虚拟现实技术在非战争军事行动中的应用前景初探

高友杰，司 揆，伍 敏，李正军

（国防科技大学军事基础教育学院，长沙 410073）

目前，武装力量进行非战争军事行动训练普遍存在环境模拟不够逼真，训练手段少，训练效果有效性差等问题。特别是由于缺少“创伤”、“死亡”、“被俘”等真实威胁以及“重大得失后果”的显著不足，使得训练有效性，特别是强烈应激下的训练效果不足。虚拟现实技术运用于军事训练领域具有巨大的优势和效能。近年来，越来越多国家的军队开始关注虚拟现实技术在军事领域方面的应用，尤其是美国国防部已将以虚拟现实技术为标志的建模与仿真技术作为21世纪保证美军优势地位的七大关键技术，投入了巨大的人力、物力和财力开展相关研究[1]。

1 武装力量进行非战争军事行动训练中存在的不足

近年来，我国面临更加复杂严峻的国际国内安全形势，特别是周边安全摩擦频发，更突出了军事斗争准备的急切性。无论什么性质、规模的突发事件，都会不同程度的给国家、社会和人民带来损害，然而武装力量进行非战争军事行动训练水平距满足实战化需求还存在一系列差距。

1.1 训练环境构建难

组织非战争军事行动训练，训练环境构建是基础，是否构建逼真、严酷、贴近实战的训练环境对提高训练有效性有直接而深刻的影响。目前非战争军事行动训练还存在一系列短板。

一是环境逼真度不足。传统非战争军事行动训练以预案、想定为主，各武装力量通常提前针对可能发生的各类情况提前做好预案，训练时按照预案内容组织实施，通常是按步骤流程实施，缺少非战争军事行动突发性强、破坏性大和牵连面广的特征。环境逼真度不足使得专业训练和心理训练难以结合起来，制约训练效果。二是重复训练难实现。重复训练能有效提高单兵运用武器装备熟练度，锤炼指挥员对突发情况的处置指挥，降低参与人员对各类环境的心理不适，从整体上增强部队对非战争军事行动的处置能力，确保履行好使命任务。但传统训练重复训练难，其所需的组织保障工作量极大，多为定期组织，不能方便地开展训练。三是训练内容覆盖不全。非战争军事行动有反恐维稳、抢险救灾、维护利益、安保警戒、国际维和、国际救援等行动样式，仅抢险救灾又有震灾、洪灾、冰雪灾害、火灾、交通事故、泄露事故等。因此各部队在训练中难以覆盖多数训练内容，且由于训练器材、装备限制，对部分突发事件处置的训练更是难以展开。

1.2 训练组织实施难

近年来，部队遂行非战争军事行动能力有了较大提高，但还存在专业力量建设各种法规不健全、不完善，能力生成缺乏长效支撑。部队组织训练主要依靠自身事件和几本教材来指导，具体训练开展困难，很难保持和提高专业技能水平。

一是训练组织难规范。目前，部队组织实施的各类演习中，对遂行非战争军事行动的演习数量较少，在相应的演习中，仅能覆盖部分部队和部分训练科目。在日常训练中，各部队年度训练计划中均无专门时间保证，仅能把训练机动时间从各阶段抽出来，用以集中组织训练。二是组训效果难评估。由于非战争军事行动训练参与力量多元、过程复杂、协同性强，对于任一具体行动，都涉及组织决策等一系列活动。依据大纲组织的单一考核，难以对整体训练水平、个人完成任务情况作出客观评价。三是特类情况难开展。针对核、生、化等特类环境下的训练，存在训练模式单一，实战化训练氛围不浓，训练内容滞后，难以胜任复杂救援任务，训练成果难以得到有效检验等问题[2]。对于核、生、化沾染后果没有直观感受，缺少其扩散带来的心理强烈刺激，使得该类训练开展较少，训练效果差，实战能力不足。

1.3 训练成本开销大

非战争军事行动的训练的过程是循序渐进的过程，需要反复训练以达到训练目的。通过实兵实弹演练和综合演练的方式进行非战争军事行动训练，虽然可以取得较好的训练效果，但是耗费巨大。

一是人力成本大。非战争军事行动的训练开展从训练方案的制定到训练的全过程中，有训练涉及人员、参训人员、控制人员、情况仿真人员和评判人员，每个环节都需要安排专业人员进行情况控制和导调，人员规模庞大。同时，还需对各岗位人员分专业进行培训，才能使其掌握对非战争军事行动训练进程的把握，履行好相应职责。二是装备损耗大。在训练中，各类武器装备在长距离机动及任务遂行过程中会有大量消耗及损耗。通过利用虚拟现实技术完全沉浸的效果，在模拟训练系统中构建与现实装备相同的模型，可以获得近似真实的操作体验，可以有效降低在训练中武器装备的损耗。三是经费成本大。对于非战争军事行动训练，由于每次训练所需人力和物力庞大，势必造成经费的巨大支出。而利用虚拟现实技术展开训练，仅需要一次研发的投入，后续训练可以在虚拟现实训练系统中重复实现，成本几乎可以忽略。

2 虚拟现实技术特点及对提高部队战斗力的突出优势

虚拟现实是人类在探索自然、认识自然过程中创造产生、逐步形成的一种用于认识自然、模拟自然，进而更好地适应和利用自然的科学方法和技术[3]。虚拟现实技术的特征可用3个I，即Immersion（沉浸性）、Interaction（交互性）、Imagination（想象性）来表示[4]。同时，随着互联网技术发展成熟，5G通信即将大规模商用，其能够提供高带宽、低延时的通信服务，为虚拟现实分布式（Distribution）配置提供了通信技术保障，将可以突破传统军事训练场地、设备或资源的限制，实现军事训练方面新的突破。

2.1 沉浸性特性为受训者提供全真任务环境模拟

沉浸性，又称浸入性，通过受训者、虚拟实体、仿真设备和三维场景的有机融合，使受训者感觉完全置身于虚拟世界中，被虚拟世界所包围，将受训者的部分感官与现实世界隔离，使受训者获得更加真实的沉浸感，能够让受训者在一个相对安全的环境里获得逼真的任务环境体验。

通过任务环境生成系统，可以提供丰富多样的任务场景，便于受训者在各类复杂情景中进行训练。同时通过各类危急情景，给与受训者强心理刺激，提高其进入任务环境后的适应能力和遂行任务能力。在实战前，通过对任务地域任务环境的全真模拟，帮助指战员提前熟悉任务环境，组织协同配合，进行演练、有效提高实际遂行任务能力。通过虚拟现实技术，可以有效弥补军事训练中环境生成难，训练场地限制大，重复训练场布置复杂且成本高的不足，作为提高战斗力的有效训练方式。

2.2 交互性特性为受训者提供逼真装备操作体验

交互性，指虚拟环境能够响应人的自然行为，能够与人互动。使用者通过数据手套等外设和传感器，与虚拟环境可即时交互并得到反馈，产生与真实世界一样的感觉，几乎可以忽略计算机的存在。使用者用在日常生活中的方式与虚拟场景中的人或物进行各种交流、产生真实的互动体会。

虚拟现实技术通过各类外设和传感器，实现现实中使用者的各项操作与虚拟场景变换的同步交互。在使用虚拟现实设备时，通过调节虚拟装备参数，简易更换外设，就可以实现需要训练武器装备的更换。通过虚拟现实技术，能够实现训练者与虚拟空间的结合，通过其交互性特点，能够实现对武器装备的操作，实现战双方的对抗，以此提高受训者的实战能力。

2.3 想象性特性为受训者提供全新认知实践经验

构想性，就是用户能在虚拟的环境中获取新的知识和经验，形成感性或理性的认识，从而产生新的思想和行动，有效提高思考和行动能力。使用者在可以利用虚拟现实中构建的任务环境，加深对任务地点的理解；通过对战略战术的运用，可以检验其效能并形成新的战略战术，提高指战员的实战能力。

虚拟现实技术可以通过任务进程的变化，让受训者参与到战争的完整过程中，从而使受训者在参与战争实践中积累实践经验。在虚拟现实中，指挥员能够对任务情况作出判断并进行指挥，评估其指挥效能。在一个指挥闭环中指挥员可以由此进行指挥训练，提高指挥能力。每个任务单元可以通过虚拟现实世界形成相应的经验，提高战斗能力。通过虚拟现实技术，能够有效促进使用者的技战术运用水平，创造性激发其谋略能力。

2.4 布式配置使受训者突破军事训练时空限制

分布式配置，为了达到模拟设备共用的目的，使参训各方共处其中进行自主对抗演习，即通过扩大分布式训练模拟系统的使用范围，可以把分布在各地的任务部队连同模拟设备用各信息网络连接起来构设一个共同的“虚拟任务环境”，使参训各方共处其中，进行自主对抗演习[5]。

分布式配置的虚拟现实系统以主干系统网络为支撑，建立统一的虚拟环境。通过虚拟现实设备的分布式配置，一是能突破单一虚拟现实训练室场地设备有限，无法支撑较大规模部队同时参与训练的限制，有效扩大训练规模；二是能够协调利用分散在各地域、各部队的虚拟现实设备，有效分摊设备成本，通过内部信息网络同步连通使用；三是有效解决诸军兵种训练日常训练联合难的问题，可以方便高效组织诸军兵种成系统、成体系的一体化联合训练。

3 虚拟现实在非战争军事行动训练中的应用前景

随着军队面临的挑战日益复杂，军人将需要更加全面的技能，而这些技能可以通过虚拟现实环境进行训练，由于虚拟现实技术具有低价、安全、拓展空间大等优势，我们可以在以下方面组织相应技能的训练。

3.1 运用装备操作训练系统强化单兵武器装备操作水平

非战争军事行动中，各类高新技术武器装备运用普遍。装备操作训练系统主要采用虚拟现实技术构建与真实武器几乎一致的模拟操作训练系统，来对武器操作人员进行培训。利用虚拟现实技术进行武器装备操作训练，对高技术复杂装备具备更加突出的优势，在没有高新装备受损风险的情况下，便于受训人员反复试错，以此提高受训人员对武器装备操作使用的水平，加深装备操作人员对装备的熟悉。

3.2 运用指挥决策训练系统提升指挥员指挥决策能力

通过虚拟现实技术，可以设置不同指挥环境，让指挥员在虚拟任务环境中针对不同的任务情况组织指挥，模拟实战指挥，从而提高指挥人员的技战术水平。在指挥决策上，主要包含两个方面：一方面是通过对获取的情报在三维任务环境上合成逼真的三维立体态势场景，有利于指挥人员更加直观地把握整个任务态势，辅助指挥员进行指挥决策；另一方面，采用基于虚拟现实技术的指挥方案分析系统对指挥员提出的决策方案进行仿真分析，更好地为指挥员服务，从而定下正确决心。

3.3 运用联合军事训练系统强化部队整体遂行任务能力

虚拟现实技术利用分布式虚拟现实技术并结合现代网络通信技术，将分散在各单位的虚拟现实训练系统进行统一控制，统一任务协同训练。连通后的系统可以实现跨军兵种，涵盖众多武器系统等在内的整体环境，使士兵能在虚拟环境的动态地形上遂行任务。在训练模拟系统发展到一定水平后，就可以组织一定规模的军兵种联合军事演习，提高其联合遂行非战争军事行动的能力。

3.4 运用分析系统研究评估优选行动方案

在战略、战役和战术层次上，利用虚拟现实模拟来评估任务进程及效果，度量武器的效能，为试验和鉴定提供一个实验性的环境。虚拟现实使得任务模拟趋于更高层次，特别是联合行动的兵力规划、运用和使用等方面。同时，虚拟现实可更多地用于武器系统分析，提供可重复试验的、允许应用统计方法度量的实验环境。

3.5 运用心理训练系统提高环境适应能力

虚拟现实技术还可以用于心理适应性训练，通过构建逼真的任务环境，通过视觉、听觉、嗅觉、触觉等多感官沉浸，展现出血腥、暴力、危险的任务场景，受训者在期中以第一视角或者以旁观者参与整个任务，充分体验各类任务的恶劣环境，逐步增强面对真实场景的心理适应能力。

3.6 运用心理康复训练系统辅助治疗任务后心理疾病

虚拟现实技术由于其逼真的模拟使人产生身临其境的感受和体验，基于虚拟现实的心理治疗可以应用于创伤后应激障碍（PTSD）、恐高症、抑郁症等多种心理疾病的治疗中。治疗师可以根据“暴露式”临床理论，在引导患有PTSD的人员治疗时，将其引入一个可控的沉浸式环境中，在这样一个安全的环境下，让患者逐步回忆过去。随着时间推移，症状会逐步缓解，最终重建一个更加健康的生活。

4 结束语

随着我国日益面临日益复杂的国内国际环境，我国武装力量势必面临越来越艰巨的各类非战争军事行动。通过对目前非战争军事行动训练中存在三大不足的分析，可以看到目前的训练现状越来越难以满足现实需求。虚拟现实技术作为一种新兴发展的科学技术，其沉浸性、交互性、想象性的技术特点和分布式配置的发展趋势为解决目前的训练短板提供了一个解决方案，可以实现应对各类复杂任务的预实践，有效提升训练效果。通过分析非战争军事行动的不足及虚拟现实技术的优势，本文提出了六个方面的应用，希望可以为相关训练工作的开展提供一些参考。