事領(lǐng)域的成功應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，促進美國政府進一步加大了對VR技術(shù)研究的支持力度。VR技術(shù)在武器系統(tǒng)性能評價、武器操作訓(xùn)練、指揮大規(guī)模軍事演習(xí)等三個方面的仿真應(yīng)用中能發(fā)揮重大作用：大幅度降低所需的費用，極大的提高效益，并消除意外傷亡事故。因此，美國政府所支持的VR技術(shù)研究也正是緊緊圍繞著提高這三種能力的系統(tǒng)和環(huán)境而展開的。

進一步的研究包分布式虛擬環(huán)境、虛擬環(huán)境建模、分布式可交互環(huán)境數(shù)據(jù)庫、虛擬環(huán)境顯示、數(shù)據(jù)融合與輸出、各個層次（包括地形繪制、天氣描述、運動和傳感、武器系統(tǒng)與效應(yīng)、計算機生成的半自主兵力等）上的逼真性、分布式多維人機交互及標(biāo)準化等。

3.2 分布交互仿真技術(shù)

美國是最早發(fā)展分布式交互仿真技術(shù)的國家。1983年美國防部高級研究計劃局（DARPA）和陸軍合作的研究計劃SIMNET于1989年完成，為DIS的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。分布式仿真包括軍事上公認的三類仿真：真實仿真、虛擬仿真、結(jié)構(gòu)仿真，分布交互仿真的核心是仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。

分布交互仿真(Distributed Interactive Simulation，DIS)是一種基于計算機及高速通信網(wǎng)絡(luò)的仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，它將分散于不同地點、不同類型的仿真設(shè)備或系統(tǒng)集成為一個整體，使之相對每個用戶皆表現(xiàn)為一個逼真的浸入環(huán)境，并在此環(huán)境下支持高度的交互式操作[3]。

分布交互仿真技術(shù)最明顯的應(yīng)用是多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練，進行多武器平臺作戰(zhàn)仿真。在DIS生成的逼真戰(zhàn)場環(huán)境支持下，可以進行作戰(zhàn)仿真，熟練掌握合成作戰(zhàn)技術(shù)、作戰(zhàn)原則、發(fā)展新的作戰(zhàn)方式和方法，提高各級指揮人員的戰(zhàn)場指揮能力，并可大大減少風(fēng)險和高額開銷。

目前，分布交互仿真技術(shù)在高層體系結(jié)構(gòu)(HLA)上，建立了在一個廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)分布在不同地域上的各種仿真系統(tǒng)實現(xiàn)互操作和重用的框架及規(guī)范。HLA的基本思想就是使用面向?qū)ο蟮姆椒ǎO(shè)計、開發(fā)及實現(xiàn)系統(tǒng)不同層次和粒度的對象模型，來獲得仿真部件和仿真系統(tǒng)高層次上的互操作性與可重用性。HIA只是分布交互仿真技術(shù)發(fā)展的新起點，它還存在不足之處，但它必將隨著仿真需求、仿真技術(shù)和各種支撐技術(shù)的發(fā)展而得到進一步的發(fā)展。特別是隨著互聯(lián)網(wǎng)Intemet、Web/Web Service、網(wǎng)格計算(Grid computing)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其技術(shù)內(nèi)涵和應(yīng)用模式得到不斷的擴展和豐富。

3.3 面向?qū)ο蟮姆抡婕夹g(shù)

面向?qū)ο蟮姆抡?Object.Oriented Simulation，OOS)，為人們研究現(xiàn)實世界提供了一種更為自然的框架，它是當(dāng)前仿真領(lǐng)域最新的研究方向之一。面向?qū)ο蟮挠^點把系統(tǒng)看作由相互作用的對象組成，它能夠以使人易于理解的形式構(gòu)造現(xiàn)實系統(tǒng)的仿真模型，并能使人在一個具有實際含義的層次上觀察模型的行為，有利于提高仿真軟件設(shè)計的安全性和可靠性。計算機輔助仿真(CAS)建立封裝了對象相應(yīng)的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)操作的程序模塊，作為對象的模型，整體行為則由對象間通過接口相互交換信息的聯(lián)系來描述。這樣，系統(tǒng)與模型具有直接的對應(yīng)關(guān)系，這種直觀與易理解性，符合人們自然思維方式，便于在實際含義的層次上觀察模型的行為。

3.4 智能仿真技術(shù)

基于建模與仿真技術(shù)研究人類智能系統(tǒng)機理，以及各類基于知識的仿真系統(tǒng)已成為仿真技術(shù)的重要研究與應(yīng)用領(lǐng)域。典型的如基于仿真的嵌入式智能系統(tǒng)。目前，應(yīng)用智能體(agent)對復(fù)雜社會系統(tǒng)進行仿真是這一領(lǐng)域的研究熱點?；赼gent的仿真技術(shù)中也存在著挑戰(zhàn)，例如，如何控制agent的自治能力來保證它的可信度[4]。其中知識模型及其表示標(biāo)準化的研究，尤其是對面向Agent的模型、面向本體的模型、面向分布式推理的網(wǎng)絡(luò)模型、面向移動通信的推理模型、能演化的模型、自組織模型、容錯模型、虛擬人等的研究將是智能系統(tǒng)建模進一步研究發(fā)展的重點。

3.5 綜合自然環(huán)境仿真技術(shù)

無論是單武器平臺性能仿真還是多武器平臺在對抗作戰(zhàn)環(huán)境下的體系對抗仿真，綜合自然環(huán)境仿真都是重要的組成部分。美國在環(huán)境仿真方面，研制了各種運動仿真器，如高精度飛行仿真轉(zhuǎn)臺、加速度模擬器、真空模擬器等，建立了逐步完善的各種實體模型數(shù)據(jù)庫、戰(zhàn)場環(huán)境（如地形、地貌、海洋、大氣、空間等）數(shù)據(jù)庫，并用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立虛擬仿真環(huán)境、虛擬戰(zhàn)場環(huán)境等，以支撐其各種仿真的需要。

綜合自然環(huán)境的建模與仿真應(yīng)包括對地理(地形、地貌和地質(zhì))：海洋、空間、大氣、電磁等環(huán)境信息的仿真。在環(huán)境模型基礎(chǔ)上進行的仿真應(yīng)用體現(xiàn)了自然環(huán)境對實體運行和決策行為產(chǎn)生的影響。綜合自然環(huán)境的建模采用靜態(tài)或動態(tài)的多維數(shù)據(jù)場擬合方法，并對虛擬自然環(huán)境與實體的交互進行檢測[5]。

綜合自然環(huán)境的建模與仿真必須解決兩方面的問題：

①環(huán)境模型的建立。軍事應(yīng)用中的環(huán)境是千變?nèi)f化的，不同的地形、地貌、氣象、電磁干擾、噪聲等等都有其不同的環(huán)境特征，要對其建立有相當(dāng)置信度的模型是很復(fù)雜的，所以環(huán)境仿真建模工作應(yīng)作為基礎(chǔ)性研究進行。

于環(huán)境效應(yīng)。這是一個更加復(fù)雜的問題，實際上也就是仿真環(huán)境動態(tài)變化時，對仿真結(jié)果所產(chǎn)生的影響。例如，軍艦，反艦導(dǎo)彈與海情，風(fēng)力、風(fēng)速，加上多路徑這些環(huán)境之間是相互交互的。這些都增加了仿真達到相當(dāng)置信度的難度。

當(dāng)前，自然環(huán)境建模與仿真技術(shù)向著多學(xué)科融合、實時動態(tài)化和分布式協(xié)同化方向發(fā)展，同時出現(xiàn)了相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(綜合環(huán)境數(shù)據(jù)表示與交換標(biāo)準SEDRIS)、規(guī)范和實現(xiàn)技術(shù)(地理信息系統(tǒng)(GIS)，基于圖像繪制(IBR)，體繪制(Volume Rendering)等)。

3.6 建模與仿真的校核、驗證與確認技術(shù)

建模與仿真的校核、驗證與確認技術(shù)(verification，validation and Accreditation，w&A)技術(shù)，即系統(tǒng)模型的校核、仿真模型的驗證以及仿真結(jié)果的認可技術(shù)[6]。VV&A技術(shù)的應(yīng)用能提高和保證仿真可信度，降低由于仿真系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的模型不準確和仿真可信度水平低所引起的風(fēng)險。VV&A技術(shù)已成為復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)中的重要課題，尤其受到軍事部門的高度重視，并正從局部的、分散的研究向?qū)嵱没?、自動化、?guī)范化與集成化的w＆A系統(tǒng)發(fā)展。

4 仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

在軍事領(lǐng)域，仿真技術(shù)的應(yīng)用主要包括武器裝備仿真和作戰(zhàn)仿真兩大部分。其在軍事上的應(yīng)用，在高技術(shù)戰(zhàn)爭中對作戰(zhàn)行動將產(chǎn)生重要的指導(dǎo)作用，主要表現(xiàn)在以下四個方面[7]。

①通過訓(xùn)練模擬器進行訓(xùn)練，提高作戰(zhàn)人員的軍事素質(zhì)；

于利用仿真技術(shù)提高武器裝備的戰(zhàn)技術(shù)性能，加速高科技應(yīng)用，引導(dǎo)新武器研制，促進新型武器裝備發(fā)展；

③在戰(zhàn)爭開始前，采用仿真技術(shù)選擇最佳作戰(zhàn)方案，制定周密的行動計劃，對作戰(zhàn)的組織指揮起到重要作用；

④通過仿真，研究新的作戰(zhàn)思想、作戰(zhàn)理論，制定戰(zhàn)略計劃。

隨著各種仿真新技術(shù)的發(fā)展，其在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用必然促進軍事訓(xùn)練思想、訓(xùn)練方法和訓(xùn)練手段的更新和改進。下面結(jié)合仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢，粗淺探討其在軍事領(lǐng)域內(nèi)的各項應(yīng)用。

4.1 基于分布交互仿真技術(shù)的軍事應(yīng)用

分布交互仿真技術(shù)在軍事上最明顯的應(yīng)用是多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練，進行多武器平臺作戰(zhàn)仿真。在DIS生成的逼真戰(zhàn)場環(huán)境支持下，可以進行作戰(zhàn)仿真，熟練掌握合成作戰(zhàn)技術(shù)、作戰(zhàn)原則、發(fā)展新的作戰(zhàn)方式和方法，提高各級指揮人員的戰(zhàn)場指揮能力，并可大大減少風(fēng)險和高額開銷。美國是最早發(fā)展分布式交互仿真技術(shù)的國家。1983年美國防部高級研究計劃局和陸軍合作的研究計劃SIMNET于1989年完成，北約(NAT0)準備逐步把各國不同的兵力匯入SIMNET而成為一個虛擬戰(zhàn)場，并把空戰(zhàn)仿真系統(tǒng)(AWSIMS)和海戰(zhàn)仿真系統(tǒng)(NWSTMS)與其相聯(lián)。美國陸軍的CCTI(近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng))，是美國用于部隊訓(xùn)練的第一個分布交互仿真實用系統(tǒng)，可實現(xiàn)546個仿真工作站的仿真訓(xùn)練聯(lián)網(wǎng)，距離可跨越歐美之間，可為美國本土和美在北約駐軍的野外訓(xùn)練提供高逼真度的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境。聯(lián)網(wǎng)演習(xí)，比起實戰(zhàn)演習(xí)來，其成本低、損傷少、安全保密，多次反復(fù)演練，而且方案可以多變，準備時間短。通過聯(lián)網(wǎng)仿真訓(xùn)練多兵、團組協(xié)同作戰(zhàn)，不僅可解決人與機之間的關(guān)系，更要解決人與人之間的協(xié)同關(guān)系。

分布交互仿真技術(shù)的發(fā)展主要基于兩個因素：

①網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展；

于軍事技術(shù)的需求。

要求借助仿真技術(shù)來訓(xùn)練作戰(zhàn)人員，使其能在現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境條件下使用各自武器裝備并互相配合作戰(zhàn)，因而該技術(shù)近二十年來在軍事上得到了迅速發(fā)展。

4.2 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軍事應(yīng)用

近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)滲透進軍事生活的各個方面，開始在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境、軍事訓(xùn)練和武器裝備的研制與開發(fā)等方面。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用新的發(fā)展趨勢包拼[8]：

①高新技術(shù)武器的研制開發(fā)、論證、評估及預(yù)測；

于“虛擬”軍事地圖；

③虛擬現(xiàn)實在軍事醫(yī)學(xué)、救治上的應(yīng)用；

④虛擬遠程控制機械裝備。

4.3 基于網(wǎng)格技術(shù)的軍事仿真

網(wǎng)格技術(shù)的核心是解決網(wǎng)絡(luò)上各種資源(如計算資源、存儲資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源等)的動態(tài)共享與協(xié)同應(yīng)用。軍事網(wǎng)格是由各種通信衛(wèi)星、微波中繼站、地面光纜、無線電臺、野戰(zhàn)地域網(wǎng)等通信基礎(chǔ)設(shè)施，以及各種計算機、存儲器、網(wǎng)格軟件平臺、數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)等計算信息設(shè)施組成，具有廣域分布、無縫連接、動態(tài)擴展和高度集成的特點[9]。

軍用仿真的需求和現(xiàn)代分布式仿真技術(shù)的發(fā)展、最新網(wǎng)格技術(shù)的興起已經(jīng)為研究基于網(wǎng)格的新型仿真技術(shù)和構(gòu)造網(wǎng)格環(huán)境下的仿真系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)，我們稱之為“基于網(wǎng)格的仿真”，即所謂的“仿真網(wǎng)格”?；诰W(wǎng)格的仿真就是構(gòu)建在網(wǎng)格(軟硬件)基礎(chǔ)之上，并且利用網(wǎng)格服務(wù)來支持仿真過程中的建模、想定制作、運行時集成、實驗設(shè)計、實驗分析等系列活動的一種新型仿真方法。網(wǎng)格技術(shù)提供的思想、體系結(jié)構(gòu)和整合成單一的高性能、可靠的資源的能力在軍事仿真中具有良好的應(yīng)用前景。

盡管目前網(wǎng)格技術(shù)還不是很成熟，但它將是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向，及早展開基于網(wǎng)格的軍事應(yīng)用仿真研究，對于我軍將來搶占信息制高點，推動仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常重要的意義[10]。

4.4 依托裝備開發(fā)各種“嵌入式"仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

隨著軍事裝備的現(xiàn)代化，其自動化、智能化程度不斷提高，對裝備的模擬更復(fù)雜，所花的經(jīng)費越來越多。特別是一些大型復(fù)雜的電子裝備，如C3I，C4I等系統(tǒng)。由于許多電子裝備的壽命不在于操作次數(shù)的多少，而主要取決于電子元器件的自然壽命，充分依托裝備開發(fā)各種仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，能較好地解決依靠實際裝備訓(xùn)練會磨損和降低實裝壽命的問題[11]。

利用計算機等成熟設(shè)備，開發(fā)實裝的“嵌入式”系統(tǒng)，對于減少系統(tǒng)實物試驗次數(shù)、節(jié)省訓(xùn)練經(jīng)費、提高維護水平、延長裝備壽命周期、強化部隊訓(xùn)練等具有非常重要的意義。

5 結(jié)束語

近幾十年來，仿真技術(shù)在各類應(yīng)用需求的牽引及有關(guān)學(xué)科技術(shù)的推動下，已經(jīng)發(fā)展形成了綜合性的專業(yè)技術(shù)體系。目前，仿真技術(shù)正向網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、協(xié)同化、普適化方向迅速發(fā)展?；谔摂M現(xiàn)實的仿真技術(shù)、分布交互仿真技術(shù)、面向?qū)ο蟮姆抡婕夹g(shù)、智能仿真系統(tǒng)、綜合自然環(huán)境仿真技術(shù)、w＆A技術(shù)等將是仿真技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。

仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用，對于提高武器系統(tǒng)綜合性能、減少系統(tǒng)實物試驗次數(shù)、縮短研制周期、節(jié)省研制經(jīng)費、提高維護水平、延長壽命周期、強化部隊訓(xùn)練、幫助指揮人員掌握高技術(shù)戰(zhàn)爭的特點和規(guī)律、研究戰(zhàn)法等具有特別重要的意義。越來越多的國家已經(jīng)認識到了仿真技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的重要作用，并大力發(fā)展各種軍事仿真技術(shù)。

作為一門綜合眭科學(xué)，仿真技術(shù)將隨著其相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的深入發(fā)展，繼續(xù)向縱深快速發(fā)展，同時將擴大其綜合應(yīng)用的領(lǐng)域，在國防建設(shè)和國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

[1]王精業(yè)，楊學(xué)會，徐豪華.仿真科學(xué)與技術(shù)的學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與學(xué)科理論體系[J].科技導(dǎo)報，2007.6，5

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Application of Simulation Technology in Military Field

HUANG YongMENG Qing-xin
（China Academy of Electronics and Information Technology，Beijing 100041，China)

The simulation technology has been developed to form a more complete system of professional technology,and the rapid development of a common and strategic technology.Simulation technology in military field is playing a more and more important role in the high-tech war conditions.This paper has carried on the brief overview of simulation technology for the first time,and then the main development trend of domestic and foreign development status of military simulation technology and simulation technology are introduced,and finally the shallow discussion on the application of simulation technology in military field has been carried on.

Military；Simulation technology；virtual reality

TP391.9

A

：1008-1739（2015）06-63-5

定稿日期：2015-02-26