詳解我國軍用立體虛擬仿真邊緣融合大屏幕系統(tǒng)

    一、為什么要建立我軍的立體模擬虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

    當(dāng)前軍事模擬仿真和虛擬仿真技術(shù)在軍隊建設(shè)實用化方面越來越受到重視。中國軍隊也避免不了軍事虛擬仿真訓(xùn)練的國際化浪潮的洗禮。

    各國都面臨國防預(yù)算削減、兵力削減，同時要更加努力保持其有效性的要求。中國軍隊在國際地位的崛起，也面臨進入許多陌生國際大地區(qū)進行軍事防衛(wèi)的義務(wù)。這就迫切要求軍事人員能夠在他們可能不太熟悉或難以進入的國家和氣候條件下進行作戰(zhàn)。因此，用虛擬仿真模擬的訓(xùn)練演練構(gòu)架支持將是十分重要的。

    各國部隊對國家軍事機器的訓(xùn)練已經(jīng)開始從實物模擬軍事訓(xùn)練思路到三維虛擬仿真軍事訓(xùn)練思路，這是是一個軍事訓(xùn)練思想的大變革。作為國內(nèi)大屏幕環(huán)幕技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)秀供應(yīng)商——睿聯(lián)嘉業(yè)公司專家指出：

    由于經(jīng)費有限，能夠承受的大范圍演習(xí)的數(shù)量將越來越少。要把耗油的裝甲車輛和自行火炮運送到遙遠(yuǎn)的訓(xùn)練場地需要昂貴的費用。磨損消耗、彈藥的消耗是另一項大的花費(特別是對反坦克彈藥和精確制導(dǎo)彈藥)。軍事人員的時間利用率也是需要考慮的一個重要因素。由于這些原因，仿真戰(zhàn)斗行動的花費往往要比實際運行被仿真系統(tǒng)的花費少得多，特別是對那些高技術(shù)武器( 如需要進行持久訓(xùn)練以提高作戰(zhàn)效能的飛機)經(jīng)費可節(jié)省得多。

    在危險和敵對的環(huán)境中訓(xùn)練軍事人員從事冒險行動的能力時，安全仍然是主要的問題。在仿真中，可不考慮外界危險來使用武器、機動車和指揮軍隊，而在實際中，這往往會受到限制。

    另外，對于野外的軍事演習(xí)，還存在許多環(huán)境方面的問題。軍隊和裝備的運動會對陸地、海洋和空中帶來極大的損害。

    而當(dāng)今在計算機及可視化技術(shù)方面的最新進展使得人們能進行更加復(fù)雜和逼真的仿真。事實上，許多人都感到，軍事虛擬仿真訓(xùn)練場是資金投入和技術(shù)占有最迅速的領(lǐng)域之一。

    圖：我軍某機械化師建立了虛擬仿真演練戰(zhàn)場內(nèi)景圖   

    二、我軍的立體模擬虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)分類

    軍事虛擬仿真訓(xùn)練場分立體和非立體。不過是否立體，分幾種類型:

    1）訓(xùn)練單人或人數(shù)不等的小組的作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)。

    作戰(zhàn)效率的訓(xùn)練為提高單元作戰(zhàn)技能創(chuàng)造了機會。包括：強化武器系統(tǒng)的操作訓(xùn)練。通過使用對虛擬仿真技術(shù)模擬輸入作出響應(yīng)的作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)，訓(xùn)練單兵或小組(作戰(zhàn)中心)；仿真環(huán)境的應(yīng)用來支持特定作戰(zhàn)計劃的制定。   

    2）系統(tǒng)作戰(zhàn)虛擬仿真模擬系統(tǒng)。這類虛擬仿真訓(xùn)練中，信息受控制流程和流量規(guī)則的限制。仿真模擬由專業(yè)人員、對方成員、專門的控制人員和仲裁人員共同進行，這類仿真模擬大多數(shù)是封閉式的模擬。由于它常常需要專用的設(shè)備和專業(yè)人員，因而費用比較高。

    3）野外演習(xí)虛擬仿真模擬系統(tǒng)。在這種模擬中，兵力和地理環(huán)境都是仿真實的，敵人是模擬的，它通常用來訓(xùn)練人數(shù)眾多的軍隊，作戰(zhàn)行動的真實性與費用是連在一起的。

    作戰(zhàn)行動的真實性和仿真模擬的抽象程度是呈反比關(guān)系。解析模型和計算機仿真比它們所模擬的真實行動抽象得多。每類作戰(zhàn)模擬都處在基于公式的仿真和使用作戰(zhàn)部隊的模擬之間。開發(fā)者和用戶常常強調(diào)，要有統(tǒng)一的應(yīng)用范圍。

    三、我軍建立立體模擬虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的考量

    1）費用承受能力──虛擬仿真作戰(zhàn)演練場成本的節(jié)省程度。包括費用、效益及系統(tǒng)和仿真費用的比例。

    2）可評估能力──虛擬仿真作戰(zhàn)演練場提供的手段適合于訓(xùn)練(教育)或分析任務(wù)的程度。

    3）數(shù)據(jù)的可適用性和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)──數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)格式產(chǎn)生和使用程度。

    4）效率──通常指完成一次模擬所需的時間，這對于大型網(wǎng)絡(luò)或需要實時運行的訓(xùn)練系統(tǒng)或比實時運行要求還高的決策支持來說，是非常關(guān)鍵的。

    5）逼真度、分辨率或詳細(xì)程度──仿真中對象的描述程度。

    6）人力需要──為保障虛擬仿真或模擬運行所需要的人員。

    7）可修改性和可維護性──虛擬仿真系統(tǒng)能被修改的容易程度。

    8）可移植性──虛擬仿真在不同環(huán)境下適合運行的能力。

    9）可靠性──硬件或軟件正常運行的概率。

    10）可改善程度──通過虛擬仿真和模擬進行教育和訓(xùn)練，改善人員素質(zhì)的程度。

    11）標(biāo)準(zhǔn)化──特殊的仿真遵守標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量，它包括硬件的按口，軟件的開發(fā)和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。

    11）用戶友好性──不經(jīng)過訓(xùn)練就能使用虛擬仿真系統(tǒng)的程度。對于計算機輔助訓(xùn)練系統(tǒng)，應(yīng)該懂得用戶可能沒有時間來熟悉掌握復(fù)雜的界面。對于對抗模擬支持系統(tǒng)，一個繁瑣的用戶界面會嚴(yán)重?fù)p害所要達(dá)到的目的。

    12）有效性──描述關(guān)鍵變量的虛擬仿真精確度。

    13）驗證、確認(rèn)和可信性──保證虛擬仿真的正確執(zhí)行，產(chǎn)生合理的結(jié)果和證明它的應(yīng)用的一種正式過程。

    14）逼真性──虛擬仿真的真實程度。它的兩個方面是：具有激勵作用的形式或媒介或使人產(chǎn)生興趣的形式，以及信息的內(nèi)容或樣式。這對于飛機模擬器是非常重要的。

    四、我軍建立立體模擬虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)硬件和軟件趨勢

    1） 硬件：計算機及相關(guān)輔助設(shè)備的速度、精度、耐用性和通用性將繼續(xù)得到提高，而且費用下降。計算能力的增強可以為飛機提供較好的飛行控制感覺和環(huán)境的描述，為大型解析威脅模型提供快而準(zhǔn)確的輸出結(jié)果的評價，為訓(xùn)練系統(tǒng)增加逼真度和分辨率。另一個進展是對人眼安全的激光裝置，已用于多重集成激光交戰(zhàn)系統(tǒng)中，它可以使大規(guī)模野戰(zhàn)演習(xí)在沒有實際射擊火力環(huán)境下具有真實的作戰(zhàn)效果。

    2 ）軟件：影響軍事仿真和模擬發(fā)展的另一個重要方面是問題求解方法學(xué)和人工智能軟件。建立戰(zhàn)略評估系統(tǒng)──是將作戰(zhàn)模擬和解析模型的最佳特征組合起來，并利用計算機的自動化處理能力對變量保持控制，以便能快速地獲得結(jié)果和重現(xiàn)結(jié)果。使用了人工智能技術(shù)(基于規(guī)則的啟發(fā)式模型)，可以使模型代替部分或全部人工作業(yè)，決策規(guī)則要明確地按組分成紅方、蘭方、想定和兵力使用 。它針對仿真復(fù)雜的指揮和控制活動而設(shè)計，用基于標(biāo)準(zhǔn)的作戰(zhàn)過程的專家系統(tǒng)來實現(xiàn)指揮和控制，并且包括每一級的指揮所。

    由于大多數(shù)軍事仿真需要計算機的支持，因此，軟件的開發(fā)會直接影響軍事仿真的設(shè)計和應(yīng)用。

    五、我軍建立立體模擬虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)界面和網(wǎng)絡(luò)

    事實上，人機界面已從外部模型和圖象系統(tǒng)發(fā)展到直覺顯示技術(shù)，即全部成為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。

    1）當(dāng)前，在軍事仿真和模擬界面設(shè)計中較活躍的領(lǐng)域之一是虛擬現(xiàn)實(VR)。它是一個綜合環(huán)境，在這個環(huán)境中，用戶可以進入一個交互的、基于計算機的真實世界，它可以通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序進行交互作用。軍事上對綜合環(huán)境的興趣來源于將人員置于實際的作戰(zhàn)環(huán)境中來訓(xùn)練的需要，利用仿真武器系統(tǒng)聯(lián)成的網(wǎng)絡(luò)將參加者集成起來的可能性，以及在系統(tǒng)評估中可用通用的控制板表示不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的潛力。

    2）網(wǎng)絡(luò)可以使許多分散布置的仿真裝備相互作用，網(wǎng)絡(luò)可以將仿真器與其它仿真器連接起來、仿真系統(tǒng)與其它仿真系統(tǒng)連接起來，而且還可以將仿真器與作戰(zhàn)裝備連接起來( 如武器與指揮控制(C2)系統(tǒng))。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如Ethernet，DECnet、Token、Ring) 和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)已經(jīng)取得較大的進展。這些進展可以增強節(jié)點間的交互作用、分配進程和內(nèi)存共享，集中在一起就可以提高仿真網(wǎng)絡(luò)和分布式模擬在軍事上的應(yīng)用。

    大屏幕環(huán)幕技術(shù)、立體虛擬仿真技術(shù)熱線：400-650-8282, 13126624383，www.super-view.com.cn