美军联合训练模拟仿真系统发展综述

陈启利 马 腾 殷 冀 陈 勇

美军认为，联合训练是按照联合条令实施的包括任务预演的个人、部队和参谋机构的训练，使联合部队或联合参谋机构做好准备，对联合部队司令部司令执行指定任务的需求做出反应。随着战争实践积累和科学技术的发展进步，美军曾经使用过图上作业、室外训练、兵棋推演、基地训练、模拟对抗和军事演习等方法组织联合训练活动。其中，以兵棋推演和模拟对抗为主要方式的模拟仿真训练以其特有的经济性、易实现和可复盘等优势，成为信息化条件下联合训练的重要支撑手段。

美军联合训练模拟仿真系统发展特点

第二次世界大战期间，实兵演习、沙盘推演是典型的战争预实践方式，最有名的就是美英等盟国军队在诺曼底登陆前在英国南部组织的大型两栖登陆演习，以及日本海军偷袭美军珍珠港前的兵棋推演。从20世纪70年代开始，美军依托其领先的计算机技术、信息通信技术、模拟仿真技术，通过组建兵种战斗实验室、陆军实验室、空军实验室、海军实验室、海军陆战队实验室和军工企业等民间力量，开发出了从单一武器模拟器到大型作战平台，从战术模拟软件到综合集成的联合战役、甚至战略级别的模拟仿真系统，以满足作战训练、武器评估、作战条令检验以及作战效能评估等需要，作为各层级受训人员实战化的模拟训练的预实践手段。海湾战争发起前，美军通过使用“海湾打击”等兵棋系统进行了战前推演；在战争实施过程中，使用联合战区级仿真系统（JTLS）进行了联军训练及任务预演，使用TACWAR计算机兵棋推演出的联军伤亡结果与战争实际情况基本吻合。伊拉克战争前，美国海军陆战队通过开发模拟现实的、建立在伊拉克巴格达等主要城市基础上的战争游戏软件，使得作战人员能够提前熟悉战场环境和技战术操作运用，在后期的实战中实现了像训练一样打仗的理念。

美军联合训练模拟仿真系统发展，是伴随着作战概念开发需求而逐步演进的。空地一体战、网络中心战、空海一体战、多域战、分布式杀伤等作战概念，从军兵种模拟仿真到联合仿真，美军采取军兵种各自研发与系统融合式发展两条腿走路的方式，推动模拟仿真训练支撑联合训练实施。1998年11月—1999年10月，美军组织的“联合行动1999-1”是其首次联合作战实验，基于应对战区弹道导弹威胁的目的，对“关键移动目标打击行动”作战概念进行验证，这一概念后来发展成为“时间敏感目标打击”概念。2003年5月—2004年2月，由美国领导，英国、法国、德国、澳大利亚、加拿大共同参与的基于联军作战的“多国实验3”作战实验，主要是对“基于效果作战”概念的开发和验证。2000年—2008年，美国空军通过组织一系列“联合远程部队实验（JEFX）”，对舒特电子战系统进行了检验，并运用于阿富汗战争和伊拉克战争，使其“网络中心战”作战理念能够很快从概念转化为作战能力。

兵棋推演是美军联合训练的一种方式

JTLS作战模拟中基本单元连接示意图

美军各军兵种依托作战实验室、训练基地和合作开发商，建立了相对完整的模拟训练仿真系统，但是“联合”的问题始终没有得到很好解决，从美军历时7年耗资约10亿美元的“联合仿真系统”项目于2002年被中止就可见一斑。美军2007年版《训练部门建模与仿真业务计划报告》提出要大力发展建设作为美军训练转型的使能器的真实－虚拟－构造（LVC）训练环境，力图打通指挥控制系统、模拟仿真系统、装备模拟器之间的障碍，解决异构模拟系统互联、数据交互计算及时间空间一致性问题，以及仿真系统与CISR指挥系统的通联问题，使得不同军兵种、不同层次、不同类型的仿真系统能够联合运行，共同支持面向实战的联合训练。2002年6月至8月，在联合部队司令部的组织指挥下，美军在本土举行的“千年挑战-2002”演习，使用LVC联邦演习环境，将横跨美国东西海岸的17个模拟训练中心和9个训练基地的军种部队联为一体，依托网络化的手段演练了应对大规模杀伤性武器攻击、恐怖袭击等内容，基本达到了异地实时指挥、同步行动的效果。

美国拥有庞大的军工体系，这些企业和科研机构为美军联合训练提供了专业化的模拟仿真技术平台和各类智囊团。例如JTLS系统就是由美国罗兰公司1983年开始研发的，经过近40年的迭代升级，是北约国家正在主要使用的主要联合作战计算机兵棋推演工具，可模拟多个国家参与的战区级联合作战，现在常被用作联合训练支持环境。美军在“联合行动1999-1”作战实验中主要使用的两个仿真系统中的移动导弹定位与攻击仿真系统（SLAMEM），是由Toyon研究公司开发的。美军主导组织的“多国实验3”作战实验中使用的主要建模与仿真工具G2和C3TRACE系统，均为GENSYM公司开发的推演过程工程管理工具。另外，美国智库推出的“恐怖的海峡”和“恐怖的海峡Ⅱ”政策类实验成果，是兰德公司使用其战略评估系统（RSAS）推演的成果。

美军通过对舒特电子战系统的模拟检验牵引了网络中心战概念的发展

美军的红旗军演提升了实战化训练水平

模拟仿真平台使得对抗训练成为可能。人在战争中是起决定性作用的，联合作战也是一样。大型模拟仿真平台虽然能够支撑诸军兵种联合训练、多国部队联军训练，但是这些模拟系统只能解决技术层面的问题，对于指挥员的指挥艺术和谋略是无法体现的，这时就需要采取对抗方式来提升实战化训练水平，特别是红蓝对抗、体系对抗。而模拟仿真系统能够提供实际训练环境无法提供的联合作战体系所需要的模拟电磁环境和网络作战环境，同时，模拟仿真平台还可以为红蓝对抗训练提供相对专业的红方扮演者，即假想敌部队，这些“假想敌”很多时候由非军方人员扮演。2015年，美国空军牵头组织的红旗军事演习，美国、加拿大、英国、澳大利亚4个国家的10多种型号飞机及空军作战中心、控制报告中心、陆军爱国者防空导弹作战单元、海军陆战队、海军主战装备和兵力，同步参加了演习远程联网对抗，LVC联邦模拟仿真环境能够实现上述作战平台和机构90%以上在驻地参加演习。

美军联合训练模拟仿真系统发展趋势

美军一直有很强的危机意识，本着问题导向理念，为维持其全球霸主地位，必须确保联合作战与联合训练支撑条件建设处于世界领先地位。因此，美军联合训练模拟仿真系统建设将沿着技术上领先、军兵种融合、多任务拓展的方向发展，推动联合训练转型。

目前，按照分布式模拟训练的建设思想，美军正在分布式交互仿真模型基础上大力开发网络化作战训练模型，解决海量数据传输、处理、使用和管理问题，着力为营级到战区级的指挥训练、战场分布仿真所需联合战术训练做准备。为转变当前联合仿真松散的联邦结构的状况，实现向模块化框架的转变，美军考虑使用仿真训练平台的模块化服务单元来逐步代替庞大而复杂的仿真系统，建立能够支撑庞大数据库、模型库和知识库的分布式模拟系统，最终开发出一个基于云使能模块化服务的联合训练支撑环境。针对目前JTLS等大型联合作战仿真系统直观感觉不佳、虚拟现实效果差等问题，美军通过构建战场地理环境三维立体模型、打击效果可视化渲染以及增强现实等技术手段，提升联合作战、联军作战指挥人员训练操作可视化效果。

美军联合训练模拟仿真系统将促进军兵种融合

随着新作战样式的出现，为解决联合作战环境与联合作战行动一体化建模的要求，美军非常注重建设多军兵种联合的作战仿真系统。针对军兵种模拟仿真平台“烟囱”林立问题，美军一方面致力于打通军种间技术壁垒，提高模拟系统的互操作性；另一方面寻求完善联合战役层面的模拟仿真技术架构，使得各个软件开发人员能够在统一的技术架构上开发新的模拟仿真系统。未来，美军仿真界的研究成果也将致力于实现多军兵种仿真系统的集成。对诸如LVC联邦的升级改造，就是针对美陆、海、空军已有的仿真系统、实兵系统，解决系统之间数据的相互识别，多系统联合运行的逻辑合理性和开放的自由组合性等问题。

多样化军事任务涉及到社会、文化、心理、法律、经济、外交等多个领域，不同于传统战争的建模与仿真，当前辅助决策模拟的相关技术、方法和工具无法满足多样化任务现实需求，应当将建模与仿真研究的重点转向，建模仿真应当为军队提供面向多样化军事任务辅助决策的仿真模拟手段。例如用于非战争军事行动的模拟系统在功能、性能需求以及模拟对象和内容上，与JTLS等大型联合作战模拟系统存在大量相同或相似的部分，经过改造后，初步具备了支持多样化军事任务模拟的能力。